Датчик температуры аккумулятора шуруповерта

И так, в качестве примера мы возьмем шуруповерт фирмы Bosch марки GSR 12-2 рrofessional. Он оснащен никель-кадмиевой разновидностью аккумуляторов. Традиционный сервис аналогично ремонту редуктора шуруповерта может вам предложить лишь замену целиком запасной части. Однако не каждому легко решиться на такую покупку, узнав стоимость нового источника питания для инструмента. Предлагаем решать эту распространенную «энергетическую проблему» своими силами.

«Родной» аккумулятор от инструмента Bosch обладает разборной конструкцией.

Если аккумуляторная батарея вашего шуруповерта произведена в Китае, тогда с ней при разборке также проблем не возникнет – три самореза позволят вам заглянуть внутрь блока. Если у вас была возможность сравнить внутренности фирменного инструмента и инструмента «по доступной цене», то вы наверняка сразу увидели тонкие силовые провода, некачественную пайку соединительных шин, отсутствие датчика температуры, а также устройства, которое выравнивает заряд в банках многоразовой батареи, скрепление элементов питания меж собой при помощи скотча и многое иное. Этот список можно продолжать долго.

Итак, нам надо из аккумуляторного корпуса извлечь элементы. Для этого на одном из 4-х винтов надо удалить пластиковую заводскую пломбу и, чуть прижав стопорные механизмы, коими источник электропитания крепится к инструменту, снять верхнюю крышку. Любая аккумуляторная батарея собрана из отдельных аккумуляторов одинаковой емкости и размеров.

Термодатчик

У шуроповерта источник питания оснащен четырьмя контактами: двумя силовыми (как на обыкновенной батарейке плюс и минус), а также специальным контактом управления (он соединяет датчик температуры внутри батареи с определенным зарядным устройством). Опция термодатчика очень важна – он в период зарядки отслеживает состояние температуры банок аккумулятора. В случае, когда расчетная температура превышена, датчик разрывает электрическую цепь, предотвращая тем самым разрушение элементов.

Если речь идет о «часовом» зарядном устройстве, благодаря которому заряд батареи осуществляется в течение одного часа, то тут применяются токи большой силы. В отсутствии термодатчика такие токи могут разрушить источник питания инструмента. Кроме того, аккумуляторные батареи известных мировых изготовителей оснащены еще одной важной функцией – устройством, позволяющим равномерно заряжать и разряжать все элементы батареи. Китайские дешевые аналоги полностью лишены таких сохраняющих и защитных опций.

Поиск неисправностей

Взятый для нашего примера аккумулятор находился в таком состоянии, что посредством него невозможно было осуществлять какие-то работы. Его емкости еле-еле хватало для закручивания десяти стандартных шурупов. После этого он полностью разряжался.

Как правило, причина данного поведения источника тока заключается в вышедшей из строя банке (ранее мы говорили, что из банок состоит батарея шуруповерта). Между собой банки в устройстве соединены последовательно (подобно батарейкам в фонарике). Из-за высокого внутреннего сопротивления сломавшегося баночного элемента, оставшиеся элементы батареи не могут зарядиться. Таким образом, аккумулятор не в состоянии полностью зарядиться.

Необходимо отметить, что поисками неисправных элементов следует заниматься после проведения полной зарядки. Вам при помощи обычного вольтметра надо будет измерить уровень напряжения аккумулятора в целом. Затем вам потребуется отыскать те самые сломавшиеся элементы, которые затем надо поменять. Необходимо помнить, что при выполнении замеров на каждом из аккумуляторных элементов в отдельности, результат измерений должен находиться в диапазоне от 1,2В до 1,4В. Если какая-либо банка обладает меньшим напряжением, значит она неисправна. Скорее всего, именно она препятствует нормальной работе всего устройства.

Итак, «слабое звено» вы выявили. Теперь необходимо проверить аккумулятор, убедиться в верности ваших действий. С этой целью все устройство надо собрать и, имитируя стандартный рабочий процесс, проверить его под нагрузкой. При этом можно, к примеру, закручивать саморезы, шурупы и т.п. По прошествии какого-то небольшого периода времени батарея быстро утратит свою емкость. Теперь вам следует повторно разобрать источник тока инструмента и убедиться в верности своей «находки». Результат замеров должен показать, что после «нагрузки» именно тот элемент обладает самым низким остаточным напряжением.

После этого перед вами стоит выбор: либо восстановить этот поврежденный элемент батареи, либо целиком заменить его работоспособным (или новым).

Восстановление работоспособности аккумулятора

Мы, конечно же, решаем «реанимировать» старый элемент питания.

Первый вариант восстановления его работоспособности заключается в кратковременном воздействии на испорченный элемент током большей силы. Ведь во время эксплуатации шуруповерта постоянные высокие нагрузки часто ведут к тому, что отдельные емкости батареи теряют герметичность, высыхают. При этом имеющийся в емкости электролит в процессе работы интенсивно испаряется. Итак, благодаря сильному току процессы, протекающие внутри элемента питания, будут частично либо полностью восстановлены.

Второй вариант заключается в аккуратном сжатии, деформации корпуса неисправного элемента питания. Помните, как вы делали с разряженными батарейками – при помощи легких ударов чуть сжимали их корпус, и они еще какое-то время могли работать. Никель-кадмиевая разновидность аккумуляторов весьма выносливы. Они замечательно будут держать заряд, разряжаясь в первый день после полноценной зарядки всего на 7%-10%. В дальнейшем они также длительное время почти не будут терять заряд. Однако вывести батареи из строя раньше времени может перегрев от пусковых токов, а также эффект памяти. В случае, когда восстановить работоспособность источника питания инструмента посредством механического воздействия не удалось, то его остается только заменить.

Как всегда, вариантов замены несколько. Если «оживить» необходимо тот элемент питания инструмента, которым пользуется строительная бригада, то, скорее всего, отыщутся старые аккумуляторы, которые остались от инструментов, купленных ранее. Так уж большинство из нас привыкло – хранить «на всякий пожарный» даже испорченные вещи. Вообще, элементы питанию довольно живучи и возраст пять-семь лет не такой уж для них большой. Хоть при этом они и лишаются определенной части своей емкости. Для пайки элементов очень важно применять качественные материалы (минимальное сопротивление цепи, стойкость к процессам коррозии являются залогом отличного качества восстановленного устройства питания). Конечно же, требуется действовать аккуратно и быстро, т.к. высокие температуры при пайке могут разрушить аккумулятор.

И вот, вы собрали источник питания, только к работе он еще не готов. Помните, что до замены элемента вы выполняли заряд, а также тестирование батареи. Кроме того, заряд замененных деталей может значительно отличаться от заряда оставшихся банок. Вам понадобится провести так называемую «тренировку» аккумулятора. Благодаря этой процедуре заряд во всех банках будет выровнен. Перво-наперво, вам надо взять зарядное устройство, которое не будет отключаться через определенный отрезок времени. После интенсивной зарядки (порядка восьми – десяти часов) источнику питания инструмента следует дать время остыть. Только не стоит данный процесс ускорять, пусть устройство остынет самостоятельно.

Перед началом работы необходимо проконтролировать уровень напряжения – он должно быть выше указанного на батарее на 1,5В-2,5В. Аккумулятор требуется максимально разрядить, только помните, что в ходе работы батарея будет нагреваться и тут важно не допускать ее перегрева. Кроме того, сам шуруповерт также не очень любит высокие температуры. Таким образом, температуру всего инструмента надо внимательно отслеживать.

Когда вы проверите батарею, надо будет приступить к этапу устранения эффекта памяти у восстановленного элемента питания. С этой целью требуется насколько раз полностью зарядить и разрядить батарею. И совсем не обязательно для этого работать шуруповертом – можно воспользоваться обычной лампочкой накаливания. Благодаря ей устройство будет достаточно эффективно разряжаться.

Некоторые после прочтения материала могут задаться естественным вопросом: «Не проще ли будет приобрести новое устройство?». Конечно же, проще. Только стоит ли это делать? Цену нового аккумулятора, предназначенного для питания шуруповерта Bosch марки GSR 12-2 рrofessional вполне можно сопоставить со стоимостью нового инструмента (помните, что комплектация нового инструмента включает два источника питания). Нам кажется, что все-таки стоит потратить некоторые усилия и продлить работоспособность батарей еще на некоторое количество лет.

Как сделать что-то самому, своими руками – сайт домашнего мастера

ОТЛИЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И РУКОДЕЛИЯ И ВСЕ ДЛЯ САДА, ДОМА И ДАЧИ БУКВАЛЬНО ДАРОМ – УБЕДИТЕСЬ САМИ. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Вот и у моего шуруповёрта Skil (фото 1 и 2) после трёх лет активной эксплуатации оба аккумулятора пришли в негодность. В результате чего даже после полной зарядки энергии в них хватало на закручивание только пары-тройки саморезов. Новый аккумулятор на замену найти не так-то просто, да и стоит он полторы тысячи рублей, которые жаль тратить на «реанимацию» старого шуруповерта. Особенно если вы живёте в провинции, то искать устаревшую модель аккумулятора вообще бесполезно.

Первый, самый простой вариант решения проблемы — это перебрать потерявшую ёмкость батарею. Разобрать аккумулятор несложно, но в глубокие и узкие пазы, скрепляющих его винтов, не влезает ни одна отвёртка. Выручила меня только отвёртка из набора “Proxxon” (фото 3). После вскрытия корпуса (фото 4) выяснилось, что каждая из двух имеющихся в комплекте дрели батарей состоит из десяти отдельных небольших аккумуляторных банок, соединённых последовательно между собой точечной сваркой.

Поскольку напряжение этого аккумулятора в соответствии с маркировкой на шильдике составляет 12 в, а ёмкость — 1300 мА-ч, то напряжение на каждой отдельной банке должно составлять 1,2 В (при последовательном соединении элементов питания напряжение суммируется), а её ёмкость — такая же, как и у всей батареи. При этом, даже если только одна банка выходит из строя, то её высокое внутреннее сопротивление не позволит получить от батареи при разряде полный ток и зарядить все остальные исправные элементы батареи до полной ёмкости. Поиск неисправных элементов лучше производить после зарядки аккумулятора.

Вскрыв аккумулятор, сначала вольтметром проверим напряжение на каждой банке. Если на какой-то банке напряжение окажется ниже номинального, то она отбраковывается (на фото 5 — напряжение на банке всего лишь 0,99 В). Отсутствие в аккумуляторе моей старой дрели устройства, которое обеспечивает одинаковое напряжение на каждом элементе аккумулятора как раз и проводит к таким явлениям. В процессе проверки отбираем банки, у которых напряжение не ниже 1,2 В (фото 6).

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ДОМА И САДА, РУКОДЕЛИЯ И ПР. ЦЕНЫ ОЧЕНЬ НИЗКИЕ

Но у банок есть и второй параметр — ёмкость. Ёмкость аккумулятора измеряется в ампер-часах и характеризует заряд, отдаваемый батареей в пределах рабочих напряжений.

Ёмкость, то есть количество содержащейся в банках энергии проверить в домашних условиях у нас конечно не получится. Но существует другой способ поиска плохих банок, который заключается в измерении их внутреннего сопротивления. Для этого сначала измерим напряжение без нагрузки, а затем — с нагрузкой (фото 7 и рис. 1). В качестве нагрузки я использовал сопротивление в 10 Ом с рассеваемой мощностью 25 Вт. Затем, также используя нагрузочное сопротивление, измерим силу тока, протекающего через банку (фото 8 и рис. 2).

После измерений можно по закону Ома рассчитать внутреннее сопротивление аккумулятора. У новой банки эта величина приблизительно равна 0,06-0,1 Ом, а со временем она увеличивается. Таким образом, чем внутреннее сопротивление банки меньше, тем она качественнее. Его рассчитывают по формуле r=U/l-R, где: U — напряжение, I — сила тока,r — внутреннее сопротивление банки, R — сопротивление нагрузки (в нашем случае = 10 Ом). Например, измерения показали, что у одной банки напряжение без нагрузки оказалось равно 1,2 В, напряжение с нагрузкой — 1,19 В, а сила тока с нагрузкой— 112мА.

А у другой банки напряжение без шунта равно 1,2 В, но с нагрузкой – не более 1,1В. Сила же тока с нагрузкой — всего 70 мА.

Таким образом, у первой банки r=0,63 Ом , а у второй (неисправной) r=5,71 Ом . Полученные величины внутренних сопротивлений аккумуляторных банок с полной очевидностью свидетельствуют, что вторая банка не пригодна к дальнейшей эксплуатации.

По такому же принципу действует и нагрузочная вилка — прибор для тестирования аккумуляторных батарей (фото 9). Но её ещё надо приобрести, а мы вполне обошлись и тестером.

Итак, после проведения измерений я отобрал 10 банок с наименьшей величиной внутреннего сопротивления. Теперь их надо соединить в батарею. Конечно, точечную сварку в домашних условиях сложно осуществить, поэтому я решил ограничиться пайкой (фото 10). Однако перегревать аккумуляторы ни в коем случае нельзя. Они даже могут взорваться. Поэтому лудить контактную площадку следует очень осторожно. Для пайки банок из нержавеющей стали нужно использовать паяльную кислоту, но предпочтительнее – активные флюсы, например, ФИМ. В любом случае место пайки следует обязательно промыть водой.

Конечно, старые банки уже не могут быть в идеальном состоянии, но аккумулятор, который получится в результате профилактической переборки, ещё вполне послужит некоторое время. Для подготовки к работе аккумулятор нужно подвергнуть нескольким тренировочным циклам заряда и полного разряда. Во время тренировки заряжать аккумулятор следует около 10 часов, чтобы снабдить его максимально возможной энергией. При этом батарея довольно сильно нагревается, и, прежде чем пользоваться дрелью, следует дождаться снижения температуры аккумуляторного блока. Разряжать же его в тренировочном цикле проще всего, подключив лампочку на 12 В.

Итак, один действующий аккумулятор из двух неисправных был собран. А чтобы пользоваться шуруповертом, пока аккумулятор будет заряжаться, можно сделать сетевой адаптер. Ведь при работах в городской квартире энергонезависимость инструмента не так важна — сетевая розетка всё равно всегда неподалёку. В качестве сетевого адаптера я использовал блок питания мощностью 300 Вт от системного блока старого компьютера (фото 11). Доработка блока питания потребовалась самая минимальная: я срезал лишние выводы — на 3,3 и на 5 В, оставив только 12-вольто-вые. Затем дополнил блок питания амперметром Э 8021, светодиодом для индикации включения и тумблером.

На фото 12 — разъём блока питания, на рис. 3 — схема распиновки.

Рис. 3. Схема сетевого адаптера: БП – блок питания; А – амперметр; ХР – разъём; SA1 и SA2-выключатели; HL – светодиод; R – резистор.

Амперметр в данном случае выполняет информативную функцию. Он показывает, что пусковой ток при включении этого шуруповерта достигает 26 А (фото 13). В случае возникновения чрезмерной нагрузки и возрастания тока до предельных величин (более 30 А) срабатывает защита блока питания, и он автоматически отключается. Светодиод на передней панели сетевого адаптера при перегрузке гаснет. Для повторного включения достаточно выключить оба его тумблера и снова включить их через несколько секунд, при этом питание восстановится. В рабочем режиме, при сверлении или закручивании саморезов, ток составляет примерно от 5 до 8 А.

Такой вот сетевой адаптер получился у меня в результате (фото 14). Недостаток только в том, что у шуруповёрта появилась дополнительная и довольно громоздкая деталь. Но зато с хорошо заточенным сверлом даже толстый стальной уголок просверлить несложно (фото 15).

А у этого шуруповерта «Интерскол» (фото 16) возникла другая проблема. Около месяца он не эксплуатировался, а потом при его включении движок задымился и отказался вращаться.

Чтобы поставить диагноз, пришлось разобрать шуруповерт. Для выкручивания винтов из узких и глубоких пазов опять потребовались «проксоновские» отвёртки (фото 17-20). Затем я отпаял провода от моторчика и, отогнув ушки, снял заднюю крышку (фото 21).

Внимание! Перед снятием задней крышки необходимо зафиксировать щётки жёсткой проволочной распоркой, иначе после снятия с вала они ударятся друг о друга и могут развалиться. Эта же распорка пригодится для того, чтобы развести щётки в стороны перед установкой задней крышки обратно (фото 22, 23).

После вскрытия этого «пациента» выяснилась причина неисправности. Оказалось, что масло в редукторе разжижилось и протекло на хвостовик ротора и под щётки. Это и привело к появлению дыма. Такое может произойти при работе в горячем цеху или во время длительной жары либо если инструмент оставили на солнце, патроном вверх. К слову, шуруповёрты вообще не любят повышенных температур.

Для того чтобы вернуть инструмент к жизни, достаточно было тщательно промыть спиртом (можно бензином «галоша») хвостовик ротора (там, где щётки соприкасаются с ротором), сами щётки и шайбы-прокладки на хвостовике вала (фото 24-26).

При желании можно также разобрать редуктор, тщательно промыть все шестерёнки и заложить в него свежую густую смазку («Литол» или ЦИАТИМ). И последняя тонкость: при сборке шуруповерта важно не передавить провода выступающими элементами корпуса.

Итак, два неисправных шуруповерта восстановлены, и, надеюсь, они прослужат мне ещё долго.

Аккумуляторная батарея шуруповерта имеет несколько контактов – два силовых («+» и «-»), а также контакт управления, который соединяет термодатчик внутри батареи с зарядным устройством. Этот датчик контролирует температуру банок аккумулятора во время зарядки.

В случае превышения допустимой температуры, датчик разрывает электрическую цепь и тем самым предотвращает разрушение элементов. На фото А мы видим термодатчик в шуруповёрте Skil. В более совершенных моделях сегодня устанавливают термореле (фото Б).

Контроль температуры совершенно необходим при быстрой зарядке большими токами, которые разогреют банки и могут разрушить батарею. Кроме того, в аккумуляторах ведущих фирм сегодня ставят устройство, которое позволяет равномерно разряжать и заряжать каждую банку батареи. Аккумуляторные батареи недорогого инструмента лишены этих защитных опций.

Ремонт шуруповерта своими руками – фото

Автор советов и инструкции по ремонту шуруповерта А.Зинькевич

Усовершенствование и доработка шуруповерта своими руками

Шуруповерт этот купил я в Леруа Марлен. Стоил он всего 590 рублей. За такую цену на рынке можно купить только шуруповерты без аккумулятора.

Шуруповерт был самый простой: одно-скоростной, с рабочим напряжением 12 В, кнопкой реверса, вращающим моментом всего 10 Нм и быстрозажимным патроном. Максимальный диаметр сверла — 10 мм. Ёмкость штатного аккумулятора — 1 А-ч. Для сравнения: у похожей модели шуруповёрта фирмы Bosch ёмкость аккумулятора — 1,5 А-ч, но и стоит такой двухскорост-ной шуруповерт около 4000 руб.

Внутренности шуруповерта извлекаются довольно легко, достаточно выкрутить несколько саморезов (фото 1-2). Шуруповёрт комплектуется двухсторон- ней битой (фото 3). Аккумулятор также разбирается (фото 4).

Перед работой заряжал аккумулятор около 8 часов (фото 5). Больше всего меня заботила центровка патрона, так как мне часто приходится сверлить мелкие отверстия 00,9-1,2 мм. При плохой центровке патрона мелкое сверло легко ломалось, и отверстия сложно было просверлить по разметке. Центровка патрона в данном шуруповёрте оказалась приемлемой, и я легко просверлил несколько миллиметровых отверстий в дереве и пластике (фото 6).

Следующим этапом проверки была кирпичная стена, в которой я без особого труда сделал отверстие 05 мм сверлом с твердосплавным наконечником.

Пришло время протестировать шуруповёрт по полной программе.

Для теста взял упаковку 35 шт. самых распространённых саморезов 03,5×25 мм. Минут за пять загнал все саморезы по шляпку в дюймовую сосновую доску — шуруповёрт продолжал работать (фото 7). Выкрутил все шурупы, закрутил их по второму разу с другой стороны доски и выкрутил обратно — шуруповёрт работал (фото 8)!

Потом решил проверить, как шуруповёрт справляется со сверлением отверстий. Просверлил отверстие 010 мм в доске сверлом по дереву, но мне как-то не понравилось им работать (фото 9).

Тогда поставил сверло 06 мм по металлу и продолжил тестирование (фото 10). На 20-м отверстии рука уже подустала, и был сделан небольшой перерыв. Шуруповёрт начал притормаживать только на 50-м отверстии. На последнем отверстии сверло уже с трудом входило в доску.

Итак, подведём итог. Одной зарядки аккумулятора хватило на то, чтобы: закрутить и выкрутить 70 шурупов, просверлить отверстие 010 мм, просверлить 55 отверстий 06 мм. По итогам теста данный шуруповёрт — вполне «рабочая лошадка».

Но мысль не стоит на месте, и я решил переделать этот шуруповёрт на питание от литий-полимерного аккумулятора. Идея была заимствована мною у знакомого авиамоделиста Константина. Он переделал свой шуруповёрт под литий-полимерный аккумулятор для авиамоделей.

Аккумулятор, разъёмы и пищалку я заказал в «Хобби Кинге» (Гонконг). Посылку ждал больше месяца. Как только получил посылку (фото 11), так сразу и приступил к модернизации своего шуруповёрта «Practyl-R».

Комплектующие для переделки шуруповёрта под новый аккумулятор обошлись мне в сумму около 600 руб, т.е. сумму, близкую к стоимости самого девайса. Аккумулятор Li-Po 1500 мА-ч на 11,4 В, присланный из Китая можно, конечно, купить и здесь, но обойдётся это дороже в 2-3 раза.

Замена разъёма на аккумуляторе была необходима из-за отсутствия у меня ответной части. Поэтому я аккуратно срезал старый и припаял новый разъём (фото 12).

Затем припаял разъём к пищалке (фото 13). Пищалка нужна для индикации минимального заряда литий-полимерного аккумулятора на случай, если литий-полимерный аккумулятор разрядится полностью, то он потеряет свою работоспособность, и его можно выбрасывать.

Провод вывел через пропиленное отверстие в ручке шуруповёрта (фото 14). Собрал его. Новый аккумулятор я воткнул в ручку, заклинив его куском губки для мытья посуды. Конечно, правильнее было бы его вставить в корпус штатного аккумулятора — он туда прекрасно помещается. Пищалку приклеил к аккумулятору на двухсторонний скотч (фото 15).

Основное неудобство литий-полимерных аккумуляторов состоит в том, что под них нужна специальная зарядка. Она у меня была, поэтому проблем в этом плане не возникло (фото 16). Крутой девайс с литий-полимерным аккумулятором — готов!

А теперь — тест. Сначала я закрутил 32 коротких шурупа. По тактильным ощущениям мощности у шуруповёрта даже немного прибавилось. Потом — 11 длинных и… (фото 17-20).

Итоги теста. На половине (!) зарядки нового литий-полимерного аккумулятора: закручены в сосновый брус и выкручены 96 шурупов 03,5×25 мм и 21 шуруп 04,2×65 мм, просверлены 35 отверстий в том же брусе 06 мм и глубиной 60 мм.

Делаем выводы: дешёвый инструмент — не всегда так уж плох. А если проявить смекалку и вложить немножко денег, то инструмент может по праву занять своё место в вашей мастерской!

Доработка и усовершенствование шуруповерта своими руками- фото

1. Выкручиваем всего несколько саморезов…
2. …и внутренности шуруповёрта в руках.
3. Двухсторонняя бита входит в комплект.
4. Аккумулятор разбирается при помощи обычной отвёртки.
5. Заряжается штатный аккумулятор около 8 часов.
6. В Центровка патрона вполне приемлемая.
7. Для начала теста я использовал короткие саморезы.
8. Шуруповёрт показал удивительную выносливость при закрутке саморезов.
9. Сверло по дереву 010 мм как-то не очень хорошо работало.
10. Сверло по металлу 06 мм великолепно справилось со своей задачей.
11. Литий-полимерный аккумулятор пришлось заказать в Китае.
12. Перепаял разъём на аккумуляторе.
13. Подпаял к аккумулятору пищалку-сигнализатор глубокой разрядки.
14. Повода вывел наружу через выполненный пропил в ручке шуруповерта.
15. Воткнул (пока на время теста) аккумулятор в ручку и зафиксировал его куском губки. Пищалку прилепил к аккумулятору двухсторонним скотчем.
16. Зарядка для литий-полимерных аккумуляторов.
17. Тест по закручиванию коротких саморезов.
18. Длинные саморезы 04,2×65 мм.
19. С длинными саморезами шуруповёрт справился на ура.
20. Сверление отверстий для литий-полимерного аккумулятора — тоже не проблема.

Усовершенствование шуруповерта – переделка под литиево-полимерный аккумулятор

Автор: Известный человек в мире авиамоделирования Ю. Смирнов (по совместительству мастер-умелец)

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