Аккумулятор шуруповерта что внутри

Неизбежное наступило – аккумуляторы в моём стареньком Hitachi DS 12DVF3 окончательно сдохли. Отвратительно держать заряд они стали уже очень давно, но для мелких бытовых нужд имеющейся ёмкости хватало, поэтому я никогда и не думал над решением этой проблемы. До того момента, когда мне понадобилось просверлить отверстие в кухонной мойке из нержавейки, на что у меня ушло минут сорок! На одно отверстие! Один аккумулятор раскачать вообще не удалось, а другой так и работал, двадцать секунд крутит, около десяти минут заряжается. Вот тут то я и понял, что пришло время подарить новую жизнь моему любимому инструменту.
Понятно, что для начала необходимо было немного ознакомиться с теорией, чтобы понять, что вообще мне предстоит сделать. Конечно, тема эта совсем не новая и переводом шуруповёртов на литий занимаются все, кому не лень. Но каждый делает это по своему в зависимости от своей образованности, количества лени и понятия о красоте. Мне же нужно было, чтоб с технической стороны всё было сделано абсолютно правильно, чтоб снаружи выглядело не страшно и чтоб аккумуляторами можно было удобно пользоваться. Перечитав и пересмотрев огромное количество материала, я взял за основу проект от AlexGyver.

Определившись с необходимыми элементами, я полез на Ali тратить деньги. Литиевые аккумуляторы заказал с уже наваренными никелевыми пластинами, чтоб не мучить пайкой ни себя, ни их. Оказалось, что доставляются аккумуляторы действительно долго и, пока я ждал одних из Китая, купил в местном магазине ещё и другие, но уже без пластинок, ведь у меня два корпуса для переделки. Спустя полтора месяца после заказа, я наконец-то свои посылки получил и уже можно было приступать к работе. Для начала разбираю один старый корпус и знакомлюсь с его содержимым.

Тут надо аккуратно отломать верхнюю контактную площадочку, она будет необходима позднее. Ещё понадобятся никелевые перемычки для припаивания к аккумуляторам второго блока, поэтому этот хлам отодвигаю пока в сторону. Далее примеряю новые компоненты, чтоб понять фронт предстоящих работ.

Стоимость нового шуруповерта примерно на 70% состоит из стоимости аккумулятора к нему. Поэтому не удивительно, когда столкнувшись с выходом из строя аккумулятора, мы задаем себе вопрос – что дальше? Покупать новый аккумулятор или шуруповерт, а может, есть возможность произвести ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками и продолжить работу уже привычным инструментом?

В данной статье, которую условно разделим на три части, мы рассмотрим: виды аккумуляторов, которые применяют в шуруповертах (ч.1), их возможные причины выхода из строя (ч.2) и доступные способы ремонта (ч.3).

Содержание

Аккумулятор шуруповерта: конструкция и виды

Следует заметить, что независимо от марки шуруповерта и страны производителя аккумуляторы имеют идентичное строение. Собранный аккумуляторный блок имеет такой вид.

Если мы его разберем, то увидим, что он собран из небольших элементов, которые собраны последовательно. А из школьного курса физики мы знаем, что элементы, имеющие последовательное соединение, слаживают свои потенциалы.

Примечание. Сумма каждого элемента питания и дает нам итоговое напряжение на контактах аккумуляторной батареи.

Наборные части или «банки», как правило, имеют стандартный размер и напряжение, отличаются они только емкостью. Емкость аккумулятора измеряется в А/ч и указывается на элементе (изображено ниже).

Для компоновки аккумуляторов шуруповертов применяют следующие виды элементов:

• никель – кадмиевые (Ni – Cd)батареи, с номинальным напряжением на «банках» 1,2V;
• никель-металл-гидридный (Ni-MH), напряжение на элементах – 1,2V;
• литий-ионный (Li-Ion), с напряжением – 3,6V.

Рассмотрим более подробно достоинства и недостатки каждого вида.

• Самый распространённый вид ввиду низкой стоимости;
• Не страшны низкие температуры, например как Li-Ion батареям;
• Хранится в разряженном состоянии, при этом сохраняет свои характеристики.

• Производится только в странах «третьего мира», ввиду токсичности при производстве;
• Эффект памяти;
• Саморазряд;
• Маленькая емкость;
• Малое количество циклов заряд/разряд, значит, долго не «живут» при интенсивном использовании.

• Экологически чистое производство, есть возможность приобрести высококачественный фирменный аккумулятор;
• Низкий эффект памяти;
• Низкий саморазряд;
• Большая емкость, в сравнении с Ni – Cd;
• Большее количество циклов заряд/разряд.

• Цена;
• Теряет часть характеристик при длительном хранении в разряженном состоянии;
• При низких температурах долго не «живет».

• Нет эффекта памяти;
• Почти отсутствует саморазряд;
• Высокая емкость аккумулятора;
• Количество циклов заряд/разряд в разы больше, нежели у предыдущих типов аккумуляторов;
• Для набора необходимого напряжения необходимо меньшее количество «банок», что существенно уменьшает вес и габариты аккумулятора.

• Высокая цена, почти в 3 раза в сравнении с никель – кадмиевым;
• Через три года происходит существенная потеря емкости, т.к. Li разлагается.

С элементами мы познакомились, перейдем к остальным элементам аккумуляторного блока шуруповерта. Разборка блока, например, для ремонта аккумулятора шуруповерта Hitachi (изображен ниже), очень проста – откручиваем шурупы по периметру и разъединяем корпус.

Корпус имеет четыре контакта:

• Два силовые, «+» и «-» , для заряда/разряда;
• Верхний управляющий, он включен через термодатчик (термистор). Термистор необходим для защиты батарей, он отключает или ограничивает ток заряда при превышении определенной температуры элементов (как правило, в диапазоне 50 – 600С). Нагрев происходит по причине больших токов при форсированном заряде, так называемая «быстрая» зарядка;
• Так называемый «сервисный» контакт, который включен через сопротивление 9Ком. Он используется для сложных зарядных станций, которые выравнивают заряд на всех элементах аккумулятора. В быту такие станции ни к чему, ввиду их высокой стоимости.

Вот собственно и вся конструкция аккумулятора. Ниже приведено видео, о том, как разобрать блок.

Определение неисправности

С назначением элементов конструкции аккумулятора разобрались, теперь рассмотрим, как определить неисправность, это ч.2 ремонта аккумулятора шуруповерта. Сразу заметим, что все элементы разом выйти из строя не могут, а поскольку цепь у нас последовательная, при выходе одного элемента – не работает вся цепь. Значит, наша задача определить, где у нас в цепи самое слабое звено.

Для этого нам будет необходим мультиметр, и для второго способа поиска неисправности лампа на 12В, если Ваш аккумулятор на шуруповерт тоже 12 вольтовой. Порядок действий следующий:

— Ставим аккумулятор на зарядку, ждем сигнала о полном заряде.

— Разбираем корпус и меряем на каждой банке аккумулятора. Для Ni – Cd у нас должно быть 1,2 – 1,4В, в литиевых – 3,6/3,8В.

— Отмечайте все «банки», в которых напряжение меньше номинального. Например, у большинства элементов Ni – Cd напряжение 1,3В, а на одной или нескольких – 1,2/1,1В.

— Собираем аккумулятор и работаем до заметной потери мощности.

— Снимаем, разбираем и меряем падение напряжения на «банках» аккумулятора. На отмеченных элементах «проседание» напряжения будет больше чем на других. Например, на них уже не 1,2В, а 1,0В или еще ниже.

Примечание. Разница между элементами в аккумуляторной батарее в 0,5 – 0,7В считается существенной, это означает, что элемент приходит в негодность.

Таким образом, мы нашли кандидаты на «реанимацию» или «ампутацию» и замену на новые элементы.

Если Ваш шуруповерт работает от напряжения 12 или 13В можно произвести поиск более простым методом. Полностью заряженный аккумулятор разбираем и к контактам «+» и «-» подключаем 12 вольтовою лампу. Лампа будет нагрузкой, и будет разряжать аккумулятор. Далее проводим замеры на элементах батареи, там, где сильнее всего падение напряжения, там и слабое звено.

Есть и другие способы, вместо лампы можно подобрать сопротивление, но для этого уже необходимы азы электротехники, да и сомнительно что бы резистор с необходимым сопротивлением был под рукой.

Другие неисправности очень редко встречаются. Например, потеря контакта в местах пайки батарей или силовых контактах блока, выход из строя термистора. Эта проблемма больше присуща подделкам. В виду редкости, заострять внимание не будем, ограничимся элементами батареи.

С «проблемными» элементами разобрались, необходимо ремонтировать. Как отремонтировать аккумулятор шуруповерта? Вообще для ремонта доступно 2 способа, если так можно выразиться. Это восстановление и замена элементов, которые пришли в негодность.

Можно ли «реанимировать» элементы и как?

Приступим к ч.3 ремонта аккумулятора шуруповерта и сразу оговоримся, что понятие «реанимация» для литий – ионных батарей не применима. Эффекта памяти в них нет, скорее всего, произошло разложение лития, а с этим уже ничего не поделаешь. В таких аккумуляторах необходимо выяснить, в чем причина неисправности: сам элемент или схема управления. Здесь два варианта:

• меняем схему управления от другой, но аналогичной нашей, батареи, если помогло – находим замену и меняем;
• подать 4V на элемент с током примерно в 200мА, для этого необходимо регулируемое зарядное устройство. Если напряжение на элементе растет до 3,6V – элемент исправен, проблема в других элементах, либо в схеме управления.

Восстановительный ремонт аккумулятора шуруповерта доступен преимущественно для Ni – Cd батарей, но они, как правило, и самые распространённые в бытовых шуруповертах.

Итак, как реанимировать аккумулятор шуруповерта? Существует два вида «реанимации» для этих видов аккумуляторов:

1. Метод уплотнения или сжатия (он сработает в тех случаях, когда электролит все еще в наличии, но потерян объём);
2. «Прошивка» напряжением и током большим от номинального. Этот способ позволяет устранить эффект памяти, и хотя и не полностью, но восстановить утраченную емкость.

Этот способ приведен ниже на видео.

Примечание. Как правило, в никель – кадмиевой батарее основная причина потери емкости – выкипание электролита, и если его критически мало – никакая «прошивка» не поможет.

Этот способ, если его результат будет положительным, не решит проблему выхода из строя элементов. Скорее он лишь отсрочит замену пришедших в негодность и в дальнейшем все равно понадобится ремонт аккумулятора шуруповерта Макита или любого другого.

Ремонт и замена элементов аккумулятора шуруповерта

Более действенный способ ремонта аккумуляторов для шуруповерта – замена элементов, которые определены нами как неисправные.

Для осуществления ремонта нам необходим либо аккумулятор — «донор», в котором часть элементов исправна, либо новые «банки». Приобрести их не составит большого труда, даже в интернете Вы с легкостью найдете с десяток магазинов, которые готовы выслать эти элементы по почте. Цена особо не кусается, например никель- кадмиевый элемент емкостью в 2000 мА/ч стоит в районе 100 рублей.

Примечание. Приобретая новый элемент, следите за тем, чтобы его емкость и габариты совпадали с родными элементами.

Так же нам понадобится паяльник, малокорозийный флюс (желательно спиртовой флюс на канифоли) и олово. О точечной сварке не говорим, так как для разового ремонта аккумулятора вряд ли есть потребность ее приобретать или собирать…

В самой замене ничего сложного нет, тем более если хоть какой — то опыт в пайке есть. На фотографиях достаточно подробно все изображено, обрезаем неисправный элемент, вместо него запаиваем новый.

Необходимо отметить несколько нюансов:

• при пайке паяльником, старайтесь паять быстро, так что бы аккумулятор не нагревался, т.к. рискуете испортить его;
• при возможности соединение реализуйте при помощи родных пластин, или используйте таких же размеров медные, это важно потому как токи зарядки большие и при неправильном сечении соединительных проводов они будут греться, соответственно будет срабатывать защита термистора;
• ни в коем случае не перепутайте плюс батареи с минусом – соединение последовательное, значит, минус предыдущей банки идет на плюс новой банки, а минус новой — на плюс следующей.

После того как спаяли новые элементы, необходимо выравнивание потенциалов на «банках», поскольку они разные. Проводим цикл заряд/разряд: ставим заряжаться на всю ночь, даем сутки на остывание и меряем напряжение на элементах. Если мы все сделали правильно, картина будет примерно такой: на всех элементах одинаковый показатель мультиметра, в пределах 1,3В.

Далее приступаем к разряду батареи, вставляем аккумулятор в шуруповерт и нагружаем его «по полной». Главное щадите сам шуруповерт, иначе придется ремонтировать и его. Доводим до полного разряда. Данную процедуру повторяем еще два раза, т.е. заряжаем и полностью разряжаем.

Следует отметить, что процедуру стирания «эффекта памяти» следует проводить раз в три месяца. Проводится по аналогии вышеописанной тренировки.

Такая не очень хитрая процедура продлит работу Вашего шуруповерта, по крайней мере, до тех пор, пока его самого не придётся менять на новый

Всем привет! Сегодня затрону тему стройки и летних дачных занятий. Расскажу как провести ремонт или восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками. Надо сказать, что шуруповерт — очень удобная вещь. Зарядил аккумулятор и бегаешь без проводов крутишь то тут, то там. Только со временем такая крутилка крутит все меньше и меньше. Это происходит из-за потери емкости аккумуляторами. Про них и пойдет речь.

Как устроен шуруповерт

Тут все достаточно просто. Простейший шуруповерт состоит из пластикового корпуса, аккумуляторной батареи (1), регулятора оборотов вращения (2), пластиковой кнопки (3), двигателя (4), редуктора (5) и патрона (6).

В современных шуруповертах чаще всего применяется редуктор с планетарной передачей усилия вращения.

Внутренности аккумулятора шуруповерта

Внутри аккумулятор шуруповерт устроен очень просто. Аккумуляторные банки соединены последовательно между собой металлической фольгой с помощью точечной сварки. В простейшем случае все заканчивается скользящими контактами.

Более сложные аккумуляторы имеют в своем составе платы контроллера заряда и разряда с отслеживанием температуры банок. Чаще всего такие платы ставятся в шуруповертах брендовых фирм с литий-ионными аккумуляторными секциями.

Дальше рассмотрим подробнее достоинства и недостатки разных видов аккумуляторных батарей и поговорим про восстановление аккумулятора своими руками.

Виды аккумуляторных элементов

За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Это самые популярный тип аккумуляторных секций для дешевых шуруповертов .

Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.

Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.

Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.

Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.

Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.

Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.

Литий-полимерные аккумуляторы

Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.

Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.

Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.

Восстановление аккумуляторных элементов

Тут я приведу историю от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта. Владелец стал жаловаться на малое время работы электрошуруповерта и на то, что «аккумулятор не держит». Разборка корпуса аккумулятора показала, что там стоят заводские Ni-Cd банки от фирмы Liang на 1000 мАч.

Восстановить Ni-Cd аккумулятор можно достаточно простым способом. Нужно сделать несколько циклов глубокого разряда и заряда. В таких крайних режимах начинают работать труднодоступные области накопления заряда батареи, отдача от которых ухудшилась вследствие эффекта памяти, нарушения условий эксплуатации или хранения.

Такие проблемы возникают не только у шуруповертов. Индустрия радиоуправляемых моделей с батарейным питанием давно решила проблемы автоматизированного разряда/заряда. Для этого есть специальные зарядные устройства.

У Мастера Сергей оказался Vista Power AK610AC. Это зарядное с функцией заряда мощностью 90 Вт и разряда на нагрузку 20 Вт. Это прекрасный профессиональный аппарат с тач-скрином! Такой можно найти на Авито по цене около 5000 руб.

Вместо такого зарядного устройства можно использовать что-то более китайское, например народный IMAX B6 по цене около 2000 руб.

Начинать цикличное восстановление аккумулятора лучше всего с глубокого разряда аккумулятора и потом сразу зарядки.

После первого цикла емкость при разряде была равна 707 мАч, а при заряде — 879 мАч. Как видим, емкость снизилась на 30 % относительно заявленной производителем.

Второй цикла разряда/заряда показал цифры 781 мАч / 937 мАч. Как видим, это больше предыдущих значений на 10 %.

Третий цикла перезаряда аккумулятора показал незначительные отклонения от предыдущего второго перезаряда. Поэтому этого хватит. Если вы на своих аккумуляторах увидите, что емкость растет, то можно продолжить.

По факту восстановления аккумулятора удалось восстановить около 8% от первоначально заявленной емкости шуруповерта. В принципе неплохо, но я бы посоветовал заменить банки аккумулятора на новые с бОльшей емкостью .

Замена аккумуляторных элементов

В аккумуляторе у Сергея используются никель-кадмиевые батареи питания на 1,2 В. Они не взаимозаменяемы, поэтому лучше подбирать что-то похожее на оригинал по размеру и как можно большей емкости из доступных. У Сергея аккумуляторные элементы похожи на батареи типоразмера type D , поэтому их и заказываем. Можно найти с емкостью около 2400 мАч в тех же размерах.

Я уже писал, как менял аккумуляторные элементы шуруповерта Интерскол. В нем были литий-ионные банки на 3,7 В самого бюджетного класса, да еще и разряженные. Тогда я заменил их на батареи чуть получше. Сейчас я бы поставил фирменные Liitokala на 2200 мАч или аккумуляторы Panasonic на 3400 мАч типоразмера 18650.

Одно неудобно, что приходится паять чувствительные к перегреву аккумуляторы. Такой ремонт или восстановление аккумулятора может иметь обратный эффект. Выход такой — мощный паяльник держать 0,5 — 1 сек. или использовать аппарат для точечной сварки . Второй вариант понадежнее будет.

Запчасти для шуруповертов

Двигатели для шуруповертов редко сгорают, но если сгорят, то можно подобрать от другой модели за 500 — 1000 руб.

Часто в двигателях шуруповертов стираются угольные щетки . Их можно подобрать по нужным размерам и купить за 50 -100 руб.

Аккумуляторы для шуруповертов у многих фирм похожи друг на друга вплоть до формы и креплений. Поэтому, когда не хочется лезть в электронику, можно искать взаимозаменяемые варианты.

Зарядные устройства также нередко сгорают от перепадов напряжения сети или просто гибнут на стройке. Совместимый блок питания для зарядного устройства можно найти за 500 руб.

Биты для шуруповерта вообще относятся к расходному материалу. В зависимости от длины , металла и качества изготовления могут стоить от 20 до 500 руб.

На этом я закругляюсь и привожу видеоролик от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта.