Переделка аккумулятора шуруповёрта на литиевые элементы. Как переделать аккумулятор шуруповерта на литий-ионный: пошаговая инструкция Установка литий ионных аккумуляторов в шуруповерте

Есть у друга шуруповерт BOSCH GSR 12-2 Professional, давно уже но работает им редко, и начали интенсивно умирать АКБ, еще осенью, давай говорю мне его, я за зиму его оживлю, время и вариантов море, восстановить старые банки залив в них дисцилированную воду и потренировав их, заменить умершие банки если их немного, переделать на литий. Но нет, я говорит мало им работаю мне емкости хватит, в результате оба АКБ к весне умерли в ноль вольт, АКБ зарядником я запустил, но емкости то все равно нет, новые покупать все равно что новый шуруповерт купить, менять никель-кадмиевые банки тоже не дешево и не на долго, в результате получаю добро на переделку на литий. Хозяин пенсионер так что стараемся экономить, да и пользуется он им от случая к случаю. Заказываю на АЛИ BMS 4S 15А, что бы потом переделать в 3S по схеме.

Как не странно, 4S стоит дешевле 3S, зрение конечно не то но все же переделал, и 100-150 руб. сэкономил. Так же заказал высокотоковые народные АКБ 6 шт. Samsung inr1865025rm 20a как раз на два блока АКБ. Пришли, проверил емкость на 1А токе.

Вроде неплохо, да и отзывы у продавана неплохие.

В сети много инфы про переделки, но платы для трех и четырех АКБ немножко разные, если плата на 4 АКБ то и надо ставить 4 или переделывать по схеме на 3 АКБ. У меня по этой схеме сделано, потому как сам шуруповерт на 12 вольт.

Ёмкость каждой сборки как две новых Ni-Ca (старые в теории 1.3 Ah), старые и новые АКБ закрепил термоклеем, АКБ спаивал, а не сваривал, знаю что не по феншую но не перегревал, пойдет и так;) и зарядку не переделывал (работает в штатном режиме, вся индикация правильно показывает и зарядку и окончание заряда), крутит как новый и лучше, балансир на АКБ не ставил, это еще как минимум 300 руб, лучше через годик или два разберу и отбалансирую вручную. Вот так открыли "второе дыхание" шуруповерту.

GVGVLG, Волгоград, Россия
https://www.drive2.com/users/gvgvlg/

Видеоподборка. Лучшие видео о переделке шуруповертов.

1. Переделка шуруповерта на Li-Ion аккумулятор.

Переделка шуруповерта на Литий-ионный аккумулятор

Как перевести шуруповёрт на литиевые аккумуляторы (сварка аккумуляторов в батарею)

Как самому переделать никель кадмиевый аккумулятор на литий ионный в шуруповерте

Переделка шуруповёрта на литий ионные аккумуляторы стандарта 18650

Переделка шуруповёрта на литий 18650

2. Переделка шуруповерта на сетевой.

Переделка шуруповерта на сетевой. Тест разных источников питания

Переделка шуруповерта на сетевой

Когда аккумуляторы не держат заряд и выработали свой ресурс, а шуруповерт еще находится в хорошем состоянии, его можно подключить к сети 220В через блок питания, обладающий достаточной мощностью.

Отечественной промышленностью уже давно выпускаются образцы надёжных и недорогих шуруповертов, большинство из которых оснащаются устаревшими типами встроенных аккумуляторов. Самостоятельная переделка шуруповерта на литий позволяет его владельцу продлить жизнь этого изделия и даже несколько улучшить эксплуатационные показатели. Современный li ion аккумулятор для шуруповерта выглядит, как это представлено на размещённом ниже рисунке.

Несмотря на то, что большое количество фирм за сравнительно скромную цену может переделать шуруповерт на новый аккумулятор, сделать это удобнее собственными силами.

Основания и сложности переделки

Преимущества и недостатки LI Ion

Прежде всего, отметим, что старые никель-кадмиевые батареи вполне надёжны, недороги и могут работать в условиях низких температур, выдерживая большое количество циклов заряда-разряда. Однако они имеют одно нехорошее свойство, состоящее в постепенной потере ёмкости, если ставить их на зарядку, не дождавшись полного разряда (так называемый «эффект памяти»).

Необходимость в переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 объясняется рядом преимуществ последних, основными из которых являются:

• Большая емкость, позволяющая продлить время эксплуатации прибора;
• Заметно меньшие, чем у других батарей габариты и вес (фото ниже);

• Способность хорошо «держать» заряд, находясь не под нагрузкой;
• Отсутствие эффекта памяти, характерного для старых батарей.

Однако и у новых литиевых аккумуляторов имеется недостаток, заключающийся в ухудшении параметров при полном их разряде. При напряжениях более 4,2 и менее 2,7 Вольт они «чувствуют» себя не очень комфортно. Именно поэтому ещё при производстве эти изделия оснащаются встроенными контроллерами, защищающими их от КЗ, перенапряжений и глубокого разряда.

Обратите внимание! Встроенный электронный регулятор автоматически отключает их при размыкании питающей цепи, или когда аккумулятор шуруповерта находится вне отсека рабочего инструмента.

Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах. Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами.

Проблемные места

Для реализации обозначенных выше преимуществ потребуется решить ряд вопросов, возникающих при переделке аккумулятора шуруповерта на li- ion , а именно:

• Рабочие габариты нового изделия, определяемые из его обозначения (диаметр – 18 мм, длина – 65 мм) не совпадают с размерами заменяемых элементов;
• Полноценная замена аккумуляторов возможна лишь при условии доработки батарейного отсека, позволяющей поместить плату контроллера и жгут соединительных проводов;
• При переделке также должна учитываться разность напряжений каждого из элементов сборного источника, состоящего из нескольких акб (1,2 Вольта у никель-кадмиевых против 3,7 Вольт у LI Ion).

Важно! С учётом данного обстоятельства необходимо заранее попытаться подогнать суммарное напряжение нескольких новых элементов под старое его значение (на рисунке ниже приведены никель-кадмиевые батареи).

В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия. При этом важно соблюдать меру и просчитать экономическую целесообразность перехода на li ion 18650 (иначе модернизация может оказаться дороже самого инструмента).

Особенности литий ионного аккумулятора

Прежде чем переделать шуроповерт под литий ионный аккумулятор, необходимо внимательно ознакомиться с предполагаемыми режимами его работы в составе этого инструмента. При этом должны учитываться следующие факторы:

• Основной рабочий параметр этих изделий – нагрузочный ток (с его номинальным значением можно ознакомиться в паспорте инструмента);
• При выборе подходящего типа Li-Ion 18650 следует ориентироваться на модель, обеспечивающую значительные по величине разрядные (или нагрузочные) токи, достигающие значений от 15-ти до 30-40 Ампер;
• При этом не обязательно принимать во внимание заявленную ёмкость подбираемого аккумулятора, которая всегда может быть восстановлена за счёт дополнительной зарядки шуруповерта li ion.

Обратите внимание! Этими особенностями объясняется недопустимость применения литиевого аккумулятора от отслужившего свой срок ноутбука, который нередко упоминается на страничках Интернета. Такие батареи не рассчитаны на большой ток разряда и не обладают требуемыми техническими параметрами.

Отметим также, что при выборе нескольких элементов 18650, вставляемых в один аккумуляторный отсек, не допускается использовать элементы с сильно отличающимися по величине емкостями.

Исходя из указанных в технических характеристиках рабочих напряжений старых и новых аккумуляторов (1,2 и 3,7 Вольт), при подборе их количественного соотношения следует придерживаться пропорции 1 к 3-м. Так, для 12-вольтового батарейного отсека никель-кадмиевых элементов (10 штук) его переделывают таким образом, чтобы в нём уместилось 3 литиевых аккумулятора (при этом получается небольшой недобор по напряжению).

Напомним также о том, что перед сборкой необходимо произвести полную зарядку каждого из устанавливаемых элементов, что обеспечит выравнивание их потенциалов.

Переделка отсека

Разборка

Перед тем, как своими руками разобрать корпус старого аккумуляторного отсека, следует обратить внимание на то, что он может быть изготовлен по следующим технологиям:

• Отдельные части скрепляются между собой посредством мелких шурупов типа «саморез»;
• Эти элементы фиксируются на основании шуруповерта с помощью технического клея или специальных защелок (на фото ниже приводится внешний вид такого блока).

Для разборки клееного блока, расположенного на шуруповёрте, удобнее всего воспользоваться киянкой с пластиковой головкой, что исключает возможные повреждения корпуса прибора. Перед демонтажём следует удалить из отсека все ненужные части конструкции, оставив только контактные пластины (их сборку), необходимые для подсоединения к самому инструменту и внешнему зарядному устройству.

Способы соединения

Соединять устанавливаемые в старый отсек Li Ion аккумуляторы можно следующими способами:

• Использование специальных переходных кассет;
• Пайка элементов паяльником;
• Точечная сварка.

Самый быстрый их них – первый, однако при его применении образуются контактные зоны с переходными сопротивлениями, ощутимыми при больших рабочих токах. Помимо этого, габариты отсека в этом случае заметно увеличиваются, что не всегда удобно с точки зрения эргономики.

Соединение элементов на пайку подходит для тех, кто хорошо освоил приёмы работы с паяльником, что очень важно именно в этом случае. Дело в том, что при пайке аккумулятора эту операцию необходимо проделывать как можно быстрее, чтобы не перегреть контактные зоны его полюсов.

Так называемая «точечная сварка» – самый удобный и надёжный способ из всех рассмотренных ранее. Но поскольку наличие сварочного аппарата в личном хозяйстве является большой редкостью, придётся обращаться к специалистам, что также не очень дёшево. Рассмотрим самый доступный из всех этих подходов (пайку) более подробно.

Соединение элементов методом пайки

При применении этого способа следует помнить о том, что переделанные под новые условия эксплуатации элементы соединяются последовательно, в результате чего их напряжения складываются, а суммарная емкость не меняется. В процессе пайки рекомендуется применять легкоплавкий припой и низкотемпературный флюс, поскольку любой перегрев контактов элементов 18650 может привести к их разрушению.

Важно! В процессе пайки батарей в отсеке, которым оснащается шуруповерт или дрель, желательно пользоваться паяльником мощностью до 40 Ватт. Такая предосторожность позволит сохранить литиевый аккумулятор в целости и сохранности.

По завершении соединения элементов в последовательную цепочку нужно будет подпаять к плюсовой и минусовой клемме сборки провода, идущие к плате со схемой управления (контроллером). Особое внимание при этом уделяется сечению используемых проводников, которое не должно быть менее 1,5 мм². При данном типоразмере они не будут нагреваться при длительной эксплуатации или зарядке.

При проведении этой операции желательно воспользоваться специальными изолирующими трубками, обладающими термоусадочными свойствами. Посредством этих изолирующих изделий удаётся надёжно защитить места пайки от нежелательных замыканий и окисления (смотрите фото далее по тексту).

Непосредственная сборка аккумулятора

Все дальнейшие операции по замене аккумуляторной сборки в шуруповерте на новые изделия могут быть представлены в виде следующей последовательности действий:

• Сначала все разобранные части корпуса прибора тщательно очищаются от скопившейся за время эксплуатации пыли и грязи;
• Затем для отличающихся по габаритам новых аккумуляторных батарей нужно будет подготовить посадочное место, зафиксировав на его днище посредством универсального клея «Момент»» кусочек поролона;

Дополнительная информация. В отдельных случаях для этих целей допускается использовать герметик, с помощью которого уплотняющая прокладка крепится к внутренней стенке корпуса отсека.

• На завершающем этапе работ к оставшимся от старой схемы контактам припаиваются проводники, отходящие от плюса и минуса литиевой сборки, а сама она размещается на ложе в корпусе;
• Поверх неё укладывается плата с контроллером, со всех сторон изолированная защитной плёнкой, а затем вся эта конструкция закрывается крышкой с поролоновой прокладкой.

В заключение обзора известных способов переделки отметим, что каждый из них выбирается соответственно возможностям и предпочтениям исполнителей. Единственно, за чем следует внимательно следить при их реализации, – надёжная изоляция всех элементов отсека, исключающая КЗ в питающих цепях.

Видео

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы: инструкция

Переделка шуруповерта на литиевые батареи имеет смысл. Преимуществом будет то, что они имеют огромную электронную плотность. И потому, установив такое устройство в корпус шуруповерта, мы сможем достигнуть роста длительности работы инструмента на много. Ток зарядки у литиевых аккумов высочайшей мощности, в особенности у новых модификаций подобна нефти другой раз добивается 1-2 С. Зарядить таковой устройство можно за 1 час, в данном случае не завышая рекомендуемые производителем характеристики и даже не портя качество изделия.

Как выглядят литиевые аккумуляторы?

Большая часть устройств из лития заключено в призматический корпус, но некие модели владеют цилиндрической формой. В таких батареях используются рулонные электроды не сепараторы. Корпус делается из алюминия по другому стали. Положительный полюс выходит на корпусную крышку.

В призматических конфигурациях электроды имеют вид прямоугольных пластинок. Прочитал часть текста. У меня тоже была проблема с аку от 18 шуруповерта. Наткнулся на схему в журнале радио номер 3 2006 года. Для обеспечения безопасности в батарее предвидено устройство, выступающее регулятором всех процессов не размыкающее электронную цепь при критичных ситуациях. Завышенная герметизация корпуса не дает вытекать наружу электролиту не просачиваться вовнутрь кислороду не влаге.

Какие меры следует соблюдать, чтобы не повредить литиевый аккумулятор?

• Из-за ограничений технологии показатель заряженности литиевых аккумов не бывает выше 4,25-4,35 В. Разряд не должен доходить до показателя 3.5,5-2,7. Это условие указывается в техническом паспорте для каждой определенной модели. При завышении этих значений можно вывести устройство из строя. Используются особые контроллеры зарядки не разрядки, которые сохраняют напряжение на литиевой ячейке во время нормы. Переделка шуруповерта на литиевый аккумулятор с контроллером защитит устройство от сбоя при работе.
• Показатель напряжения литиевых аккумов кратен 3,7 В (3,6 В). У Ni-Mh-моделей } миф показатель составляет 1,2.7 В. Это явление объяснимо. Схемы моделей на 18 в. На 18 в схема зарядного устройства для шуруповерта предполагает использование транзисторов только переходного типа. Номинальное напряжение в литиевых устройствах сохраняется на отдельной ячейке. Литиевый аккумулятор 12 вольт никогда собран не будет. Номинал будет равен 11,1 В (три поочередные ячейки) по другому 14,8 В (четыре поочередные ячейки). Не считая того, показатель напряжения литиевой ячейки изменяется во время работы при работоспособной}} версии зарядке на 4,25 В, а при {рабочей разрядке. на 3.5,5 В. Показатель напряжения 3S (3 serial. три поочередных соединения) будет изменяться при функционировании приспособления от 12,6 В (4,2х3) до 7,5 В (3.5,5х3). Для 4S-конфигурации Данный показатель колеблется от 16,8 до 10 В.
• Переделка шуруповерта на литиевые батареи 18650 (большая часть изделий обладает конкретно этим размером) просит учета различия в габаритах с Ni-Mh-ячейками. Поперечник ячейки 18 650 равен 18 мм, а высота составляет 65 мм. Принципиальное условие подсчитать, какое количество ячеек поместится в корпусе. Сразу следует держать в голове, что для модели с мощностью 11,1 В для вас нужно количество ячеек, кратное трем. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы:. Для модели с мощностью 14,8 В - четырем. Еще должен поместиться контроллер не коммутационные провода.
• Устройство для зарядки для аккума основываясь на лития отличается от приспособления для Ni-Mh-модификаций.

По тексту статьи будет рассмотрено, как происходит переделка шуруповерта на литиевые батареи Li-Po. Схемы моделей на 18 в. На 18 в схема зарядного устройства для шуруповерта предполагает использование транзисторов только переходного типа. Инструмент укомплектован парой Ni-Mh-аккумуляторных батарей с показателем напряжения 12 В не емкостью 2,6 Ач. Будет рассмотрена переделка шуруповерта Hitachi. Литиевые батареи обеспечат устройству долговременную службу.

Выбираем номинальное напряжение

Немедленно следует верно избрать показателя номинала напряжения для устройства основываясь на лития. Выбор следует выполнить меж 3S-моделью (спектр ее напряжения составляет от 12,6 до 7,5 В) не 4S-Li-Ion-батареей (спектр напряжения. от 16,8 до 10 В).

Преимущества второго варианта

2-ой вариант является более подходящим, потому что напряжение в батарее достаточно стремительно падает с наибольшего показателя до малого (с 16,8 до 14,8 В). Для электронного мотора, чем, фактически говоря, не является шуруповерт, превышение в 4,8 В не является критической отметкой.

Самый маленький показатель напряжения у 3S-Li-Ion-модификации. Он равен 7,5 В, что является недостающим для производственной деятельности электронного приспособления. Смонтировав четыре конфигурации, мы увеличим электрическую емкость аккумулятора.

Как определиться с выбором литиевых ячеек?

Читайте так же

Чтобы осуществить выбор ячеек на основе лития, следует наметить ограничительные факторы. В настоящее время производятся литиевые устройства с допустимым значением нагрузки тока в 20-25 А.

Импульсные значения тока (непродолжительные, до 1-2 сек) достигают 30-35 А. Конфигурация аккумулятора не будет нарушена.

Сколько ячеек поместится в корпус?

Собрать 4S2P (четыре последовательных соединения и два параллельных) не получится. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 предполагает наличие восьми ячеек. Прочитал часть текста. У меня тоже была проблема с аку от 18 шуруповерта. Наткнулся на схему в журнале радио номер 3 2006 года. Как же им уложиться в четыре? На каждую ячейку ляжет максимальная нагрузка тока.

ПЕРЕДЕЛКА 18 вольтового ШУРУПОВЕРТА НА ЛИТИЙ. Почти бесплатно.

Переделка 18 вольтового шурика на литий ионные аккумуляторы (18650-е) без контроллеров и балансиров. Почти

Переделка аккумулятора шуруповерта на 18 вольт с Ni-Cd на Li-ion

Как определить показатель максимального тока в шуруповерте?

Переделка 12В шуруповерта на литиевые аккумуляторы предполагает подсоединение устройства к лабораторному источнику питания с показателем максимального тока в 30 А. В статье будет рассмотрено, как происходит переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы li-po. Регулятор ограничителя ставится на максимальное значение. Создав уровень напряжения источника питания близким к номинальному показателю будущего аккумулятора, начинаем плавное нажатие на курок. Ток, который потребляется шуруповертом, поднимется до отметки 5 А. Теперь следует резко нажать на курок. Это закоротит цепь питания. Ток достигнет мощности 20-30 А. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы:. Возможно, его показатель был бы гораздо выше, но мощность источника питания не даст это зафиксировать. Это будет непродолжительный ток нагрузки при резком нажатии на курок шуруповерта. Любая модель такого прибора отреагирует аналогично.

Далее следует зажать наконечник шуруповерта тисками и пронаблюдать, до какого значения повысится ток потребления при режиме работы, когда в шуруповерте сработает трещотка. Показатель тока в этом случае возрастает до 10-12 А.

Так можно определиться с величиной тока нагрузки. В этом случае он будет равен 5 А на холостом ходу и 30 А при резком начале, а при максимальной нагрузке составит 12 А. Изготовитель должен выбрать литиевые ячейки, номинальный показатель тока нагрузки которых будет составлять 10-20 А, а импульсный - 25-30 А.

Как выбрать контроллер?

Итак, происходит переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы. Штатная зарядка для устройства требуется обязательно. При выборе контроллера учтите, что прибор должен соответствовать двум параметрам:

• показателю номинального рабочего напряжения;
• показателю номинального рабочего тока.

С напряжением все предельно ясно: если батарея 11,1 В, то и контроллер будет с таким же напряжением.

Понятие «номинальный рабочий ток» подразумевает пропускную способность защиты платы. Таким образом, контроллер на 4 А рассчитан на отметку тока 4 А, а при показателе 8 А на него ложится дополнительная нагрузка. В этом случае сработает защитное устройство. Все эти технические данные изложены в паспорте каждой модификации контроллера. При этом одна модификация может обладать показателем тока ограничения 30 А, а другая - 50 А. И оба эти устройства формально будут пригодны для функционирования. Также при создании литиевого аккумулятора имеется ограничение в габаритах. Поэтому следует приобретать такой контроллер, который уместится в корпусе старой батарейки.

Разборка и сборка

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы включает следующие этапы:

• Следует вскрыть старый аккумулятор, отвинтив пять шурупов.
• Извлечь из корпуса Ni-Mh-батарею. Будет заметно, что контактная площадка, входящая в зацепление с контактной группой шуруповерта, приварена к минусовому контакту одной из Ni-Mh-ячеек. В статье будет рассмотрено, как происходит переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы li-po. Точки сварки следует обрезать посредством инструмента с вмонтированным в него отрезным камнем DREMEL 4000.
• К контактам припаиваются провода, сечение которых составляет не меньше 2 мм 2 для силовых выводов и 0,2 мм 2 для терморезистора. Контактная площадка вклеивается в корпус аккумулятора посредством термоклея.
• По показателю внутреннего сопротивления на измерителе подбираются четыре ячейки. Значение должно быть одним и тем же для всех четырех приборов.
• Литиевые ячейки склеиваются термоклеем так, чтобы они располагались в корпусе компактно.
• Сварка ячеек проводится на станке для контактной сварки посредством сварочной ленты из никеля (показатель ее сечения должен быть равен 2Х10 мм).

Установка платы защиты

Читайте так же

Этот этап может показать, насколько облегчена конструкция аккумулятора из лития. Вес устройства Ni-Mh был равен 536 г. Вес нового устройства из лития равен 199 г, что будет вполне ощутимо. В весе удалось выиграть 337 г. При этом наблюдается увеличение энергетической емкости.

Батарея монтируется в корпус. Пустоты заполняются мягким материалом от упаковки.

Подключение к шуруповерту

• Резкое нажатие на курок провоцирует срабатывание защитного механизма по току. Но на самом деле такой защитный режим вряд ли будет нужен при пользовании инструментом. Если не провоцировать защиту специально, то работа шуруповерта будет отличаться стабильностью.
• Наконечник следует зажать в тиски. Мощность батареи свободно вызывает срабатывание трещотки, которая ограничивает увеличение количества оборотов кручения.
• Литиевая батарея шуруповерта разряжается на электронной нагрузке. Показатель тока разряда должен равняться 5 А.
• Аккумулятор вставляется в штатное ЗУ. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы:. Показатель тока заряда при измерении равен 3 А, что допустимо для литиевых ячеек. Для конфигурации LG INR18650HG2 максимальным током заряда станет 4 А, что указано в технической характеристике.

Сколько времени требуется на замену аккумуляторов?

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы займет примерно 2 часа. Если будет осуществлена проверка всех параметров, тогда понадобится 4 часа.

Все можно сделать самостоятельно, без помощи другого человека. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы:. Но контактную сварку и выбор аккумуляторов без специализированного оборудования не провести.

Чем можно еще тестировать степень заряженности кроме контролера?

Осуществлена переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы. Штатная зарядка, встроенная в корпус, является идеальным вариантом. Но стоимость контроллера достаточно высокая. Обойдется прибор в 30 , что равнозначно стоимости самого аккумулятора.

Чтобы провести тестирование уровня заряда аккумулятора из лития на ходу, не применяя зарядное устройство, можно использовать специальный индикатор RC helicopter lipo battery AKKU portable voltage meter tester alarm 2-6S AOK. Стоимость прибора очень низкая. Он имеет аналогичный устройству iMax6 разъем балансировки и зарядки. К батарее устройство подключается посредством переходника. Это приспособление для контроля уровня напряжения является очень удобным. Как определить показатель максимального тока в шуруповерте? Переделка 12в шуруповерта на литиевые аккумуляторы предполагает подсоединение устройства к лабораторному источнику питания с. Оно может замерить от двух до шести соединенных между собой последовательно ячеек из лития, а также выдать суммарный показатель или напряжение каждого элемента в отдельности с предельной точностью.

Сколько будет стоить замена Ni-Mh на литиевое устройство?

Каких денежных затрат потребует переделка шуруповерта на литиевый аккумулятор?

Цена на такое устройство складывается из стоимости нескольких составляющих:

• конфигурация 4S-аккумулятора на основе лития стоит 2200 р.;
• покупка контролера для зарядки и разрядки плюс балансира обходится в 1240 р.;
• стоимость сварочной работы и сборки составляет 800 р.

Получается, что литиевый аккумулятор, сделанный своими руками, обоходится в 4240 р.

Давно не было обзора переделки шуруповерта на литий:)
Обзор посвящен в основном плате BMS, но будут ссылки и еще на некоторые мелочи, задействованные в переводе моего старого шуруповерта на литиевые батареи формата 18650.
Коротко - эту плату брать можно, после небольшого допиливания она вполне нормально работает в шуруповерте.
ЗЫ: много текста, картинки без спойлеров.

P.S. Обзор почти юбилейный на сайте - 58000-й, если верить адресной строке браузера;)

Зачем все это

Ну и теперь о главном:)

• Модель: 548604
• Отключение по перезаряду при напряжении: 4.28+ 0.05 V (на ячейку)
• Восстановление после отключение по перезаряду при напряжении: 4.095-4.195V (на ячейку)
• Отключение по переразряду при напряжении: 2.55±0.08 (на ячейку)
• Задержка отключения по перезаряду: 0.1s
• Температурный диапазон: -30-80
• Задержка отключения по КЗ: 100ms
• Задержка отключения по превышению тока: 500 ms
• Ток балансировки ячеек: 60mA
• Рабочий ток: 30A
• Максимальный ток (срабатывание защиты): 60A
• Работа защиты по КЗ: самовосстановление после отключения нагрузки
• Размеры: 45x56mm
• Основные функции: защита от перезаряда, защита от переразряда, защита от КЗ, защита от перегрузки по току, балансировка.

Все компоненты платы размещены на одной стороне:

Вторая сторона пустая и покрыта белой маской:

Часть, отвечающая за балансировку при заряде:

Эта часть отвечает за защиту ячеек от перезаряда/переразряда и она же отвечает за общую защиту от КЗ:

Мосфеты:

Собрано аккуратно, откровенных разводов флюса нет, вид вполне приличный. В комплекте шел хвост с разъемом, был сразу воткнут в плату. Длина проводов в этом разъеме - около 20-25 см. К сожалению, сразу его не сфотографировал.

Что еще заказал именно для этой переделки:
Аккумуляторы -
Никелевые полоски для спайки аккумуляторов: (да, знаю, что можно спаять и проводами, но полосками будет занято меньше пространства и получится эстетичнее:)) Да и изначально я хотел даже собрать контактную сварку (не только для этой переделки, конечно), поэтому и заказал полоски, но лень победила и пришлось паять.

Выбрав свободный день (точнее, нагло послав все остальные дела подальше), я взялся за переделку. Для начала разобрал батарею со сдохшими китайскими аккумуляторами, выкинул аккумуляторы и тщательно замерил пространство внутри. После чего сел рисовать держатель батарей и платы в 3D-редакторе. Плату тоже пришлось нарисовать (без подробностей) чтобы примерить все в сборе. Получилось как-то так:


По задумке плата крепится сверху, одной стороной в пазы, вторая сторона зажимается накладкой, сама плата серединой лежит на выступающей плоскости, чтобы при ее прижатии она не прогибалась. Сам держатель сделан такого размера, чтобы плотно сидеть внутри корпуса батареи и не болтаться там.
Сначала подумывал сделать пружинные контакты для аккумуляторов, но отказался от этой мысли. Для больших токов это не лучший вариант, поэтому оставил в держателе вырезы для никелевых полосок, которыми аккумуляторы будут спаяны. Так же оставил вертикальные вырезы для проводов, которые должны выходить от межбаночных соединений за пределы крышки.
Поставил печататься на 3D-принтере из ABS и через несколько часов все было готово:)


Прикручивание всего навесного я решил не доверять шурупам и вплавил в корпус вот такие вставные гаечки М2.5:


Брал тут -
Отличная вещь для подобного применения! Вплавляется не спеша паяльником. Чтобы пластик не набился внутрь при вплавлении в глухие отверстия, я вкручивал в эту гайку болтик подходящей длины и грел его шляпку жалом паяльника с большой каплей олова для лучшей теплопередачи. Отверстия в пластике под эти гайки оставляются чуть меньше (на 0.1-0.2 мм) диаметра внешней гладкой (средней) части гайки. Держатся очень крепко, можно сколько угодно вкручивать-выкручивать болтики и не особо стесняться с усилием затяжки.

Для того чтобы иметь возможность побаночного контроля и, при необходимости, зарядки с внешней балансировкой, в задней стенке батареи будет торчать 5-контактный разъем, для которого я быстро накидал платку и изготовил ее на станке:




В держателе предусмотрена площадка для этой платки.

Как я уже писал, аккумуляторы я спаивал никелевыми полосками. Увы, этот метод не лишен недостатков и один из аккумуляторов возмутился таким обращением с ним настолько, что оставил на своих контактах только 0.2 вольта. Пришлось его выпаивать и паять другой, благо брал их с запасом. В остальном никаких трудностей не возникло. С помощью кислоты лудим контакты аккумулятора и нарезанные по нужной длине никелевые полоски, потом тщательно протираем ватой со спиртом (но можно и с водой) все залуженное и вокруг него, и паяем. Паяльник должен быть мощным и либо уметь очень резво реагировать на остывание жала, либо просто иметь массивное жало, которое не остынет мгновенно при контакте с массивной железкой.
Очень важно: во время пайки и при всех последующих операциях со спаянным блоком аккумуляторов нужно внимательнейшим образом следить за тем, чтобы не замкнуть какие-либо контакты аккумуляторов! Кроме того, как указал в комментариях ybxtuj , очень желательно паять их разряженными, и я абсолютно согласен с ним, так последствия будут легче если все-таки что-то замкнется. КЗ такой батареи, даже разряженной, может привести к большим неприятностям.
К трем промежуточным соединениям между аккумуляторами припаял провода - они пойдут на разъем платы BMS для контроля за банками и на внешний разъем. Забегая вперед, хочу сказать, что с этими проводами я проделал немного лишней работы - их можно не вести к разъему платы, а припаять к соответствующим контактам B1, B2 и B3. Эти контакты на самой плате соединены с контактами разъема.

Кстати, я везде использовал провода в силиконовой изоляции - совершенно не реагируют на нагрев и очень гибкие. Покупал на Ебее нескольких сечений, но точную ссылку уже не помню… Очень они мне нравятся, но есть и минус - силиконовая изоляция не слишком прочна механически и легко повреждается острыми предметами.

Примерил аккумуляторы и плату в держателе - все превосходно:

Примерил платку с разъемом, дремелем выпилил в корпусе батареи отверстие под разъем… и промахнулся по высоте, не от той плоскости взял размер. Получилась приличная такая щель:

Теперь остается спаять все в кучу.
На свою платку припаял идущий в комплекте хвост, обрезав его по нужной длине:


Туда же впаял провода от межбаночных соединений. Хотя, как я уже писал, можно было припаять их на соответствующие контакты платы BMS, но тут есть и неудобство - чтобы вытащить аккумуляторы нужно будет отпаивать от BMS не только плюс и минус, но и еще три провода, а сейчас можно просто выдернуть разъем.
Немного повозиться пришлось с контактами батареи: в родном исполнении пластиковая деталь (держащая контакты) внутри ножки батареи поджимается одним аккумулятором, стоящим прямо под ней, а сейчас пришлось думать чем эту деталь зафиксировать, да так чтобы не намертво. Вот эта деталь:


В конце концов взял кусок силикона (остался от заливки какой-то формы), отрезал от него примерно подходящий кусок и вставил в ножку, поджав ту деталь. Заодно этот же кусок силикона прижимает держатель с платой, ничего болтаться не будет.
На всякий случай проложил поверх контактов каптоновую изоленту, провода прихватил несколькими соплями каплями термоклея, чтобы они не попали между половинками корпуса при его сборке.

Зарядка и балансировка

А теперь о граблях

И решил я попробовать все же доковыряться до корня проблемы.

Предположения что срабатывает защита от перегрузки при пусковых токах я отмел, так как даже без шунта ничего не менялось.
Но все же посмотрел осциллографом на самодельном шунте 0.077 ома между аккумуляторами и платой - да, ШИМ видно, резкие пики потребления с частотой примерно 4 кГц, через 10-15 мс после начала пиков плата отрубает нагрузку. Но эти пики показывали меньше 15 ампер (исходя из сопротивления шунта), так что точно дело не в токовой перегрузке (как оказалось впоследствии, это не совсем верно). Да и керамическое сопротивление 1 Ом не вызывало отключения, а ведь ток тоже под 15 ампер.
Был еще вариант кратковременной просадки на банках при пуске, от чего срабатывает защита от переразряда и я полез смотреть что творится на банках. Ну да, там ужас творится - пиковая просадка до 2.3 вольта на всех банках, но она очень короткая - меньше миллисекунды, тогда как плата обещает ждать сотню миллисекунд перед тем как врубит защиту от переразряда. «Китайцы указали китайские миллисекунды», подумал я и полез смотреть схему контроля напряжения банок. Оказалось, что в ней стоят RC-фильтры, сглаживающие резкие изменения (R=100 Om, C=3.3 uF). После этих фильтров - уже на входе микросхем, контролирующих банки, просадка была поменьше - всего до 2.8 вольт. Кстати, вот даташит на микросхемы контроля банок на этой плате DW01B -
По даташиту время реакции на переразряд тоже немалое - от 40 до 100 мс, что не вписывается в картину. Но ладно, предположить больше нечего, поэтому поменяю-ка я сопротивления в RC-фильтрах со 100 Ом на 1 кОм. Это кардинально улучшило картину на входе микросхем, просадок меньше 3.2 вольт там больше не было. Но ничуть не изменило поведение шуруповерта - чуть более резкий старт - и затык.
«Пойдем простым логическим ходом»©. Отрубать нагрузку могут только эти микросхемы DW01B, которые контролируют все параметры разряда. И я просмотрел осциллографом управляющие выходы всех четырех микросхем. Все четыре микросхемы никаких попыток отключить нагрузку при старте шуруповерта не делают. А с затворов мосфетов управляющее напряжение пропадает. Или мистика или китайцы что-то навертели в простой схеме, которая должна быть между микросхемами и мосфетами.
И начал я реверс-инжиниринг этой части платы. С матюками и бегая от микроскопа к компьютеру.

Вот что нарисовалось в итоге:


В зеленом прямоугольнике - это сами аккумуляторы. В синем - ключи с выходов микросхем защиты, тоже ничего интересного, в нормальной ситуации их выходы на R2,R10 просто «висят в воздухе». Самая интересная часть - в красном квадрате, вот тут-то, как оказалось, собака и порылась. Мосфеты я нарисовал по одному для упрощения, левый отвечает за разряд в нагрузку, правый за заряд.
Насколько я понял, причина отключения в резисторе R6. Через него организована «железная» защита от токовой перегрузки за счет падения напряжения на самом мосфете. Причем эта защита работает как триггер - стоит напряжению на базе VT1 начать повышаться, как он начинает снижать напряжение на затворе VT4, от чего тот начинает снижать проводимость, на нем повышается падение напряжения, что приводит к еще большему увеличению напряжения на базе VT1 и пошел лавинообразный процесс, приводящий к полному открытию VT1 и, соответственно, закрытию VT4. Почему это происходит при пуске шуруповерта, когда пики тока не достигают и 15А, тогда как постоянная нагрузка в 15А работает - я не знаю. Возможно тут играет роль емкость элементов схемы или индуктивность нагрузки.
Для проверки я сначала сделал симуляцию этой части схемы:


И вот что получил по результатам ее работы:


По оси X - время в миллисекундах, по Y - напряжение в вольтах.
На нижнем графике - включение нагрузки (на цифры по Y можно не смотреть, они условны, просто вверх - нагрузка включена, вниз - выключена). Нагрузкой является сопротивление 1 Ом.
На верхнем графике красным - ток нагрузки, синим - напряжение на затворе мосфета. Как видно, напряжение на затворе (синим) снижается с каждым импульсом тока нагрузки и в конце концов падает до нуля, а значит нагрузка отключается. И не восстанавливается даже когда нагрузка перестает пытаться что-то потреблять (после 2 миллисекунд). И хотя здесь применены другие мосфеты с другими параметрами, картина один в один как в плате BMS - попытка старта и отключение через считанные миллисекунды.
Ну что ж, примем это за рабочую гипотезу и вооружившись новыми знаниями попробуем разгрызть этот кусок науки китайца:)
Тут есть два варианта:
1. Поставить небольшой конденсатор параллельно резистору R1, это:


Конденсатор 0.1 мкф, по симуляции можно и меньше, до 1 нф.
Результат симуляции в таком варианте:


2. Убрать вообще резистор R6:


Результат симуляции этого варианта:

Я попробовал оба варианта - оба работают. Во втором варианте шуруповерт не отключается ни при каких обстоятельствах - старт, блокировка вращения - крутит (или изо всех сил пытается). Но как-то не совсем спокойно жить с отключенной защитой, хотя еще и остается защита от КЗ на микросхемах.
При первом варианте шуруповерт уверенно стартует при любом нажатии. Добиться отключения я смог только когда стартовал его на второй скорости (повышенная для сверления) с заблокированным патроном. Но и то он довольно сильно дергает перед отключением. На первой скорости я не смог добиться его отключения. Этот вариант я и оставил себе, меня он полностью устраивает.

На плате даже есть пустые места для компонентов и одно из них как будто специально предназначено для этого конденсатора. Рассчитано оно под размер SMD 0603, сюда я и впаял 0.1 мкф (обвел его красным):

ИТОГ

ЗЫ: блин, я шуруповерт переделывал меньше времени, чем писал этот обзор:)
ЗЗЫ: возможно меня поправят в чем-то более опытные в силовой и аналоговой схемотехнике товарищи, сам-то я цифровик и аналог воспринимаю через пень колоду:)