Conversia unei baterii șurubelniță în celule de litiu

Mulți proprietari de șurubelnițe doresc să-și convertească bateriile în celule de baterii cu litiu. Au fost scrise multe articole pe această temă și în acest material aș dori să rezum informații despre această problemă. În primul rând, vom lua în considerare argumentele în favoarea transformării unei șurubelnițe în baterii cu litiu și împotriva acesteia. Și, de asemenea, vom lua în considerare anumite momente ale procesului de înlocuire a bateriilor în sine.

Mai întâi trebuie să vă gândiți dacă am nevoie de această modificare? La urma urmei, va fi un „autopropulsor” absolut și, în unele cazuri, poate duce la defectarea atât a bateriei, cât și a șurubelniței în sine. Prin urmare, să luăm în considerare toate avantajele și dezavantajele acestei proceduri. Este posibil ca după aceea, unii dintre voi să decidă să renunțe la conversia Ni─Cd în celule de litiu.

Profesionistii

Să începem cu beneficiile:

• Densitatea energetică a celulelor litiu-ion este mult mai mare decât cea a nichelului-cadmiu, care este utilizată în mod implicit la șurubelnițe. Adică, bateria pe cutii de litiu va avea o greutate mai mică decât pe cadmiu cu aceeași capacitate și tensiune de ieșire;
• Celulele bateriei cu litiu sunt încărcate mult mai repede decât Ni-Cd. Va dura aproximativ o oră pentru a le încărca în siguranță;
• Bateriile litiu-ion nu au efect de memorie. Aceasta înseamnă că nu trebuie să fie descărcate complet înainte de încărcare..

Acum despre dezavantaje și dificultăți.

Contra

• Celulele bateriei cu litiu nu pot fi încărcate peste 4,2 volți și descărcate sub 2,7 volți. În condiții reale, acest interval este și mai restrâns. Dacă depășiți aceste limite, bateria poate fi deteriorată. Prin urmare, pe lângă cutiile de litiu în sine, va trebui să conectați și să instalați un controler de încărcare-descărcare în șurubelniță;
• Tensiunea unei celule Li─Ion este de 3,6─3,7 volți, iar pentru Ni─Cd și Ni─MH această valoare este de 1,2 volți. Adică, există probleme cu asamblarea unei baterii pentru șurubelnițe cu o tensiune nominală de 12 volți. Din trei cutii de litiu conectate în serie, puteți asambla o baterie cu o valoare nominală de 11,1 volți. Din patru ─ 14,8, din cinci ─ 18,5 volți și așa mai departe. Bineînțeles, limitele de tensiune în timpul încărcării-descărcării vor fi, de asemenea, diferite. Adică, pot exista probleme cu compatibilitatea bateriei convertite cu o șurubelniță;
• În majoritatea cazurilor, 18650 cutii standard sunt utilizate ca celule de litiu pentru alterare, diferind ca dimensiune de cutii Ni─Cd și Ni─MH. În plus, veți avea nevoie de spațiu pentru controlerul de încărcare-descărcare și fire. Toate acestea vor trebui să se potrivească într-o carcasă standard a bateriei unei șurubelnițe. În caz contrar, va fi extrem de incomod să lucreze;
• Este posibil ca un încărcător de cadmiu să nu fie potrivit pentru reîncărcarea unei baterii după o reproiectare. Poate fi necesar să revizuiți încărcătorul sau să folosiți încărcătoare universale;
• Bateriile cu litiu își pierd performanța la temperaturi scăzute. Acest lucru este esențial pentru cei care folosesc o șurubelniță în aer liber;
• Prețul bateriilor cu litiu este mai mare decât bateriile cu cadmiu.

Înlocuirea bateriilor dintr-o șurubelniță cu litiu

Ce trebuie să estimați înainte de a începe lucrul?

Este necesar să se determine numărul de celule din baterie, care decide în cele din urmă valoarea tensiunii. Pentru trei elemente, plafonul va fi de 12,6, iar pentru patru - 16,8 volți. Vorbim despre refacerea bateriilor pe scară largă cu o valoare nominală de 14,4 volți. Este mai bine să alegeți 4 elemente, deoarece în timpul funcționării tensiunea va scădea destul de repede la 14,8. O diferență de câțiva volți nu va afecta performanța șurubelniței.

În plus, mai multe celule de litiu vor da mai multă capacitate. Aceasta înseamnă mai mult timp de funcționare al șurubelniței.

Apoi, trebuie să alegeți ele însele celulele de litiu potrivite. Factorul de formă fără opțiuni este 18650. Principalul lucru care trebuie luat în considerare este curentul de descărcare și capacitatea. Conform statisticilor, în timpul funcționării normale a șurubelniței, consumul de curent este în intervalul de 5-10 amperi. Dacă apăsați brusc butonul de pornire, curentul poate sări la 25 de amperi pentru câteva secunde. Adică, trebuie să alegeți litiu cu o valoare de curent maximă de descărcare de 20-30 amperi. Apoi, cu o creștere pe termen scurt a curentului la aceste valori, bateria nu va fi deteriorată.

Tensiunea nominală a celulelor de litiu este de 3,6-3,7 volți, iar capacitatea în majoritatea cazurilor este de 2000-3000 mAh. Dacă carcasa bateriei permite, puteți lua nu 4, ci 8 celule. Conectați-le două câte două în 4 ansambluri paralele, apoi conectați-le în serie. Drept urmare, veți putea crește capacitatea bateriei. Dar nu toate cazurile vor putea ambala 8 cutii de 18650.

Și ultimul pas pregătitor este alegerea unui controler. În funcție de caracteristicile sale, trebuie să corespundă tensiunii nominale și curentului de descărcare. Adică, dacă decideți să asamblați o baterie de 14,4 volți, alegeți un controler cu această tensiune. Curentul de descărcare de lucru este de obicei ales să fie de două ori mai mic decât curentul maxim admis.

Mai sus, am stabilit că curentul maxim admis de descărcare pe termen scurt pentru celulele de litiu este de 25-30 amperi. Aceasta înseamnă că regulatorul de încărcare-descărcare trebuie să fie nominal pentru 12-15 amperi. Apoi, protecția va fi declanșată atunci când curentul crește la 25-30 amperi. Nu uitați și de dimensiunile plăcii de protecție. Acesta, împreună cu elementele, va trebui să se încadreze în carcasa bateriei șurubelniței.

Șurubelnița nu poate fi supra-descărcată în niciun fel, datorită particularităților aplicării sale (un aparat de aspirat, aparent, este posibil). El doar încetează să „tragă”. Prin urmare, nu sunt necesari indicatori și protecție împotriva supra-descărcării. Chiar dacă porniți șurubelnița cu baterii complet descărcate - bine, tensiunea bateriei sub sarcină va scădea la (sub) 2 volți. Nimic în neregulă. Când sarcina este îndepărtată (și anume, pe termen scurt), tensiunea de pe bancă se va recupera la 2,5 ... 3,0 volți. Este imposibil să nu simți acest moment.

Și apoi, doar în fotografii, vă voi arăta cum se face. Am 4 surubelnite. Doi în țară (18V), acasă (18V) și la serviciu (12V). Dacă faceți acest lucru cu plăci de protecție / controlere de încărcare, atunci va exista o ruină financiară completă, mai ales având în vedere faptul că în șurubelnițe de 18V sunt necesare plăci pentru 5 baterii conectate în serie (sunt mai puțin frecvente și mai scumpe). Comentariile, cred, practic nu sunt necesare aici. Afișat este o opțiune pentru 4 baterii cu litiu pentru o șurubelniță de 12V.

Aceasta este șurubelnița mea. Bateria are un conector DB9F.


Acesta este un încărcător cu 4 canale izolate galvanic. La ieșire, toate cele patru canale sunt „combinate” într-un conector DB9M.






Patru plăci de memorie LI-Ion cu Ali pe cipul TP4056. Am găsit 12 ruble (20 de bucăți). Am pierdut linkul.


Bineînțeles, toate acestea pot fi împinse într-o singură cutie, a cărei ieșire va fi doar un conector DB9M, dar este foarte convenabil să aveți 4 canale de încărcare separate izolate galvanic. De exemplu, am convertit sursa de alimentare a testerului din „Krona” în două baterii litiu conectate în serie din țigări electronice de unică folosință. Încarc cu același încărcător, cu două canale.
Orice meșter de casă care este departe de electronică poate repeta acest design.
O mică notă / clarificare. Conectăm bateriile în carcasa bateriei șurubelniței în serie. Patru piese pentru șurubelnițe de 12, 14, 16V și 5 piese pentru baterii de 18V. O șurubelniță de 18 volți funcționează perfect pe patru baterii Li-Ion, dar numai pe bateriile proaspăt încărcate. Va trebui să-l reîncărcăm mult mai des. Pe conectorii DB9.1 și DB9.2, + și - ale primei baterii sunt scoase din fire separate, care sunt lipite direct pe stâlpii bateriei. Pe DB9.3 este scos de un fir separat + al celei de-a doua baterii etc. ... Conform schemei electrice, pinii 2 și 3 din DB9 sunt același punct. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat din punctul de vedere al plăcii de încărcare de pe TP4056. Evitați secțiunile comune ale conductoarelor din circuitul de încărcare, deoarece la curenți diferiți de la două plăci de încărcare la un moment dat, poate apărea o eroare de zeci / sute de milivolți. Este recomandabil să instalați fire în circuitul de încărcare cu un diametru mai mare (bine, bineînțeles și în circuitul principal de descărcare). Pentru o șurubelniță cu o baterie de 18V, această conexiune necesită 10 contacte. Am carcasa metalică a conectorului DB9 ca al 10-lea pin.
Alta imagine. Opțiune pentru baterie de 18 volți, 5 canale.


Cum să cumpărați adaptoare mici de rețea ieftine (40 ... 70 ruble) de pe Ali, astfel încât să ofere de fapt un amper, este un subiect separat. Am cumpărat adaptoare în loturi de 5 și 10 bucăți. Nu pot da un link, deoarece paginile pe care au fost achiziționate adaptoarele afișate în fotografii, din păcate, nu mai există. Îmi amintesc că vânzătorul de pe pagină avea o poză cu rezistențe de încărcare și un doctor USB, pe care scria 0,98 A. Nu am înșelat, un astfel de curent era cu adevărat prezent la ieșire, deși era însoțit de unduri cu o oscilație de un volt și jumătate. A trebuit să lipesc în interior condensatori de tantal. O capacitate de 220 uF, 6,3 ... 10V la ieșirea unor astfel de adaptoare este suficientă pentru ca adaptorul să aproximeze caracteristicile încărcării proprietare de la Apple (ondulația este de 50 ... 150 mV).

În loc de pisică.


Iată un astfel de bun USB-doctor care poate fi făcut din achiziționat de pe Aliexpress. Este ușor mai bun decât majoritatea „medicilor” din prima generație în căderea tensiunii pe șuntul de detectare a curentului. Nu am măsurat exact, dar cifra este de aproximativ 70 de milivolți / 1A. Această cădere de tensiune este comparabilă cu. Restul (și y) au o cădere de șunt mai mare de 100 mV. De fapt, numerele exacte nu sunt atât de ușor de obținut pe cât ne-am dori, deoarece fiecare contact USB suplimentar din circuit „consumă” aproximativ 30 mV / 1,0 A din curentul curent.
La curenți mari de încărcare, vechile versiuni ale „medicilor” incluși în circuit pot reduce singuri curentul de încărcare al smartphone-ului / tabletei chiar și cu cabluri USB scurte și de înaltă calitate.

De la NI-CD-uri nichel-cadmiu native până la Li-ion 18650 litiu-ion.

Un pic de teorie.

La dispozitivele portabile puternice, se folosesc baterii speciale cu curent crescut. La o șurubelniță sub sarcină crescută, se creează un curent mare și, pentru a face față acestuia, se folosesc baterii Ni-CD și NiMH întărite (de obicei învelite în hârtie). Curentul mediu de funcționare al unei șurubelnițe de 12 volți este de 3-7 amperi, cu o sarcină poate ajunge până la 15A și într-un impuls de până la 30A.

De aici urmează prima recomandare - atunci când înlocuiți cadmiul cu litiu, este necesar să utilizați numai baterii litiu-ion de mare intensitate. Acum aceste baterii sunt produse de Samsung, LG, SONY și un număr de alți producători.

Utilizarea a 4 baterii Li Ion într-o șurubelniță de 12 volți distructiv pentru comutatorul de alimentare PWM al regulatorului de viteză, situat în buton. Tensiunea unei baterii Li Ion complet încărcate este de 4,2 volți, tensiunea unui ansamblu complet încărcat de patru baterii va fi de 16,8 volți, ceea ce este cu o treime mai mare decât tensiunea recomandată, conform legii lui Ohm - „curentul este direct proporțional cu tensiunea din circuit”, ne spune că și curentul va crește cu o treime , și într-un impuls poate ajunge la 40A, nicio cheie nu poate rezista la o astfel de suprasarcină și va eșua. Vă recomandăm să utilizați doar 3 baterii litiu-ion pentru o baterie de 12 volți, 4 baterii vor merge foarte bine cu o baterie de 14,4 volți, iar o baterie de 18 volți este suficientă pentru 5 baterii.

În timpul funcționării unei baterii litiu-ion, este necesar să se controleze tensiunea de încărcare și descărcare, deoarece datorită caracteristicilor sale fizico-chimice, tensiunea trebuie menținută într-un interval strict definit de 2,5-4,2 volți. Doar în aceste condiții este garantată durata maximă de viață a bateriei și siguranța funcționării.

Utilizarea unui controler de încărcare și descărcare este obligatorie și, pe baza primei recomandări, controlerul trebuie să accepte funcționarea la curenți de la 12 la 30 amperi, în caz contrar, cu o sarcină crescută, controlerul va „intra în protecție” și funcționarea normală a dispozitivului nu va funcționa.

Puteți folosi propriul încărcător pentru încărcare, nu uitați să lăsați senzorul de temperatură și supraîncălzire la loc, altfel nu se va încărca. Dacă din anumite motive încărcarea „nu vrea” să funcționeze, atunci următoarele două Opțiuni sunt pentru dvs.

Puteți lua gata de lucru, calculat pentru numărul de elemente din ansamblul dvs. și selectați curentul de încărcare optim. În acest caz, se găsește o gaură în bloc pentru o priză de 5,5 * 2,1 mm și o încărcare suplimentară va fi efectuată prin el. Această soluție este utilă mai ales atunci când există foarte puțin spațiu în acumulator. În cazul nostru, am făcut exact acest lucru, dar am lăsat toți senzorii la locul lor și ce se întâmplă dacă sunt de folos.

O soluție excelentă de încărcare este utilizarea unui modul universal de conversie a tensiunii DC-DC cu capacitatea de a regla curentul și tensiunea, așa-numitul CC CV. Modulele step-down bazate pe cipurile XL4015 și LM2596 sunt foarte populare. Setați tensiunea de încărcare de 12,6-13,6 V la ieșirea modulului și curentul de încărcare în intervalul 500-900 mAh, iar modulul va face restul singur. Utilizarea acestor module face posibilă încărcarea șurubelniței de la orice sursă de alimentare cu o tensiune mai mare de 13 volți. Este justificat în special dacă șurubelnița dvs. are o sursă de alimentare separată de încărcător, atunci vechea sursă de alimentare va face o treabă excelentă de încărcare a bateriilor noi.

Ei bine, recomandări generale - este recomandabil să utilizați o secțiune transversală a firului de cel puțin 4 mm2, aveți grijă în timpul instalării, orice scurtcircuit duce la încălzirea instantanee a conductoarelor și vă puteți arde, toate conexiunile și punctele de lipit ar trebui să fie cât mai fiabile și durabile posibil, deoarece curenții mari, Ei bine, vibrația este prezentă.

Am decis să folosim baterii pentru șurubelnița noastră, acestea îndeplinesc toți parametrii necesari. De asemenea, a fost folosit - este un controler miniatural de 50 * 22 mm cu curent înalt cu protecție la scurtcircuit și la suprasarcină. Am realizat toate conexiunile cu un fir de silicon de 6 mm2 (vă recomandăm să folosiți o secțiune mai mică, este dificil să lucrați cu o astfel de secțiune).

De la început, ne-am gândit mult timp să așezăm bateriile cu placa și apoi ne-am gândit unde să punem conectorul de încărcare. Ei bine, după cum au decis, au început să lipească încet totul. S-a dovedit cel mai convenabil să puneți două baterii în corpul principal și să plasați placa BMS și a treia baterie în știftul corpului.

În timpul procesului de asamblare, a venit ideea de a furniza bateria noastră, nu mai devreme decât făcută. Există un loc unde să-l înșurubeze și nu au uitat butonul, astfel încât să puteți apăsa și să vedeți câtă capacitate a rămas. Modulul este personalizabil, deci poate fi înșurubat în mod esențial pe orice baterie.

Drept concluzie.

Toată lumea a fost mulțumită de proces și de rezultat. Greutatea bateriei a fost redusă la jumătate. Bateria a rezistat tuturor testelor atribuite fără nici o reclamație.

Din dorințe pentru viitor.

O șurubelniță AEG este, de asemenea, întinsă cu o baterie de 12 volți, sperăm că mâinile noastre vor ajunge la ea și va fi mai mult spațiu în ea și ne gândim să punem bateriile.

Are sensul. Avantajul este că au o densitate electrică ridicată. Prin urmare, prin instalarea unui astfel de dispozitiv într-un corp de șurubelniță, putem obține o creștere a duratei instrumentului de mai multe ori. Curentul de încărcare pentru bateriile cu litiu de mare putere, în special pentru noile modificări, poate ajunge la 1-2 C. Un astfel de dispozitiv poate fi reîncărcat în 1 oră, fără a exagera parametrii recomandați de producător și fără a strica calitatea produsului.

Cum arată bateriile cu litiu?

Majoritatea dispozitivelor cu litiu sunt adăpostite într-o carcasă prismatică, dar unele au formă cilindrică. Aceste baterii folosesc electrozi cu role și separatoare. Corpul este din aluminiu sau oțel. Polul pozitiv este orientat spre capacul carcasei.

În configurațiile prismatice, electrozii sunt plăci dreptunghiulare. Pentru a asigura siguranța, în baterie este prevăzut un dispozitiv care acționează ca un regulator al tuturor proceselor și deschide circuitul electric în situații critice. Etanșarea crescută a carcasei nu permite curgerea electrolitului și oxigenul și umezeala pătrund în interior.

Ce măsuri trebuie luate pentru a evita deteriorarea bateriei cu litiu?

• Datorită limitărilor tehnologice, rata de încărcare a bateriilor cu litiu nu trebuie să fie mai mare de 4,25-4,35 V. Descărcarea nu trebuie să ajungă la 2,5-2,7. Această condiție este indicată în fișa tehnică pentru fiecare model specific. Dacă aceste valori sunt depășite, puteți deteriora dispozitivul. Sunt utilizate regulatoare speciale pentru încărcare și descărcare, care mențin tensiunea pe celula de litiu în intervalul normal. Conversia șurubelniței la o baterie cu litiu cu un controler va proteja dispozitivul de defecțiuni.
• Tensiunea nominală a bateriilor cu litiu este un multiplu de 3,7 V (3,6 V). Pentru modelele Ni-Mh, această cifră este de 1,2 V. Acest fenomen este de înțeles. în dispozitivele cu litiu este stocat pe o celulă separată. O baterie litiu de 12 volți nu va fi asamblată niciodată. Evaluarea va fi de 11,1 V (trei celule în serie) sau 14,8 V (patru celule în serie). În plus, indicatorul de tensiune al celulei de litiu se schimbă în timpul funcționării atunci când este încărcat complet cu 4,25 V și când este descărcat complet - cu 2,5 V. Indicatorul de tensiune 3S (3 seriale - trei conexiuni seriale) se va schimba în timpul funcționării dispozitivului de la 12,6 V (4,2x3) până la 7,5 V (2,5x3). Pentru o configurație 4S, această cifră variază de la 16,8 la 10 V.
• Transformarea unei șurubelnițe în baterii cu litiu 18650 (majoritatea covârșitoare a produselor au această dimensiune) necesită luarea în considerare a diferenței de dimensiuni cu celulele Ni-Mh. Diametrul celulei 18 650 este de 18 mm și înălțimea de 65 mm. Este foarte important să calculați câte celule se vor potrivi în carcasă. Trebuie amintit că pentru un model cu o putere de 11,1 V, veți avea nevoie de numărul de celule în multipli de trei. Pentru modelul de 14,8 V, patru. Controlerul și firele de comutare trebuie să se potrivească, de asemenea.
• Încărcătorul de baterie litiu este diferit de încărcătorul Ni-Mh.

Articolul va analiza modul în care șurubelnița este convertită în litiu. Instrumentul este echipat cu o pereche de baterii reîncărcabile Ni-Mh cu un indicator de tensiune de 12 V și o capacitate de 2,6 Ah. Va fi luată în considerare prelucrarea șurubelniței Hitachi. Bateriile cu litiu vor asigura instrumentului o durată lungă de viață.

Alegerea tensiunii nominale

În primul rând, ar trebui să decideți asupra alegerii indicatorului de tensiune pentru un dispozitiv pe bază de litiu. Alegerea trebuie făcută între modelul 3S (intervalul de tensiune este de 12,6 până la 7,5 V) și bateria 4S-Li-Ion (domeniul de tensiune este de 16,8 până la 10 V).

Avantajele celei de-a doua opțiuni

A doua opțiune este mai potrivită, deoarece tensiunea din baterie scade destul de repede de la maxim la minim (de la 16,8 la 14,8 V). Pentru un motor electric, care, de fapt, este o șurubelniță, un exces de 2,8 V nu este un semn critic.

Cel mai mic indicator de tensiune este pentru modificarea 3S-Li-Ion. Este egal cu 7,5 V, care este insuficient pentru funcționarea normală a dispozitivului electric. Montând patru configurații, vom crește bateria.

Cum se decide alegerea celulelor de litiu?

Pentru a selecta celulele pe bază de litiu, trebuie evidențiați factorii limitativi. În prezent, dispozitivele cu litiu sunt produse cu un curent de sarcină admisibil de 20-25 A.

Valorile curentului impulsului (scurte, până la 1-2 secunde) ajung la 30-35 A. Configurația bateriei nu va fi încălcată.

Câte celule se vor potrivi în carcasă?

Asamblarea 4S2P (patru conexiuni seriale și două paralele) nu va funcționa. Transformarea unei șurubelnițe în baterii cu litiu 18650 presupune prezența a opt celule. Cum pot întâlni patru? Fiecare celulă va transporta sarcina maximă de curent.

Cum se determină curentul maxim într-o șurubelniță?

Conversia unei șurubelnițe de 12V în baterii cu litiu implică conectarea dispozitivului la o sursă de energie de laborator cu un curent maxim de 30 A. Regulatorul de limitare este setat la valoarea maximă. După ce am creat nivelul de tensiune al sursei de alimentare aproape de valoarea nominală a viitoarei baterii, începem să tragem ușor de pe trăgaci. Curentul consumat de șurubelniță va crește la 5 A. Acum ar trebui să trageți brusc declanșatorul. Acest lucru va scurtcircuita sursa de alimentare. Curentul va atinge o putere de 20-30 A. Poate că indicatorul său ar fi mult mai mare, dar puterea sursei de alimentare nu va permite fixarea acestuia. Acesta va fi un curent de sarcină scurt, cu o apăsare puternică a declanșatorului șurubelniței. Orice model al unui astfel de dispozitiv va reacționa în același mod.

Apoi, ar trebui să fixați vârful șurubelniței cu un menghină și să observați la ce valoare va crește consumul de curent în timpul funcționării, când clichetul este declanșat în șurubelniță. Indicatorul curent în acest caz crește la 10-12 A.

Deci, puteți determina magnitudinea curentului de încărcare. În acest caz, va fi egal cu 5 A la ralanti și 30 A la pornire bruscă, iar la o sarcină maximă va fi de 12 A. Producătorul trebuie să aleagă celule de litiu, al căror curent nominal de sarcină va fi de 10-20 A, iar cel de impuls - 25-30 ȘI.

Cum se alege un controler?

Deci, șurubelnița este transformată în baterii cu litiu. Este necesar un încărcător obișnuit pentru dispozitiv. Atunci când alegeți un controler, rețineți că dispozitivul trebuie să îndeplinească doi parametri:

• un indicator al tensiunii nominale de funcționare;
• indicator al curentului nominal de funcționare.

Cu tensiunea, totul este foarte clar: dacă bateria este de 11,1 V, atunci controlerul va avea aceeași tensiune.

Curentul operațional nominal se referă la capacitatea de protecție a plăcii. Astfel, un controler 4 A este proiectat pentru o marcă de curent de 4 A, iar cu un indicator de 8 A, o sarcină suplimentară cade pe el. În acest caz, dispozitivul de protecție va fi declanșat. Toate aceste date tehnice sunt menționate în pașaportul fiecărei modificări a controlerului. În acest caz, o modificare poate avea un indicator de curent limitativ de 30 A, iar cealaltă - 50 A. Și ambele dispozitive vor fi în mod formal adecvate pentru funcționare. De asemenea, atunci când creați o baterie cu litiu, există o limitare a dimensiunii. Prin urmare, ar trebui să achiziționați un controler care se va potrivi în vechea carcasă a bateriei.

Demontarea și asamblarea

Conversia unei șurubelnițe în baterii cu litiu include următorii pași:

• Deschideți bateria veche deșurubând cele cinci șuruburi.
• Scoateți bateria Ni-Mh din carcasă. Se va observa că plăcuța de contact care se angajează cu grupul de contact al șurubelniței este sudată la contactul negativ al uneia dintre celulele Ni-Mh. Punctele de sudură trebuie tăiate cu ajutorul unui instrument cu o piatră tăiată încorporată
• Firele sunt lipite la contacte, a căror secțiune transversală este de cel puțin 2 mm 2 pentru cablurile de alimentare și 0,2 mm 2 pentru termistor. Tamponul de contact este lipit de carcasa bateriei cu adeziv fierbinte.
• Conform indicatorului rezistenței interne, pe contor sunt selectate patru celule. Valoarea ar trebui să fie aceeași pentru toate cele patru corpuri de iluminat.
• Celulele de litiu sunt lipite cu adeziv topit la cald, astfel încât să fie amplasate compact în carcasă.
• Sudarea celulelor se efectuează pe o mașină de sudat cu rezistență utilizând o bandă de sudat cu nichel (indexul secțiunii sale transversale trebuie să fie egal cu 2X10 mm).

Instalarea plăcii de protecție

Acest pas poate arăta cât de ușoară este bateria cu litiu. Greutatea dispozitivului Ni-Mh a fost de 536 g. Greutatea noului dispozitiv cu litiu este de 199 g, ceea ce va fi destul de vizibil. Am reușit să câștigăm 337 g în greutate. În același timp, se observă o creștere a capacității energetice.

Bateria este montată în carcasă. Golurile sunt umplute cu material moale din ambalaj.

Conectarea la o șurubelniță

• O apăsare puternică a declanșatorului provoacă activarea mecanismului de protecție a curentului. De fapt, este puțin probabil ca un astfel de mod de protecție să fie necesar atunci când utilizați instrumentul. Dacă nu provocați în mod specific protecție, atunci șurubelnița va fi stabilă.
• Vârful trebuie fixat într-un menghină. Puterea bateriei declanșează liber clichetul, ceea ce limitează creșterea numărului de rotații de torsiune.
• șurubelnița este descărcată la Curentul de descărcare trebuie să fie de 5 A.
• Bateria este introdusă în încărcătorul standard. Indicatorul curentului de încărcare atunci când este măsurat este de 3 A, ceea ce este acceptabil pentru celulele cu litiu. Pentru configurația LG INR18650HG2, curentul maxim de încărcare va fi de 4 A, care este indicat în specificațiile tehnice.

Cât durează înlocuirea bateriilor?

Conversia șurubelniței în baterii cu litiu va dura aproximativ 2 ore. Dacă toți parametrii sunt bifați, atunci va dura 4 ore.

Totul se poate face independent, fără ajutorul altei persoane. Dar sudarea prin contact și selectarea bateriilor nu pot fi realizate fără echipamente specializate.

Ce altceva puteți testa starea de încărcare în afară de controler?

Șurubelnița a fost transformată în baterii cu litiu. Încărcătorul încorporat este ideal. Dar costul controlerului este destul de mare. Dispozitivul va costa 30 USD, care este echivalent cu costul bateriei în sine.

Pentru a testa nivelul de încărcare al unei baterii cu litiu în mișcare, fără a utiliza un încărcător, puteți utiliza bateria specială RC elicopter lipo AKKU tester portabil de măsurare a tensiunii alarma 2-6S AOK. Costul dispozitivului este foarte mic. Are un conector echilibru și încărcare similar cu iMax6. Dispozitivul este conectat la baterie printr-un adaptor. Acest monitor de nivel de tensiune este foarte convenabil. Poate măsura de la două la șase celule de litiu conectate în serie și, de asemenea, oferă indicatorul total sau tensiunea fiecărui element separat, cu o precizie extremă.

Cât va costa înlocuirea Ni-Mh cu un dispozitiv cu litiu?

Câți bani vor fi necesari pentru a converti o șurubelniță într-o baterie cu litiu?

Prețul pentru un astfel de dispozitiv constă în costul mai multor componente:

• configurația unei baterii 4S bazată pe litiu costă 2200 de ruble;
• achiziționarea unui controler pentru încărcare și descărcare plus un echilibru costă 1240 de ruble;
• costul sudării și asamblării este de 800 de ruble.

Se pare că o baterie de litiu auto-fabricată costă 4240 de ruble.

Pentru comparație, să luăm o configurație similară din litiu fabricat din fabrică. De exemplu, dispozitivul Makita 194065-3 este conceput pentru o șurubelniță. Are parametri similari. Costul unui astfel de dispozitiv este de 6500 de ruble. Se pare că conversia șurubelniței în baterii cu litiu economisește 2300 de ruble.

„Cât va costa schimbarea bateriilor vechi de nichel cu baterii litiu-ion în șurubelnița mea?” Este probabil una dintre cele mai populare întrebări pe care le auzim de la clienții noștri.
Într-adevăr, problema este destul de comună. Mulți oameni au o șurubelniță veche fără fir (nutunner, burghiu cu ciocan, ferăstrău, tăietor etc.) în care bateriile standard sunt defecte și nu există nici o modalitate de a cumpăra altele noi, deoarece acestea pot fi scoase de pe piață sau pur și simplu nu doriți să cheltuiți bani tehnologie învechită, dar doriți să înlocuiți imediat bateriile Ni-Mh cu Li-Ion și să oferiți, de multe ori, unei scule electrice scumpe și de înaltă calitate a doua viață.

Există într-adevăr multe motive pentru această dorință:
- primul și principalul este că bateriile Li-Ion au o densitate electrică mult mai mare decât bateriile Ni-Mh.
Pur și simplu, cu aceeași greutate, o baterie Li-Ion va avea o capacitate electrică mai mare decât o baterie Ni-Mh. În consecință, prin instalarea bateriilor Li-ion în vechea carcasă, obținem o durată de viață a sculei mult mai lungă.

Curentul de încărcare al bateriilor Li-ion de mare putere, în special la modelele noi, poate atinge valori de 1C - 2C (valoare de capacitate simplă sau dublă).
Acestea. o astfel de baterie poate fi încărcată în 1 - 0,5 ore, fără a depăși parametrii recomandați de producător și, prin urmare, fără a reduce durata de viață a bateriei.

Dar există suficienți factori de oprire pentru implementarea unei astfel de idei:
- Datorită limitării tehnologice, bateriile Li-ion nu pot fi încărcate peste 4.25-4.35V și descărcate sub 2.5-2.7V (specificate în specificațiile tehnice pentru fiecare baterie specifică). Depășirea acestor valori poate deteriora bateria și o poate face inutilizabilă. Pentru a proteja bateria Li-Ion, se folosesc regulatoare speciale de încărcare-descărcare care mențin tensiunea pe celula Li-Ion în limitele permise. Adică, pe lângă bateriile în sine, veți avea nevoie și de un controler de încărcare-descărcare.
- Tensiunea bateriilor Li-ion este întotdeauna un multiplu de 3,7 V (3,6 V), în timp ce cea a bateriilor Ni-Mh este un multiplu de 1,2 V. Acest lucru se datorează tensiunii nominale (valoarea tensiunii care este păstrată pe bateria Li-Ion o perioadă destul de lungă în mijlocul caracteristicii curent-tensiune a curbei de descărcare) pe o celulă separată. Pentru bateriile Li-ion, această tensiune este de 3,7 V, pentru Ni-Mh - 1,2 V. Prin urmare, nu puteți asambla niciodată o baterie de 12V din baterii Li-Ion. În termeni nominali, poate fi de 11,1V (3 în serie) sau 14,8V (4 în serie). Mai mult, tensiunea unei celule Li-Ion se schimbă în timpul funcționării de la o încărcare completă de 4,25 V la o descărcare completă de -2,5 V. Astfel, tensiunea 3S (3 seriale - 3 conexiuni consecutive) a bateriei se va schimba în timpul funcționării de la 12,6V (4,2x3) la 7,5V (2,5x3). Pentru baterie 4S - 16,8V la 10V.
- Bateria Li-Ion de dimensiunea 18650 și 99 la sută din toate bateriile reîncărcabile Li-Ion sunt formate din 18650 de celule, are dimensiuni globale excelente de la celulele Ni-Mh. Celula 18650 măsoară 18 mm în diametru și 65 mm în înălțime. Este important să „estimați” câte celule Li-Ion se vor potrivi în cazul dvs. Trebuie înțeles că pentru o baterie de 11,1V aveți nevoie de un multiplu de 3 celule Li-ion. Pentru o baterie de 14,8V - patru. În același timp, ar trebui să existe spațiu pentru amplasarea controlerului de încărcare-descărcare și pentru comutarea firelor.
- Un încărcător (încărcător) pentru baterii Li-ion este diferit de un încărcător pentru baterii Ni-Mh. Pentru a fi corect, trebuie remarcat faptul că încărcătoarele furnizate cu multe șurubelnițe sunt încărcătoare universale și pot încărca atât baterii NI-Cd, Ni-Mh, cât și Li-ion. Asigurați-vă că memoria dvs. are această capacitate.
- Costul bateriilor Li-ion. și, în comparație cu bateriile Ni-Mh, poate diferi semnificativ.

Dacă toate cele de mai sus nu v-au speriat, atunci luați în considerare un exemplu de proces de fabricare a unei baterii reîncărcabile Li-Ion în locul bateriei Ni-Mh pe care o avem de la un nutrunner DEWALT DC840.

Această cheie cu impact este echipată cu două baterii reîncărcabile Ni-Mh de 12V cu o capacitate de 2,6 Ah.

Pentru început, vom decide alegerea tensiunii nominale pentru bateria Li-ion.

Alegerea este între o baterie Li-ion 3S cu un interval de tensiune de 12,6V - 7,5V și o baterie Li-Ion 4S cu un interval de tensiune de 16,8V - 10V.
Ne vom concentra asupra celei de-a doua opțiuni, deoarece:
a) Tensiunea bateriei scade destul de repede de la maxim la nominal, adică de la 16,8V la 14,8V și pentru un motor electric, care, de fapt, este o cheie, un exces de 2,8V nu este critic.
b) Tensiunea minimă a unei baterii Li-Ion 3S este de 7,5 V, ceea ce este extrem de scăzut pentru funcționarea normală a sculei electrice. Iar eficiența unei baterii 4S în acest caz va fi mai mare decât eficiența unei baterii Li-Ion 3S.
c) Prin instalarea a 4 celule Li-ion, vom crește astfel capacitatea electrică a bateriei noastre.

Deci, ne-am dat seama de primul punct: facem o baterie Li-Ion de 4S (14,8V).

Al doilea. Decidem alegerea celulelor Li-ion.

Pentru a face acest lucru, trebuie să identificăm factorii limitativi.
În cazul fabricării bateriilor Li-Ion pentru scule electrice, principala limitare este curentul maxim de încărcare. În prezent, există baterii Li-Ion cu un curent de încărcare nominal (continuu) admisibil de 20-25A. Valorile curente de încărcare impuls (pe termen scurt, până la 1-2 secunde) pot ajunge la 30-35A. Acest lucru nu va deteriora structura bateriei.

Până la 6 celule Li-Ion 18650 se pot încadra confortabil în carcasa noastră de la o baterie Ni-Mh veche. Prin urmare, nu putem asambla o baterie Li-ion 4S2P (4 conexiuni seriale și 2 paralele), care necesită 8 celule, dar trebuie să se încadreze în 4 celule ... Bineînțeles, în acest caz, fiecare dintre celule trebuie să „dețină” o singură valoare a curentului maxim de încărcare în întreaga gamă de moduri de funcționare ale sculei electrice.

Determinăm curentul maxim care curge în baterie în timpul funcționării cheii.
Videoclipul de mai jos arată că am conectat cheia la o sursă de alimentare de laborator (IP) cu un curent maxim de 30A. Setați regulatorul limitatorului de curent maxim la valoarea maximă posibilă. După ce am setat tensiunea de alimentare aproape de tensiunea nominală a viitoarei noastre baterii de stocare, începem să tragem ușor de pe trăgaci. Curentul consumat de cheie. se ridică la 5A.

Acum tragem declanșatorul foarte brusc - astfel, practic „scurtcircuităm” circuitul de alimentare. Curentul pulsează până la 20 - 30A. Poate că ar fi decolat mai sus, dar puterea IP nu vă permite să vedeți acest lucru. Trebuie să se înțeleagă că acesta va fi un curent de sarcină pe termen scurt în cazul unei apăsări foarte clare pe declanșatorul cheii. Și orice șurubelniță / orice are un motor electric se va comporta astfel. De aceea este ridicol să auzi afirmațiile clienților că ai controlere care nu funcționează și baterii defecte, deoarece, vezi, șurubelnița mea consumă doar 4A - am măsurat - și am luat baterii Samsung 22F cu o capacitate de 2200mAh (cele mai ieftine cu maximul curent de 3A) și un controler 8A și nimic nu funcționează pentru mine ... Și bateriile și controlerele Li-ion neprotejate nu pot fi schimbate / returnate. Aici, cred, totul este clar ... Ignorarea legilor nu scuteste de responsabilitate ...
Acum vom fixa vârful cheii într-un menghin fix și vom vedea la ce valoare va crește curentul de consum în timpul modurilor de funcționare atunci când clichetul este declanșat în cheie. Valoarea curentă sare până la 10-12A.

În acest stadiu, am decis magnitudinea curentului de încărcare. În cazul nostru, va fi: la ralanti 5A, cu pornire bruscă 30A, la sarcină maximă - 12A... Respectiv. alegem celulele Li-ion cu un curent nominal de sarcină de 10-20A și un curent de impuls de 25-30A.

Modele de baterii Li-ion sunt potrivite pentru noi (disponibile în momentul scrierii acestui articol): 18650 2000mAh LG INR18650HD2 3.7V 25A, 18650 2500mAh LG ICR18650HE4 3.7V 20A, 18650 2600mAh SONY US18650VTC5 3.6V 30A, 18650 3000mAh LG INR18650HD2 7V 20A.

Ne-am stabilit pe un 18650 3000mAh LG INR18650HG2 3.7V 20A pentru capacitate maximă.

Alegerea controlerului (placa de protecție supra-descărcare-supraîncărcare).

Controlerul trebuie să îndeplinească doi parametri:

Tensiune nominală de funcționare (în cazul nostru 14,8V)
curent nominal de funcționare.

Totul este clar cu tensiunea: dacă bateria este de 14,8V, atunci controlerul ar trebui să fie la 14,8V, dacă bateria este de 11,1V, atunci controlerul ar trebui să fie selectat cu o tensiune nominală de 11,1V.

Parametrul „curent operațional nominal” definește „randamentul” plăcii de protecție. Acestea. un controler 4A este proiectat pentru un curent de 4A și la 8A va proteja la suprasarcină. Un controler cu o sarcină nominală de 16A va „intra în protecție” la 30 ± 10A. Toți acești parametri sunt enumerați în fila „Specificații” pentru fiecare model de controler specific.

În același timp, într-un caz al controlerului, curentul limitativ poate fi egal cu 30A și în altul 50A. Și ambele controlere vor fi formal funcționale. Dar suntem și de dimensiuni limitate, astfel încât controlerul ar trebui să fie ales în așa fel încât să se încadreze în carcasa dvs. dintr-o baterie veche.

Pe baza condițiilor de mai sus, am selectat o placă de protecție pentru o baterie de 14,8V model HCX-D177 cu un curent nominal de funcționare de 16A și un prag de curent maxim de 30 ± 10A.

Deci, am decis componentele pentru bateria Li-ion. Nu au existat probleme cu încărcătorul, deoarece este proiectat să funcționeze atât cu baterii Ni-Mh, cât și cu baterii Li-ion.

În plus, cu condiția să instalăm un controler de descărcare, suntem asigurați împotriva supraîncărcării bateriei.

Trecem la procesul de demontare-asamblare.

Deschidem bateria veche deșurubând 5 șuruburi.

Scoatem vechea baterie Ni-Mh

Se poate vedea că plăcuța de contact, care se cuplează cu grupul de contact al cheii, este sudată la planul contactului negativ al uneia dintre celulele Ni-Mh.

Punctele de sudură le tăiem folosind instrumentul multiplu DREMEL 4000 cu piatra de tăiere instalată. Drept urmare, rămânem cu grupul de contacte direct din baterie.

Lipim fire cu o secțiune transversală de cel puțin 2 mm2 pentru cablurile de alimentare și 0,2 mm2 pentru conectarea unui termistor la contactele de contact și lipim placa de contact în carcasa bateriei folosind adeziv fierbinte.

Selectăm 4 celule LG INR18650HG2 3000mAh prin rezistență internă pe contorul de rezistență intern al bateriei. Valoarea sa ar trebui să fie aceeași pentru toate cele patru baterii din bateria noastră.

Lipim celulele Li-Ion LG INR18650HG2 cu lipici fierbinte în așa fel încât să asigurăm cea mai convenabilă locație în carcasă.

Sudăm celulele pe o mașină de sudat cu rezistență folosind o bandă de sudură cu nichel cu o secțiune transversală de 2x10mm.

Instalăm placa de protecție.

În această etapă, putem estima deja cât de mult am ușurat greutatea bateriei noastre.

Greutatea bateriilor vechi Ni-Mh era de 536 grame. Greutatea noii baterii Li-Ion este de 199g. Astfel, creșterea în greutate este de 337 de grame, ceea ce este destul de vizibil în proces. În același timp, capacitatea noastră energetică crește de la 31,2W * h (12V * 2,6Ah) în bateria Ni-Mh originală la 44,4W * h (14,8V * 3Ah)

Instalăm bateria în carcasă. Umpleți golurile cu material moale de ambalare.

Baterie gata

O conectăm la cheia noastră.

Videoclipul arată că, atunci când declanșatorul este apăsat brusc, protecția curentă este declanșată la placa noastră de protecție. Dar, în condiții reale, un astfel de mod nu va fi cel mai probabil folosit. Dacă nu încercați în mod specific să realizați operațiunea de protecție, atunci cheia se comportă absolut previzibil.
Fixăm vârful în fălcile menghinei. Așa cum era de așteptat, puterea bateriei este mai mult decât suficientă pentru a declanșa clichetul care limitează cuplul.

Descărcăm bateria Li-ion a cheii noastre de impact pe o sarcină electronică. Am setat curentul de descărcare la 5A. Graficul de descărcare este prezentat în ilustrația de mai jos.

Introducem bateria în încărcătorul standard. Curentul de încărcare, atunci când a fost măsurat, a fost de 3A, care se încadrează în valorile admise ale curentului de încărcare pentru aceste celule Li-ion (pentru LG INR18650HG2, curentul de încărcare maxim este de 4A, care este indicat în fila Specificații).

În ceea ce privește timpul, lucrările de înlocuire a bateriilor Ni-Mh cu baterii Li-Ion au durat aproximativ 2 ore (cu verificarea tuturor parametrilor de pe echipament - aproximativ 4 ore). În principiu, toate acestea se pot face „pe genunchi”, dar sudarea prin contact și selectarea bateriilor fără echipamente speciale este imposibilă.

Costul înlocuirii unei baterii Ni-Mh cu un Li-Ion.

Să vedem la ce costăm:
- costul a 4 baterii Li-ion 18650 3000mAh LG INR18650HG2 3.7V 20A, în momentul scrierii acestui articol, este de 4 x 550 ruble \u003d 2200 ruble
- costul controlerului de încărcare-descărcare cu echilibrorul HCX-D177 este de 1240 ruble
- costul sudării și asamblării este de 800 de ruble

În total, se pare că o baterie Li-ion de casă de 14,8V 3Ah costă 4240 de ruble

Să găsim o baterie Li-Ion similară fabricată din fabrică pentru alte șurubelnițe. Bateria Makita 194065-3 are parametri absolut identici.

La momentul scrierii acestui articol, o astfel de baterie costa de la 5500 ruble la 6500 ruble.

Se pare că economiile directe sunt de la 1300 la 2300 de ruble. Și, în același timp, nu trebuie să uităm că bateria pe care am făcut-o este imposibil de cumpărat în principiu!

Compania Power Reserve efectuează lucrări la conversia bateriilor Ni-Mh de la șurubelnițe la Li-Ion. Puteți calcula singur costul în același mod în care l-am făcut mai sus, adică costul total al bateriilor, al controlerului și al costului de lucru.

Garanția pentru serviciile furnizate este de 6 luni. Garanția este oferită numai dacă lucrarea a fost efectuată folosind componentele noastre

PS. Mulțumiri speciale pentru cheia experimentală oferită și sprijinul moral :)