Переробка шуруповерта на літієві акумулятори: інструкція

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори має сенс. Перевагою є те, що вони мають велику електричну щільність. В результаті, встановивши такий пристрій в корпус шуруповерта, ми зможемо досягти збільшення тривалості роботи інструменту в багато разів. Струм зарядки у літієвих акумуляторів високої потужності, особливо у нових модифікацій вона може досягати 1-2 С. Підзарядити такий прилад можна за 1 годину, при цьому, не завищуючи рекомендовані виробником параметри і не псуючи якість виробу.

Як виглядають літієві акумулятори?

Більшість пристроїв з літію укладено в призматичний корпус, але деякі моделі мають циліндричною формою. У таких батареях застосовуються рулонні електроди і сепаратори. Корпус виготовляється з алюмінію або сталі. Позитивний полюс виходить на корпусну кришку. В призматичних конфігураціях електроди мають вигляд прямокутних пластин. Для забезпечення безпеки в батареї передбачено пристрій, що виступає регулятором усіх процесів і який розмикає електричний ланцюг при критичних ситуаціях. Підвищена герметизація корпусу не дає витікати назовні електроліту і проникати всередину кисню і вологи.

Які заходи слід дотримуватися, щоб не пошкодити літієвий акумулятор?

В силу обмежень технології показник зарядженості літієвих акумуляторів не повинен бути вище 425-435 Ст. Розряд не повинен доходити до показника 25-27. Це умова зазначається в технічному паспорті для кожної конкретної моделі. При завищенні цих значень ви можете вивести пристрій з ладу. Застосовуються спеціальні контролери зарядки і розрядки, які зберігають напруга на літієвої осередку в межах норми. Переробка на шуруповерта літієвий акумулятор з контролером захистить пристрій від збою в роботі.

Показник напруги літієвих акумуляторів кратний 37 (36). У Ni-Mh-моделей цей показник складає 12 Ст. Це явище можна пояснити. Номінальна напруга в літієвих пристроях зберігається на окремій клітинці. Літієвий акумулятор 12 вольт ніколи зібраний не буде. Номінал становитиме 111 (три послідовні комірки) або 148 (чотири послідовні комірки). Крім цього, показник напруги літієвої клітинки при роботі при повній зарядці на 425 а при повній розрядці - на 25 Ст. Показник напруги 3S (3 serial - три послідовні з'єднання) буде змінюватися при функціонуванні пристосування 126 В (42х3) до 75 (25х3). Для 4S-конфігурації цей показник коливається від 168 до 10 Ст.

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори 18650 (переважна більшість виробів мають саме цим розміром) вимагає обліку різниці в габаритах з Ni-Mh-осередками. Діаметр комірки 18650 дорівнює 18 мм, а висота становить 65 мм. Дуже важливо підрахувати, яка кількість клітинок поміститься в корпусі. При цьому слід пам'ятати, що для моделі з потужністю В 111 вам буде потрібно кількість клітинок, кратне трьом. Для моделі з потужністю 148 — чотирьом. Ще повинен поміститися контролер і комутаційні дроти.

Пристрій для зарядки акумулятора на основі літію відрізняється від пристосування для Ni-Mh-модифікацій.

У статті буде розглянуто, як відбувається переробка шуруповерта на літієві акумулятори Li-Po. Інструмент укомплектований парою Ni-Mh-акумуляторних батарей з показником напруги 12 В і ємністю 26 Ач. Буде розглянута переробка шуруповерта Hitachi. Літієві акумулятори забезпечать приладу довготривалу службу.

Вибираємо номінальне напруга

В першу чергу слід визначитися з вибором показника номіналу напруги для пристрою на основі літію. Вибір слід здійснити між 3S-моделлю (діапазон її напруги становить від 126 до 75) та 4S-Li-Ion-акумулятором (діапазон напруги - від 168 до 10).

Переваги другого варіанта

Другий варіант є більш підходящим, тому що напруга батареї досить швидко падає з максимального показника до мінімального (з 168 до 148). Для електричного мотора, чим, власне кажучи, і є шуруповерт, перевищення в 28 В не є критичною відміткою. Найнижчий показник напруги у 3S-Li-Ion-модифікації. Він дорівнює 75 що є недостатнім для нормального функціонування електричного пристосування. Змонтувавши чотири конфігурації, ми збільшимо електричну ємність акумулятора.

Як визначитися з вибором літієвих комірок?

Щоб здійснити вибір осередків на основі літію, слід намітити обмежувальні чинники. В даний час виробляються літієві пристрої з допустимим значенням струму навантаження в 20-25 А. Імпульсні значення струму (недовготривале, до 1-2 сек) досягають 30-35 А. Конфігурація акумулятора не буде порушена.

Скільки клітинок поміститься в корпус?

Зібрати 4S2P (чотири послідовні з'єднання і два паралельних) не вийде. Переробка шуруповерта на літієві акумулятори 18650 передбачає наявність восьми осередків. Як же їм вкластися в чотири? На кожну клітинку ляже максимальне навантаження струму.

Як визначити показник максимального струму в шуруповерти?

Переробка 12В шуруповерта на літієві акумулятори передбачає під'єднання пристрою до лабораторного джерела живлення з показником максимального струму в 30 А. Регулятор обмежувача ставиться на максимальне значення. Створивши рівень напруги джерела живлення близьким до номінального показником майбутнього акумулятора, починаємо плавне натискання на курок. Струм, який споживається шуруповертом, підніметься до позначки 5 А. Тепер слід різко натиснути на курок. Це закоротит ланцюг живлення. Струм досягне потужності 20-30 А. Можливо, його показник був би набагато вище, але потужність джерела живлення не дасть це зафіксувати. Це буде нетривалий струм навантаження при різкому натисканні на курок шуруповерта. Будь-яка модель такого приладу відреагує аналогічно.
Далі слід затиснути наконечник шуруповерта лещатами і поспостерігати, до якого значення підвищиться струм споживання при режимі роботи, коли у шуруповерти спрацює тріскачка. Показник струму в цьому випадку зростає до 10-12 А. Так можна визначитися з величиною струму навантаження. В цьому випадку він буде дорівнює 5 А на холостому ходу і 30 А при різкому початку, а при максимальному навантаженні складе 12 А. Виробник повинен вибрати літієві клітинки, номінальний показник струму навантаження яких буде становити 10-20 А, а імпульсний — 25-30 А.

Як вибрати контролер?

Отже, відбувається переробка шуруповерта на літієві акумулятори. Штатна зарядка для пристрою потрібно обов'язково. При виборі контролера врахуйте, що прилад повинен відповідати двом параметрам:

показником номінального робочого напруги;

показником номінального робочого струму.

З напругою все гранично ясно: якщо батарея 111 В, то і контролер буде з такою ж напругою. Поняття «номінальний робочий струм» передбачає пропускну здатність захисту плати. Таким чином, контролер на 4 А розрахований на позначку струму 4 А, а при показнику 8 А на нього лягає додаткове навантаження. У цьому випадку спрацює захисний пристрій. Всі ці технічні дані викладені в паспорті кожної модифікації контролера. При цьому одна модифікація може володіти показником обмеження струму 30 А, а інша — 50 А. І обидва ці пристрої формально будуть придатні для функціонування. Також при створенні літієвого акумулятора є обмеження в габаритах. Тому слід купувати такий контролер, який вміститься в корпусі старої батареї.

Розбирання і збірка

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори включає наступні етапи:

Слід розкрити старий акумулятор, відгвинтивши п'ять шурупів.

Витягти з корпуса Ni-Mh-батарею. Буде помітно, що контактна площадка, що входить в зачеплення з контактною групою шуруповерта, приварена до мінусового контакту однією з Ni-Mh-клітинок. Точки зварювання слід обрізати за допомогою інструменту з вмонтованим в нього відрізним каменем DREMEL 4000.

До контактів припаюються дроти, переріз яких становить не менше 2 мм 2 для силових висновків і 02 мм 2 для терморезистора. Контактна площадка вклеюється в корпус акумулятора за допомогою термоклея.

За показником внутрішнього опору на вимірювачі підбираються чотири клітинки. Значення має бути одним і тим же для всіх чотирьох приладів.

Літієві осередку склеюються термоклеєм так, щоб вони розташовувалися в корпусі компактно.

Зварювання клітинок проводиться на верстаті для контактного зварювання за допомогою зварювальної стрічки з нікелю (показник її перетину повинен бути дорівнює 2Х10 мм).

Встановлення плати захисту

Цей етап може показати, наскільки полегшена конструкція акумулятора з літію. Вага пристрою Ni-Mh дорівнював 536 р. Вага нового пристрою з літію дорівнює 199 р, що буде цілком відчутно. У вазі вдалося виграти 337 р. При цьому спостерігається збільшення енергетичної ємності. Батарея монтується в корпус. Порожнечі заповнюються м'яким матеріалом від упаковки.

Підключення до шурупокрути

Різке натискання на курок провокує спрацьовування захисного механізму по струму. Але насправді такий захисний режим навряд чи буде потрібний при користуванні інструментом. Якщо не провокувати захист спеціально, то робота шуруповерта буде відрізнятися стабільністю.

Наконечник слід затиснути в лещата. Потужність батареї вільно викликає спрацьовування тріскачки, яка обмежує збільшення кількості оборотів кручення.

Літієва батарея шуруповерта розряджається на електронній навантаженні. Показник струму розряду повинен дорівнювати 5 А.

Акумулятор вставляється в штатний ЗУ. Показник струму заряду при вимірюванні дорівнює 3 А, що припустимо для літієвих осередків. Для конфігурації LG INR18650HG2 максимальним струмом заряду стане 4 А, що вказано в технічній характеристиці.

Скільки часу потрібно на заміну акумуляторів?

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори займе приблизно 2 години. Якщо буде здійснена перевірка всіх параметрів, тоді знадобиться 4 години. Все можна зробити самостійно, без допомоги іншої людини. Але контактну зварку і вибір акумуляторів без спеціалізованого обладнання не провести.

Чим можна ще тестувати ступінь зарядженості крім контролера?

Здійснена переробка шуруповерта на літієві акумулятори. Штатна зарядка, вбудована в корпус, є ідеальним варіантом. Але вартість контролера досить висока. Обійдеться прилад в 30 $, що рівнозначно вартості самого акумулятора. Щоб провести тестування рівня заряду акумулятора з літію на ходу, не застосовуючи зарядний пристрій, можна використовувати спеціальний індикатор RC helicopter lipo battery AKKU portable voltage meter tester alarm 2-6S AOK. Вартість приладу дуже низька. Він має аналогічний пристрою iMax6 роз'єм балансування і зарядки. До батареї пристрій підключається за допомогою перехідника. Це пристосування для контролю рівня напруги є дуже зручним. Воно може заміряти від двох до шести сполучених між собою послідовно осередків з літію, а також видати сумарний показник або напруга кожного елемента окремо з граничною точністю.

Скільки буде коштувати заміна Ni-Mh на литиевое пристрій?

Будь грошових витрат зажадає переробка шуруповерта на літієвий акумулятор? Ціна на такий пристрій складається з вартості декількох складових:

конфігурація 4S-акумулятора на основі літію коштує 2200 р.;

купівля контролера для зарядки і розрядки плюс балансира обходиться в 1240 р.;

вартість зварювального роботи і складання становить 800 р.

Виходить, що літієвий акумулятор, зроблений своїми руками, обоходится в 4240 р. Для порівняння візьмемо аналогічну конфігурацію з літію фабричного виробництва. Приміром, пристрій Makita 194065-3 призначене для шуруповерта. Воно володіє аналогічними параметрами. Вартість такого приладу становить 6500 р. Виходить, що переробка шуруповерта на літієві акумулятори економить 2300 р.