- Устройство, конструкция и ремонт Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёрта
- Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта
- Ni─Cd
- Ni─MH
- Li─Ion
- Конструкция аккумулятора для шуруповёрта
- Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов
- Почему разряжается аккумулятор
- Устройство аккумуляторного блока – банки и их содержимое
- виды аккумуляторных элементов
- Способы восстановления емкости
- восстанавливаем никель-кадмиевые батареи
- переделка блока на литий-ионные батареи
- Конструктивные особенности АКБ для шуруповерта
- Методика определения неисправности батареи
- Метод 1. Используем мультиметр
- Метод 2. Используем нагрузку
- Восстановление элементов аккумулятора
- Как устранить «эффект памяти»
- Добавление выкипевшего электролита
- Замена банок аккумулятора
- Аккумулятор шуруповерта: конструкция и виды
- Определение неисправности
- Можно ли «реанимировать» элементы и как?
- Ремонт и замена элементов аккумулятора шуруповерта
Устройство, конструкция и ремонт Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёрта
Сегодня в продаже можно встретить много моделей шуруповёртов как от известных мировых брендов, так и от неизвестных никому компаний. Есть простенькие модели, а также функциональные с богатым оснащением. Объединяет их одно – все они имеют аккумуляторы для работы в автономном режиме. И зачастую стоимость этих аккумуляторов составляет больше половины цены самого шуруповёрта. Чаще всего в качестве элементов таких аккумуляторов используются или батарейки. В некоторых случаях их можно восстановить и отремонтировать аккумулятор шуруповёрта. В настоящем материале мы разберём, как это делается.
Практически все производители во всех странах мира выпускают одинаковые по конструкции и принципу действия аккумуляторы для шуруповёртов. Многие производители выпускают аккумуляторы сразу для нескольких производителей шуруповёртов. Аккумуляторная батарея выполняется съёмным и выглядит следующим образом.
Разобрать аккумулятор несложно. Крышка держится на четырёх винтах. Отворачиваем их, разбираем корпус и внутри видим гирлянду из последовательно соединённых батареек.
В нашем случае это аккумулятор для шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В. В нём изначально один саморез закрыт пластиком. В случае вскрытия теряется гарантия.
Поскольку батарейки соединены последовательно, общее напряжение аккумуляторной батареи складывается из суммы их напряжений. На каждом таком элементе нанесены значения номинального напряжения и ёмкости, а также тип аккумулятора.
Чаще всего используются Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта, но есть и другие разновидности. Ниже представлены типы элементов, используемых в аккумуляторах для шуруповёртов:
- Ni─Cd. Никель–кадмиевые аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
- Ni─MH. Никель-металлогидридный. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
- Li─Ion. Литий-ионный. Номинальное напряжение 3,6 вольта.
Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта
Ni─Cd
Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов являются наиболее распространёнными на сегодняшний день. Они имеют доступную цену, сохраняют работоспособность при отрицательных температурах, могут храниться в разряженном состоянии, не теряя свои характеристики.
При этом у кадмиевых аккумуляторов для шуруповёрта есть и свои недостатки. Это токсичность кадмия (вредное производство и сложная утилизация), «эффект памяти», достаточно высокий саморазряд и небольшая ёмкость, малое количество рабочих циклов заряд-разряд. для автомобиля проводится значительно проще, чем кадмиевых.
Ni─MH
Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов. К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей. Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд. Дополнительно советуем прочитать о том, .
К недостаткам следует отнести высокую стоимость, чувствительность к отрицательным температурам. Кроме того, Ni─MH батареи при хранении в разряженном состоянии утрачивают часть своих характеристик.
Li─Ion
Литий─ионные аккумуляторы в шуруповёртах встречаются реже. Среди плюсов стоит отметить отсутствие «эффекта памяти» и саморазряда. Ёмкость литий─ионных аккумуляторов выше и в разы больше число циклов заряд-разряд, чем у оксидно─никелевых. К тому же у элемента большее номинальное напряжение. Поэтому требуется меньшее число элементов, а значит, такие аккумуляторы имеют меньший вес и размеры.
Среди недостатков следует отметить большую стоимость. Если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторами для шуруповёрта, то цена Li─Ion практически в три раза больше. Стоит отметить, что за 2─3 года интенсивного использования Li─Ion аккумулятор существенно теряет ёмкость из-за разложения лития.
Конструкция аккумулятора для шуруповёрта
Ничего сложного в конструкции аккумулятора нет. Его разбор был показан выше. Стоит только добавить информацию о контактах на корпусе. У аккумулятора для шуруповёрта их четыре (рассматривается модель Bosch PSR 14,4 В).
На изображении отмечены следующие контакты:
- 1 – плюс;
- 2 – минус;
- 3 ─ контакт термистора (датчик температуры). Термистор нужен для ограничения или отключения тока заряда. Он срабатывает при увеличении температуры аккумуляторных элементов до определённого значения. При ускоренной зарядке через элемент идёт большой ток, и он нагревается, а термистор предотвращает его выход из строя;
- 4 ─ этот контакт подключается через сопротивление и называется сервисным. Его используют сложные зарядные устройства, предназначенные для выравнивания заряда на аккумуляторных элементах.
Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов
Как правило, при неисправности Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта выходит из строя один или несколько элементов аккумуляторной батареи. Поэтому первоочередная задача при ремонте аккумулятора шуруповёрта – это определение вышедших из строя элементов.
При диагностике элементов потребуется мультиметр для замера напряжения. На Ni─Cd и Ni─MH аккумуляторах напряжение находится в пределах 1,2─1,4 вольта, а Li─Ion – 3,6─3,8 вольта.
Что нужно делать?
- Полностью зарядите аккумулятор шуруповёрта;
- Разберите корпус;
- Измерьте напряжения всех элементов и отметьте те, у которых напряжение ниже номинального. Номинальное напряжение нанесено на корпусе каждой банки. Как правило, они обёрнуты в бумажную оболочку;
- Затем подайте нагрузку на аккумуляторную батарею (включите шуруповёрт). Если не хочется опять собирать, то подключите к выводам «гирлянды» нагрузку в виде лампочки 12 вольт;
- Через некоторое время снова делайте замеры напряжения на элементах. Те банки, у которых напряжение отличается от среднего на 0,5─0,7 вольта, подлежат восстановлению или замене. При визуальном осмотре особое внимание следует уделить банкам со следами коррозии и подтёков.
Затем уже ведётся работа с элементами, которые диагностируются, как неисправные. Об этом ниже. А здесь ещё стоит сказать о таких неисправностях, как нарушение пайки в местах соединения элементов, выход из строя температурного датчика и т. п. Но эти виды поломок очень редкие и не заслуживают внимания.
Приобретая аккумуляторный инструмент от производителя, вы будете озадачены высокой стоимостью блока аккумулятора шуруповерта. В основе принципа работы аккумуляторного инструмента лежит физика электролитического процесса. Восстановить и отремонтировать аккумуляторный блок станет доступно тем, кто дружит с электрохимией и схемотехникой.
Почему разряжается аккумулятор
Самым востребованным электрическим инструментом при проведении монтажных работ является шуруповерт. Различают электрические шуруповерты (дрели) работающие от сетевого источника питания и аккумулятора.
Аккумуляторный инструмент прост для проведения работы, однако требует восстановления аккумулятора шуруповерта. Напомним, что важным параметром аккумуляторного инструмента является емкость, предоставляющая информацию о временной величине выдаваемой силы тока. Аккумуляторная емкость шуруповерта зависит от напряжения батареи.
Например, при напряжении аккумулятора 12В, емкостью 2 А/ч, мощность инструмента будет составлять 24 Вт. Независимо от вида аккумуляторов шуруповерта, потеря емкости заряда является неизбежным физическим процессом. Подскажем, что емкостная потеря связана с интенсивностью использования инструмента и окислительными процессами внутри батареи (сульфатацией).
Если вы намерены произвести собственноручно ремонт аккумулятора, то необходимо разобраться в возможностях схемы аккумулятора шуруповерта для отдельного вида элементов.
Устройство аккумуляторного блока – банки и их содержимое
Аккумуляторный блок шуруповерта состоит из наборных частей – банок, имеющих цилиндрическую форму и стандартный размер. Отличаются банки аккумулятора шуруповерт емкостью, маркировка которой указана на элементе и измеряется в Ампер/часах.
Таким образом, итоговое напряжение на контактах батареи представляет собой сумму каждого элемента.
виды аккумуляторных элементов
Любой шуруповертный аккумуляторный блок укомплектован одним из следующих элементов:
• никель-кадмиевыми батареями (Ni-Cd) номинал напряжения на банках 1,2 V, среднее количество циклов зарядки — 600
• литий-ионными (Li-Ion) , с высокими характеристиками: 180 Втч/кг и 250-400 Втч/л, и рабочим напряжением 3,6V
• никель-металлгидридными (Ni-MH) , напряжение 1,2V.
Никель-кадмиевые батареи обладают энергоемкостью от 1200 до 1500 мА/ч. Общая мощность обеспечивается и поддерживается количеством банок внутри. Например, для 12 В потребуется 10 штук, для 14 В – 12 штук.
Доказано, что основной причиной потери емкости в батареях из никель-кадмия является выкипание электролита. На практике установлено, что никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов самые живучие и подлежат восстановительному ремонту.
Для сравнения с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными элементами, потери емкости у литий-ионных значительно меньше, зато ресурс циклов зарядки составляет от 500 — 1000 циклов.
Вариант восстановления li ion аккумулятора для шуруповерта наиболее трудоемкий, однако, предоставляющий максимум преимуществ: увеличение количества быстрых циклов зарядки и отсутствие «эффекта памяти».
Способы восстановления емкости
Существует несколько практичных способов восстановления емкостного заряда:
• методом уплотнения потенциала
• прошивкой напряжением и током, превышающим номинальные значения
• заменой обнаруженных неисправных элементов.
Метод уплотнения потенциала эффективен в случае наличия электролита в банке, но с потерей первоначального объема.
Не помешает помнить, что при критическом объеме электролита прошивка кадмиевых аккумуляторов для шуруповерта бессильна. Поэтому потребуются элементарные реанимационные работы – впрыскивание электролита внутрь банки с использованием иглы медицинского шприца.
восстанавливаем никель-кадмиевые батареи
Для никель-кадмиевых батарей, внутреннее устройство которых выполнено по единой технологии, самым доступным является способ замены неисправных элементов, которые находят путем замера напряжения на пластинах аккумуляторных батарей. Корпус аккумуляторного блока разбирают и вынимают батареи.
Алгоритм процесса восстановления аккумулятора шуруповерта состоит из этапов: «сборки пакета банок»-«пайки контактных никелевых полос»-«зарядки батареи до достижения рабочего напряжения».
Первоначально, что предполагает данный алгоритм, это проверка батарей на соответствие заявленным рабочим характеристикам (напряжению). Поэтому необходимо перебрать аккумуляторную батарею с целью выявления неисправных элементов и их замены.
Как перебрать аккумуляторную батарею, показано в видео.
После определения неисправных элементов батареи производим пайку и замену новых элементов с залуженными контактами и привариваем пластины к АКБ. Выравнивания потенциала на собранной батарее осуществляем с использованием зарядного устройства, входящего в комплект поставки шуруповерта и ставим заряжаться банки.
Напомним, что диапазон напряжения для существующих моделей аккумуляторов различен и находится в пределах 6-22 В и предполагает время зарядки батареи 6-8 часов.
Более детальная информация по восстановлению аккумуляторного блока представлена здесь.
Если мощности напряжения для инструмента все-таки недостаточно, то необходима переделка аккумулятора шуруповерта на Li-Ion.
переделка блока на литий-ионные батареи
Переделка аккумулятора потребует подключения балансировочного разъема контроллера IMAX B6 по схеме 5s-2p (5 последовательно по два в параллели) или 5s-1p . Алгоритм переделки аналогичен алгоритму восстановления кадмий-никелевых батарей.
Подскажем, что li ion аккумуляторные батареи заряжают комбинированно в двух режимах: первоначально до напряжения 4,2 В при постоянном токе и при постоянном напряжении до заявленного номинала.
Как осуществить переделку на литий-ионные батареи, предложено в видео.
Сменный аккумулятор для шуруповерта является достаточно дорогим элементом, ведь его ценовая доля в общей стоимости инструмента достигает порядка 30%. Поэтому вовсе не удивительно, что многие умельцы пытаются продлить жизнь батареи различными методами. Как восстановить аккумулятор шуруповерта? — такую тему мы хотели бы раскрыть в сегодняшней тематической статье.
Конструктивные особенности АКБ для шуруповерта
Вне зависимости от типа электроинструмента, бренда и его технических характеристик конструктивное строение батарей мало чем отличается друг от друга. Ведь в разобранном виде аккумуляторная батарея представляет собой последовательную цепь, состоящую из идентичных элементов питания.
Причем в большинстве случаев (для различных типов аккумуляторов) такие элементы имеют одинаковый размер и выдаваемое напряжение (V), а отличаются лишь емкостью, которая выражается в mA/h и указывается на корпусе элемента. Вдобавок, при самостоятельном ремонте АКБ для шуруповерта следует обратить внимание на тип используемых элементов (Ni-Cd, Li-Ion, Ni-MH), так как методика восстановления для каждого из них может несколько отличаться.
Также следует отметить, что для возможности заряда элементов и питания электроинструмента в конструкции АКБ предусмотрены силовые контакты («+» и «–»), соединенные с выводами последовательной цепи. Ну а для защиты оборудования от перегрева (при форсированном) заряде и выравнивания уровня заряда на всех банках аккумулятора, используется еще два управляющих контакта, через которые подключаются термистор и сопротивление.
О том как пользоваться автономным шуруповертом рекомендуем читателю ознакомиться
Методика определения неисправности батареи
Учитывая последовательное соединение элементов питания, первичной задачей исполнителя будет поиск «слабого звена», ведь при выходе из строя хотя бы одного элемента, батарея будет функционировать с существенными техническими отклонениями. Если же учесть, что одновременная поломка всех компонентов цепи не возможна, следует понимать, как определить отклонения отдельных элементов питания.
Метод 1. Используем мультиметр
Учитывая идентичный уровень напряжения всех составляющих цепи, определить неисправный элемент можно при помощи мультиметра (переключив его в режим замера напряжения DCV). При этом следует помнить, что номинальные напряжения для различных типов АКБ имеют отличные значения:
- Ni-Cd и Ni-MH (напряжение 1,2В);
- Li-Ion (напряжение 3,6В).
Сама же методика определения вышедшего из строя элемента питания производится по следующему алгоритму:
- Аккумулятор устанавливается на полную подзарядку;
- Корпус устройства разбирается, и производятся поочередные замеры напряжения (при помощи прибора) на каждой из банок;
- Маркируются элементы, напряжение на которых ниже установленной нормы (для Ni-Cd и Ni-MH батарей напряжение должно варьироваться в диапазоне 1,2 – 1,4 В; для Li-Ion – в пределах 3,6 – 3,8 В).
- Батарея собирается и устанавливается в шуруповерт, после чего ее следует разрядить до заметного снижения мощности, для чего при помощи электроинструмента можно выполнить ряд силовых операций.
- После разрядки, корпус АКБ разбирается повторно, и вновь выполняются замеры напряжения на всех участках цепи (особенное внимание следует уделить маркированным элементам)
- В случае падения напряжения на элементе 0,5 – 0,7 В такая батарея считается непригодной.
Метод 2. Используем нагрузку
Технология выявления слабых батарей в таком случае аналогична вышеописанной, с тем лишь отличием, что для разряда аккумулятора здесь применяется 12 вольтовая лампочка (к примеру, на 40 Вт), которая и будет выступать в качестве нагрузки. А для того, чтобы решить поставленную задачу не потребуется несколько раз производить сборку/разборку аккумуляторного блока.
Выполнив все вышеописанные манипуляции, определяются все ненадежные элементы аккумуляторной цепи, а уже после этого принимается решение об их замене или восстановлении.
Восстановление элементов аккумулятора
Сразу же следует отметить, что восстановить Li-Ion аккумулятор шуруповерта практически не возможно, а все что можно выполнить в таком случае — это выявить слабые элементы и произвести их замену.
Иногда проблема может скрываться и в зарядном устройстве, ввиду чего на правильность его работы также следует обратить особое внимание.
Если же говорить о реанимации блоков, то метод восстановления может быть применен исключительно для Ni-Cd батарей, которые и являются наиболее распространенными для шуруповертов.
Среди основных методик для восстановления Ni-Cd батарей можно выделить следующие:
- Уплотнение (сжатие);
- Устранение эффекта памяти;
- Добавление выкипевшего электролита.
Как устранить «эффект памяти»
Порою, аккумуляторная батарея нуждается в восстановлении, которое связано со стиранием эффекта памяти. Причем распознать такое «заболевание» довольно просто: после полного заряда – батарея очень быстро разряжается, и вновь может функционировать после небольшой временной выдержки. Частично устранить «эффект памяти» можно следующим образом:
Вначале аккумуляторная батарея полностью заряжается (если есть возможность) небольшим током, после чего АКБ следует полностью разрядить, применяя небольшую нагрузку и обеспечивая тем самым медленную (мягкую) разрядку, что позволит просадить не только наружный слой, а все пластины целиком. В качестве нагрузки в таком случае целесообразно применять обыкновенную лампу с напряжением 220В и мощностью 60Вт и производить разряд до 30 % от номинальной емкости (примерно до 5В).
Перед использованием аккумулятора, вышеописанную процедуру следует повторить не менее 5 раз. И хотя емкость такого «реанимированного» АКБ будет несколько ниже нового аккумулятора , все же, как временная мера, такая методика довольно успешна (может продлить работу как минимум на год).
Добавление выкипевшего электролита
Наиболее распространенной проблемой аккумуляторных батарей для шуруповерта является выкипание электролита (особенно при форсированном заряде), ввиду чего именно на решении указанного вопроса следует остановиться детальнее.
Итак, после определения вышедших из строя банок следует разрезать соединительные пластины и демонтировать требуемые элементы. После чего, применяя тонкий пробойник (диаметром не более 1мм), в корпусе банки (со стороны минуса) следует выполнить отверстие, через которое внутрь элемента необходимо долить от 0,5 до 1 кубических сантиметра дистиллированной воды (предварительно откачав аналогичный объем воздуха). Финалом восстановительных работ будет герметизация банки (можно использовать эпоксидную смолу) и подключение элемента в существующую схему.
В дальнейшем, дабы выровнять потенциал всех составляющих элементов, применяя лампочки на 1,5 В следует разрядить все банки аккумулятора, после чего выполнить 5 – 6 циклов полного заряда/разряда, и только после этого использовать электроинструмент.
Замена банок аккумулятора
Наиболее действенным методом ремонта аккумулятора является замена износившихся банок новыми элементами. Для чего перед тем как восстановить аккумулятор шуруповерта следует приобрести требуемые позиции, учитывая технические и габаритные характеристики доноров (должны быть идентичными).
Сама же замена вышедших из строя узлов не вызывает особых сложностей и предполагает применение паяльника и материалов для пайки (олова и спиртового флюса на канифоли). Причем дабы обеспечить полноценную работу аккумуляторной батареи в процессе выполнения работ желательно придерживаться следующих рекомендаций:
- В качестве элементов для последовательного соединения банок желательно применять имеющиеся пластины, либо использовать медные проводники с соответствующим сечением (связано с высокими токами зарядки);
- Для предотвращения перегрева банок (может привести к поломке), пайку следует производить быстро;
- Схема подключения элементов питания должна быть последовательной, а следовательно минус каждой предыдущей батареи должен соединяться с плюсом следующей.
Финальной частью работ должно выступать выравнивание потенциалов всех компонентов, входящих в состав аккумулятора. Для чего необходимо произвести цикл полного разряда – заряда аккумулятора, а после остывания повторить указанные действия как минимум дважды.
После ознакомления с данным материалом вопрос как восстановить аккумулятор шуруповерта не будет казаться неразрешаемым, так что советуем попробовать.
С методикой восстановления аккумуляторной батареи рекомендуем ознакомиться тут
Если Вам понравился материал буду благодарен, если порекомендуете его друзьям или оставите полезный комментарий.
Слово «аккумулятор» происходит от латинского «accumulo» — накапливать, собирать. То есть это устройство предназначено для накопления и сохранения электроэнергии. В статье рассмотрим подробнее виды этих устройств, применяемых для шуруповертов (бытовых и профессиональных). Самым важным параметром этого устройства является емкость. Она отображает промежуток времени, на который аккумулятор способен обеспечить заявленную силу тока. Второй по важности параметр — напряжение. Аккумуляторы для шуруповерта имеют напряжение от 9В до 18В.
Существуют следующие виды этих устройств:
Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта. Имеют длительный срок эксплуатации (до 1000 циклов разряда/заряда); небольшое время, требуемое для подзарядки; хорошо переносят высокие/низкие температуры и большой ток зарядки. К недостаткам относят высокую скорость саморазряда (если аккумулятором давно не пользовались, потребуется подзарядка), сложность утилизации. Также необходимо точное соблюдение правил заряда/разряда: если поставить на дозарядку не до конца разряженную батарею, на пластинах образуются кристаллы, уменьшающие емкость (так называемый «эффект памяти»).
Никель-металл-гидридные аккумуляторы для шуруповерта. Достоинства: срок эксплуатации — около 1500 циклов «заряд/разряд», отсутствие «эффекта памяти», повышенная емкость. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, плохую переносимость низких или высоких температур и то, что они плохо переносят высокую скорость разряда (длительную работу при большой мощности).
Для шуруповерта. К положительным моментам относят: большую емкость, отсутствие «эффекта памяти» и саморазряда, малое время, требуемое для заряда. Недостатки: нельзя допускать полного разряда батареи (после нескольких полных разрядов может понадобиться новый аккумулятор); при длительном хранении теряет часть емкости (покупая инструмент, обратите внимание на дату изготовления, иначе получите устройство, имеющее совсем не те параметры, которые заявлены); плохо реагирует на низкие температуры.
Из-за имеющихся отличий все аккумуляторы условно делят на модели для бытовых шуруповертов и для профессиональных. Понятно, почему: профессиональные должны обеспечивать более длительную работу, имея при этом меньшее время заряда. Если вы планируете работать с электроинструментом постоянно, стоит задуматься о приобретении второго аккумулятора: пока один находится в работе, второй стоит на зарядке. Таким способом вы можете обеспечить приличный промежуток времени для бесперебойной работы. При выборе аккумулятора обратите внимание на то, что некоторые модели инструмента могут работать с несколькими типами подобных устройств (информация об этом имеется в паспорте изделия).
Качество исполнения и надежность работы — решающие показатели, которые должны приниматься во внимание при выборе. При равных технических характеристиках часто отдается предпочтение более известным маркам, несмотря на то что цена на них бывает выше. Например, аккумулятор для пользуется хорошим спросом благодаря репутации производителя. Но это не значит, что устройства других марок работают хуже, или сделаны менее качественно. Еще один лидер продаж — аккумулятор для шуруповерта «Хитачи» — также пользуется спросом благодаря «раскрученности» бренда.
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).
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:
- Метод уплотнения или сжатия (он сработает в тех случаях, когда электролит все еще в наличии, но потерян объём);
- «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