Как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы

Статья подробно знакомит с тем, как делается переделка аккумулятора шуруповерта с никель-кадмиевых батарей на литий-ионные. Приводятся аргументы в пользу перехода на литий, рекомендации по выбору АКБ. Описаны все главные стадии работ: пайка проводов, соединение батареек в единую сборку, размещение в корпусе, зарядка нового аккумулятора. Также приведены технологии переделки для шуруповёртов разных производителей.

Зачем переделывать шуруповерт на литиевые аккумуляторы

Рано или поздно аккумулятор любого шуруповерта, независимо от типа используемых батарей, теряет свою мощность, и работать таким электроинструментом становится затруднительно. Банки в АКБ соединены последовательно, и если хотя бы одна заболела, это сказывается на общем выходном напряжении.

Чаще всего применяются аккумуляторные батареи типов Ni-cd, то есть никель-кадмиевые, и Li-Ion – литий-ионные, реже – Ni-MH, никель-металлгидридные.

Логично, что, если в АКБ шуруповерта стоят старые литиевые банки, их стоит заменять таким же видом. Однако и для электроинструментов на никелевых аккумуляторах переход к литиевым аналогам будет разумным решением. В пользу этого есть ряд убедительных доводов:

• выходное напряжение у Li-Ion аккумуляторных батарей шуруповерта составляет 3,6 В против 1,2 В у Ni-cd – ровно трехкратное превосходство.
• емкость у литиевой банки больше почти в 2 раза.
• в li-ion, в отличие от ni-cd аккумуляторных батареях, установлен контроль равномерности заряда, который предохраняет банки от перегрева и возгорания.
• литиевая банка легче, чем никелевая, что снижает общий вес шуруповерта.
• отсутствие эффекта памяти у аккумуляторных батарей Li-Ion, за счет чего емкость на долгом временном отрезке сохраняется лучше.

Но есть и недостатки у литий-ионных аккумуляторных батарей шуруповерта:

• они дороже.
• при низкой температуре воздуха работать нельзя. Уже при +10°С банки начинают терять емкость.
• чем чаще их разряжать до упора, тем меньше они прослужат.

Важно! Правильно рассчитать количество новых батарей на основе номинального напряжения аккумулятора шуруповерта. Если оно, к примеру, составляет 14,4 В, то этот показатель делится на напряжение одной банки. 14,4/3,6=4. То есть, понадобятся 4 литий-ионные батарейки.

Советы по подбору литиевых аккумуляторных батарей шуруповерта

Перед тем, как переделывать шуруповёрт с никелевых АКБ на литий-ионные аккумуляторы, стоит понять основные принципы выбора новых зарядных элементов:

1. Часто ёмкость банок обратно пропорциональна току разряда, а именно сила тока – главный параметр, на который надо смотреть.
2. Для шуруповерта применяются литиевые аккумуляторы с высоким значением разрядного тока. Из популярных моделей подойдут, например, Sony/Murata VTC 5и VTC6. Их емкость – 3000 мАч, ток разряда – 30 А.

3. Не допускается использование литиевых банок разной ёмкости.
4. Старые аккумуляторы от ноутбука и прочей техники не подойдут  – такой силы разряда тока они не могут дать, и вообще не подходят по техническим характеристикам.
5. Идею об использовании б/у элементов лучше сразу отставить в сторону. Каждая литиевая батарея при переделке шуруповёрта должна иметь минимальную потерю номинальной фабричной ёмкости.
6. Количественный расчёт новых банок таков: одна литий — ионная соответствует трём никель — кадмиевым. При дробном числе округлять лучше в меньшую сторону. 10 никелевых аккумуляторов, например, соответствуют 3,3 литиевым. Но ставить надо не 4, а 3. Помимо увеличения мощности, получается повышенное напряжение, а это сокращает срок эксплуатации шуруповерта.

Необходимые инструменты для переделки шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Для работы под рукой понадобятся следующие инструменты:

• Плата BMS, что расшифровывается как Battery Management System. Без этой запчасти переделка невозможна. Нужна плата только с балансиром, маркировка – 3S, 4S, 5S и так далее. Число показывает количество банок, для которого предназначена плата. Минимальная сила тока платы должна составлять 30 А.

• Сборка литиевых батарей. Чтобы не спаивать банки вручную, можно купить уже готовую сборку из 3, 4, 6, 8 и более экземпляров.
• Для самостоятельной пайки сборки понадобится специальная лента для спаивания.
• Паяльник, чистый припой, некислотный флюс.
• Термоклей.
• Термоустойчивый скотч.
• Заизолированный провод сечением не меньше 0,75 кв. мм для выполнения перемычек.
• Индикатор питания, который показывает заряд аккумулятора.

Соединение литиевых аккумулятор шуруповерта в одну сборку

Выполнить соединение новых литиевых батареек в единую цепь можно несколькими способами:

• Кассеты, они же холдеры или боксы. Самый простой вариант, для которого не требуется дополнительное паяльное оборудование. Батарейки просто устанавливаются в холдер соответствующими полюсами. Недостаток – контакты кассет перегреваются от больших токов и могут быстро выйти из строя.

• Точечная сварка. Лучший способ для сборки новых литиевых батарей в единую цепь. Если есть сварочный аппарат и уверенность в собственных силах, стоит соединять именно так. Риск повреждения батареек при точечной сварке намного меньший, чем при пайке.

Важно! Соединять литиевые аккумуляторы нужно последовательно. Так емкость не поменяется, а напряжение всех банок суммируется.

Схема пайки проводов

Нужно соединить аккумуляторный блок с литиевыми батарейками питания с БМС платой. Для этого применяются заизолированные провода сечением не меньше 1,5 кв. мм. Суть схемы пайки в том, чтобы подвести провод блока, идущий на плюс, к контакту B+ на плате, а провод, идущий на минус – к контакту B-. Провода со всех остальных контактов аккумуляторного блока надо подключить к клеммам на плате с обозначениями B1, B2, B3.  К контактам Р- и Р+ подводят, соответственно, минусовую и плюсовую зарядку/нагрузку. Чтобы не допустить короткое замыкание, плату лучше изолировать от аккумуляторов термоусадкой.

Монтаж литиевых аккумуляторов в корпус

После спаивания новых литиевых зарядных элементов их ещё нужно правильно установить в батарейный отсек. На первый взгляд это может показаться простой процедурой, но и здесь не обойтись без подводных камней.

Первое, что надо сделать – убрать пыль и грязь со всех сторон отсека с помощью ваты и щётки. Только после этого можно начинать проклейку сделанной сборки. Для работы можно выбрать один из вариантов клеящего средства:

1. Двусторонний скотч. Не самый надёжный способ. Даже хороший скотч не гарантирует, что сборка будет крепко держаться.
2. Силиконовый герметик. В пользу этого средства говорят его физические свойства: нет перегрева, растекания, утраты эластичности со временем, высокая адгезия ко многим материалам. При монтаже стоит наносить герметик в один слой, и затем равномерно размазывать. В большинстве случаев второй слой не будет сцепляться с первым. Наносят герметик, вставляют и прижимают сборку, а дальше оставляют высыхать. Если нет возможности найти герметик, подойдет монтажный клей с аналогичными физическими свойствами – тот же Момент.

3. В отличие от герметика, термоклей может со временем размягчаться и течь. Поэтому шуруповерту с литиевым аккумулятором на таком креплении противопоказаны высокие температуры.

Рекомендации по зарядке нового литий — ионного АКБ

После переделки аккумулятора с никелевых батарей на литий-ионные его можно ставить на зарядку от штатного устройства. Норма – это когда зарядное напряжение блока превышает номинальное напряжение литиевого аккумулятора.

Приступая к зарядке новой литиевой сборки, стоит помнить несколько важных моментов:

1. Не нужно ждать полного разряда АКБ, чтобы ставить его на зарядку. Это даже вредно и укорачивает жизнь аккумуляторной батареи шуруповерта. Заряжать можно в любой удобный момент.
2. Литиевые аккумуляторы заряжаются намного быстрее, чем никелевые: 2-3 часа вместо 6-8, зависимо от ёмкости.
3. Светодиодные индикаторы – лучший маяк. Если зарядка продолжается, будет красный цвет, а если завершилась – зелёный. Иногда на контроллере есть лишь один красный диод. По окончании зарядки лампочка погаснет.
4. Если штатное зарядное устройство не подходит, стоит тщательно взвесить, что выгоднее – его переделка или замена на полностью новое оборудование, например, Imax B6. Нередко переделка по деньгам почти эквивалентна покупке нового зарядки.

Общий алгоритм переделки шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Чаще всего для того, чтобы переделать аккумуляторы с никель — кадмиевых на литий — ионные используют батарейки формата 18650. Число 18 в маркировке показывает диаметр банки в миллиметрах, а 65 – длину, также в мм.

Для АКБ такого типа недопустим глубокий разряд и перезаряд. Для контроля напряжения устанавливают плату управления BMS. Чтобы заряд каждой отдельной аккумуляторной батарейки был одинаковым, в плату встроен балансир.

Переделка шуруповёрта с никеля на литиевые аккумуляторы 18650 осуществляется в такой последовательности:

1. Разобрать корпус аккумулятора и аккуратно достать сборку никель-кадмиевых батарей.

2. Оставить разъём под плюсовый и минусовый выводы. Вместо термодатчика устанавливают термопару контроллера температуры.
3. Если сборка литиевых аккумуляторных батарей шуруповерта делается с нуля, ее спаивают при помощи нейтрального некислотного флюса. Паять необходимо точечно.

4. Подключить к сборке индикатор заряда со светодиодами.
5. Присоединить каждую банку из новой сборки к плюсовому и минусовому выводу на плате.

6. Проверить, работает ли схема. Если да, то весь корпус собирается назад.

Важно! Надо не забыть приобрести новый блок питания для аккумулятора. Литий-ионная сборка не сможет заряжаться от блока прежнего никелевого АКБ. Чтобы определить нужное напряжение зарядного устройства, стоит умножить число банок на 4,2 – номинальное напряжение одной. Так, для двух АКБ понадобится блок на 8,4 В, для трёх – на 12,6 В/

Переделка шуруповертов известных производителей на литиевые аккумуляторы

В целом, переход с никелевых аккумуляторов на литиевые для всех шуруповертов проходит по стандартному плану, но есть нюансы для каждого производителя. Сейчас – подробнее об этом.

Makita

Шуруповерт Makita с АКБ ёмкостью 1,3 Ач и напряжением 9,6 В. Для переделки понадобятся 3 литий-ионных банки 18650 и BMS плата 3S с балансиром на 30 А. Подойдет также 20-амперная, но емкость ее должна составлять не менее 2600 Ач. После произведённых изменений рабочее напряжение шуруповерта увеличится до 10,8 В.

Пошагово переделка делается так:

1. Корпус АКБ у шуруповертов Макита обычно клееный, а не на болтах. Чтобы его разобрать, место склейки стоит разделять острием ножа или плоской отвертки, второй рукой аккуратно постукивая киянкой по нижней части корпуса.

2. Отсоединить от АКБ контактные пластины, извлечь старые никелевые банки. Термодатчик и размыкатель убирать не надо.

3. 3 литий — ионные банки последовательно спаиваются с помощью перемычек из изолированного провода.
4. К плате подводится сборка, контроллер заряда со светодиодом. Затем плату подключают к контактным разъёмам блока питания с помощью проводов сечением 1,5 кв. мм.
5. Проверить, работает ли схема. Если да – корпус снова склеивается и закрывается.

В течение зарядки литиевого аккумулятора старым зарядным устройством на панели будет светиться красный диод. Зажигание зелёного светодиода будет означать, что АКБ зарядился.

Hitachi 14,4 В

В аккумуляторах некоторых шуруповертов фирмы Хитачи пазы сделаны специально под никелевые батарейки. Новая литий — ионная сборка вместе с платой и контроллером туда попросту не поместится. Так что переделка шуруповерта Хитачи на литиевые аккумуляторы 14,4 В подразумевает небольшую переделку корпуса. Стоит удалить все внутренние пластиковые рёбра, а если корпус на защелке – убрать и её. Аккумулятор не развалится без защёлки, ведь внутри шуруповерта его сдерживают зажимные пластины на пружинах.

Сама сборка трёх банок литиевых банок18650 проходит по стандартной процедуре. Собранный аккумулятор следует полностью зарядить, и после этого замерить напряжение. Если показатель равен 14,4 В с отклонением в любую сторону до 1 В, значит, всё сделано правильно.

Интерскол

Для перевода 18-вольтового шуруповерта Интерскол на литий понадобится 5 банок 18650 и защитная плата с балансиром со следующими параметрами:

• маркировка – 5S;
• напряжение – 3,7 В;
• емкость – 40-50 В.

Подробно переделку шуруповерта этой модели демонстрирует видео:

Переделать шуруповёрт с никелевых на литий-ионные аккумуляторы – не такая сложная затея, какой кажется на первый взгляд. Достаточно иметь хоть немного ровные руки и общее понимание каждого этапа работы.