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. Зарядити 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 циліндричної формою. У таких батареях застосовуються рулонні електроди й сепаратори. Корпус виробляється з алюмінію або сталі. Позитивний полюс виходить на корпусні кришку.

У призматичних конфігураціях електроди мають вигляд прямокутних пластин. Для забезпечення безпеки в батареї передбачено пристрій, що виступає регулятором усіх процесів і розмикати електричний ланцюг під час критичних ситуаціях. Підвищена герметизація корпусу не дає витікати назовні електроліту і проникати всередину кисню і вологи.

Яких заходів слід дотримуватися, щоб не пошкодити літієвий акумулятор?

• В силу обмежень технології показник зарядженості літієвих акумуляторів не повинен бути вище 4,25-4,35 В. Розряд не повинен доходити до показника 2,5-2,7. Ця умова вказується 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 напругу на літієвої осередку в межах норми. Переробка шуруповерта на літієвий акумулятор з контролером захистить пристрій від збою в роботі.
• Показник напруги літієвих акумуляторів кратний 3,7 В (3,6 В). У Ni-Mh-моделей цей показник становить 1,2 В. Це явище можна пояснити. Номінальна напруга в літієвих пристроях зберігається на окремій клітинці. Літієвий акумулятор 12 вольт ніколи зібраний не буде. Номінал становитиме 11,1 В (три послідовні комірки) або 14,8 В (чотири послідовні комірки). Крім цього, показник напруги літієвої осередку змінюється при роботі при повній зарядці на 4,25 В, а при повній розрядці - на 2,5 В. Показник напруги 3S (3 serial - три послідовних з`єднання) буде змінюватися при функціонуванні пристосування від 12,6 В (4,2х3) до 7,5 В (2,5х3). Для 4S-конфігурації цей показник коливається від 16,8 до 10 В.
• Переробка шуруповерта на літієві акумулятори 18650 (переважна більшість виробів має саме цим розміром) вимагає врахування різниці в габаритах з Ni-Mh-осередками. Діаметр осередку 18 650 дорівнює 18 мм, а висота становить 65 мм. Дуже важливо підрахувати, яка кількість осередків поміститься в корпусі. При цьому слід пам`ятати, що для моделі з потужністю 11,1 В вам буде потрібно кількість осередків, кратне трьом. Для моделі з потужністю 14,8 В - чотирьом. Ще повинен поміститися контролер і комутаційні дроти.
• Пристрій для зарядки для 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 2,6 Ач. Буде розглянуто переробка шуруповерта Hitachi. Літієві акумулятори забезпечать приладу довготривалу службу.

Вибираємо номінальну напругу

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 12,6 до 7,5 В) і 4S-Li-Ion-батареєю (діапазон напруги - від 16,8 до 10 В).

Відео: Переробка шуруповерта на Літій-іонний акумулятор

Переваги другого варіанту

Другий варіант є більш відповідним, тому що напруга в батареї досить швидко падає з максимального показника до мінімального (з 16,8 до 14,8 В). Для електричного мотора, ніж, власне кажучи, і є шуруповерт, перевищення в 2,8 В не є критичною оцінкою.

Найнижчий показник напруги у 3S-Li-Ion-модифікації. Він дорівнює 7,5 В, що є недостатнім для нормального функціонування електричного пристосування. Змонтувавши чотири конфігурації, ми збільшимо електричну ємність акумулятора.

Як визначитися з вибором літієвих осередків?

Щоб здійснити вибір осередків на основі літію, слід намітити обмежувальні чинники. В даний час проводяться літієві пристрої з допустимим значенням навантаження струму в 20-25 А.

Імпульсні значення струму (нетривалі, до 1-2 сек) досягають 30-35 А. Конфігурація акумулятора не буде порушена.

Скільки осередків 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 укластися в чотири? На кожну клітинку ляже максимальне навантаження струму.

Як визначити показник максимального струму в шуруповерт?

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 показника майбутнього акумулятора, починаємо плавне натискання на курок. Струм, який споживається шуруповертом, підніметься до позначки 5 А. Тепер слід різко натиснути на курок. Це закоротити ланцюг харчування. 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 в шуруповерт спрацює тріскачка. Показник струму в цьому випадку зростає до 10-12 А.

Відео: Переробка шуруповерта на li-ion акумулятор контролер заряду

Так можна визначитися з величиною струму навантаження. У 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 осередки, номінальний показник струму навантаження яких становитиме 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 робочої напруги;
• показником номінального робочого струму.

З напругою все гранично ясно: якщо батарея 11,1 В, то і контролер буде з таким же напругою.

Відео: Як перевести шуруповерт на літієві акумулятори (зварювання акумуляторів в батарею)

Поняття «номінальний робочий струм» має на увазі 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. В цьому випадку спрацює захисний пристрій. Всі ці технічні дані викладені в паспорті кожної модифікації контролера. При цьому одна модифікація може володіти показником струму обмеження 30 А, а інша - 50 А. І обидва ці пристрої формально будуть придатні для функціонування. Також при створенні літієвий акумулятор є обмеження в габаритах. Тому слід купувати такий контролер, який вміститься в корпусі старої батарейки.

Розбирання та збирання

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори включає наступні етапи:

• Слід розкрити старий акумулятор, відкрутивши п`ять шурупів.
• Витягти з корпуса Ni-Mh-батарею. Буде помітно, що контактна площадка, що входить в зачеплення з контактною групою шуруповерта, приварена до мінусової контакту однієї з Ni-Mh-осередків. Точки зварювання слід обрізати за допомогою інструменту з вмонтованим в нього відрізним каменем DREMEL 4000.
• До контактів припаиваются дроти, перетин яких становить не менше 2 мм² для силових висновків і 0,2 мм² для терморезистора. Контактна площадка вклеюється в корпус акумулятора за допомогою термоклею.
• За показником внутрішнього опору на вимірнику підбираються чотири осередки. Значення має бути одним і тим же для всіх чотирьох приладів.
• Літієві осередки склеюються термоклеем так, щоб вони розташовувалися в корпусі компактно.
• Зварювання осередків проводиться на верстаті для контактного зварювання за допомогою зварювального стрічки з нікелю (показник її перетину має дорівнювати 2Х10 мм).

Установка плати захисту

Цей етап може показати, наскільки полегшена конструкція акумулятора з літію. Вага пристрою Ni-Mh дорівнював 536 г. Вага нового пристрою з літію дорівнює 199 г, що буде цілком відчутно. У вазі вдалося виграти 337 г. При цьому спостерігається збільшення енергетичної ємності.

Батарея монтується в корпус. Порожнечі заповнюються м`яким матеріалом від упаковки.

Підключення до шуруповерту

• Різке натискання на курок провокує спрацьовування захисного механізму по току. Але насправді такий захисний режим навряд чи буде потрібен 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 крутіння.
• Літієва батарея шуруповерта розряджається на електронної навантаженні. Показник струму розряду повинен дорівнювати 5 А.
• Акумулятор вставляється в штатний ЗУ. Показник струму заряду при вимірюванні дорівнює 3 А, що допустимо для літієвих осередків. Для конфігурації LG INR18650HG2 максимальним струмом заряду стане 4 А, що зазначено в технічній характеристиці.

Скільки часу потрібно на заміну акумуляторів?

Переробка шуруповерта на літієві акумулятори займе приблизно 2 години. Якщо буде здійснено перевірку всіх параметрів, тоді знадобиться 4 години.

Все можна зробити самостійно, без допомоги іншої людини. Але контактне зварювання і вибір акумуляторів без спеціалізованого обладнання не провести.

Чим можна ще тестувати ступінь зарядженості крім контролера?

Здійснено переробка шуруповерта на літієві акумулятори. Штатна зарядка, вбудована в корпус, є ідеальним варіантом. Але вартість контролера досить висока. Обійдеться прилад в 30 $, а це 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 з`єднаних 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 літієве пристрій?

Яких 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 .;
• покупка контролера для зарядки і розрядки плюс балансира обходиться в 1240 р .;
• вартість зварювальної роботи і складання становить 800 р.

Виходить, що літієвий акумулятор, зроблений своїми руками, обоходітся в 4240 р.

Відео: Переробка саморезоверта на літій 18650

Для порівняння візьмемо аналогічну конфігурацію з літію фабричного виробництва. Наприклад, пристрій Makita 194065-3 призначене для шуруповерта. Воно володіє аналогічними параметрами. Вартість такого приладу складає 6500 р. Виходить, що переробка шуруповерта на літієві акумулятори економить 2300 р.