Всем привет. Обзор не столько аккумуляторов (на которые, кстати, вышел, благодаря Mysku), сколько варианта переделки шуруповёрта. Аккумуляторы качественные, ёмкость соответствует, вживление их вместо никель-кадмиевых прошло успешно

Участники обзора:

Высокотоковые аккумуляторы LG HE4 с Gearbest:
Аккумуляторы годные, проверку их ёмкости проводил знакомый на зарядном устройстве Opus, ёмкость соответствует. Больше никаких специальных тестов не проводилось.

Трёхканальное зарядное устройство Imax B3:
Это уже вторая попытка купить такую зарядку, в первый раз заказ не пришёл, вернули деньги. Заказанная у продавца по ссылке выше зарядка приехала, работает, в комплекте сетевой шнур длиной 40см, на картинке шнур явно другой. Шлейфа для подключения зарядки куда-либо в комплекте не было.

Держатель трёх аккумуляторов 18650:
На картинке продавца этот вариант держателя трёх 18650 имел штыри для запайки в печатную плату, но приехал ко мне совсем другой вариант, мало того, что не для печати, так ещё с напаянными колхозно перемычками, соединяющими все три батареи параллельно.

Получил частичный возврат денег. Перемычки отпаял, использовал, хоть и не так, как планировалось изначально.

Предыстория.
Моему шуруповёрту Интерскол ДА-12ЭР-01 уже почти 10 лет. Больше всего ему «досталось» во время время ремонта в квартире лет 6 назад, но обычно большую часть года он отдыхал, немного трудился летом на даче, ну и выполнял мелкие задачи: поделки, сборка мебели и т.д. Проблемы с аккумуляторами начались пару лет назад, один аккумулятор перестал держать заряд, второй отрабатывал вполне нормально. Я тогда разобрал дефектный аккумулятор, выявил два наиболее замученных элемента, и попытался заменить их подобными, купленными на ебэе. Но когда поставил новые элементы, то обнаружил, что и остальные элементы, что я посчитал ещё живыми, тоже кандидаты в мусорное ведро: под нагрузкой напряжение на них изменяло полярность. Менять все элементы смысла не было, поэтому я переделал этот аккумулятор в некий адаптер для подключения шуруповёрта к прикуривателю автомобиля.

Но подключать я его собирался не к бортовой сети авто, а к старому свинцовому аккумулятору 12в 7ач от галогенного света для видеокамеры, гнездо которого было аналогично гнезду автомобильного прикуривателя. Свет для видеокамер у меня уже давно светодиодный с питанием от литиевых аккумуляторов, но аккумулятор на 12в остался, вот и пригодился для шуруповёрта, правда использовался всего пару раз. Вот этот супермега адаптер:

Но так как аккумулятору 12в 7ач было уже больше 8 лет, он перестал держать заряд, восстановить его не удалось, и я был вынужден сдать его на металлолом. Так что скорее всего «адаптер» под прикуриватель разберу, подключать «шурик» к машине смысла не вижу.

Этим летом окончательно сдался и второй аккумулятор шуруповёрта, он стал разряжаться настолько быстро, что серьёзную работу им выполнять стало невозможно. Весной он ещё хоть как-то работал, но к осени десяток средненьких саморезов на одной зарядке стал его пределом.

Но тем не менее, я считаю, что поработали родные аккумуляторы шуруповёрта очень неплохо - у меня они протянули 8 и 10 лет, в то время как у знакомых умирали и на 3-м, и на 5-м году, при примерно таком же непрофессиональном режиме использования.

Покупка даже одного нового никель-кадмиевого аккумулятора - форменная дикость, это 50-60% цены подобного шуруповёрта (да, такие ещё продаются) с двумя такими аккумуляторами в комплекте. Также отверг я вариант покупки уже собранной батареи никель-кадмиевых аккумуляторов с али или ебэя, готовой к установке в корпус отжившего аккумулятора: это дешевле, но качество этих батарей сомнительное, так, у двух купленных мной на ебэе элементов был приличный разброс ёмкости, и сколько это всё проработает, неизвестно. К тому же, от никель-кадмия я решил отказаться окончательно и бесповоротно: от перевода на литий аккумуляторной отвёртки, что я проделал полгода назад, впечатления самые положительные.

Вообще, конечно, мой шуруповёрт уже старый и потрёпанный, поэтому были мысли купить ему на замену новый, современный, с литиевым аккумулятором. Но механическая часть пока ещё в полном порядке, а у современных недорогих шуриков механика чрезвычайно слабая: те, что доводилось держать в руках, имели просто неприличные люфты в подшипнике патрона через неприлично малый срок времени. А покупать профессиональный дорогой шуруповёрт смысла нет, большую часть года он пролежит в шкафу.

Но самое главное, что руки чесались переделать шуруповёрт под литий самому. При этом были определённые сомнения: стоимость аккумуляторов, платы защиты и выравнивания заряда приближалась к простенькому шурику на литии из Леруа-мерлена, с годовой гарантией. Но желание попаять и помастырить перебороло сомнения, что пришлют левые аккумуляторы, что что-то пойдёт не так и т.п.

Сначала я хотел сделать всё по классической схеме, то есть взять три высокотоковых аккумулятора формата 18650, добавить к ним плату защиты и выравнивания заряда 3S, соответственно переделать зарядное устройство под литий. Но потом решил сделать проще, и на мой взгляд, намного удобнее.

По опыту работы с аккумуляторами для видеокамер VBG6, F550, F770 и др, где два аккумулятора 18650 соединены последовательно, я давным-давно сделал вывод, что умирают аккумуляторы в основном из-за того, что схема выравнивания заряда не справляется со своей задачей. В итоге один аккумулятор постоянно перезаряжен, второй недозаряжен, и очень скоро батарея идёт в мусорное ведро. Даже замена умерших элементов на оригинал Sanyo, у которых параметры куда стабильнее, давала эффект не столь продолжительный, как хотелось бы, пара лет и всё…

А в шуруповёрте батарея будет из трёх элементов, токовые нагрузки куда выше, разбаланс ёмкости элементов проявится быстрее, поэтому я очень сомневаюсь, что плата выравнивания заряда/балансировки поможет аккумуляторам не умереть преждевременно. Поэтому и решил отказаться от зарядки сразу всех аккумуляторов от одного источника, в пользу зарядки каждого по отдельности. Трёхканальное зарядное устройство я решил взять готовое, широко известное Imax B3, на мой взгляд оно в любом случае эффективнее, чем плата балансировки, к тому же при этом весьма компактное и лёгкое.

От платы защиты от переразряда/перезаряда я решил вообще отказаться, на шуруповёрте есть индикатор напряжения аккумулятора, по нему вполне можно сориентироваться, насколько разряжен аккумулятор. Ну а если какой-то аккумулятор из трёх «подгуляет» и будет мучиться наравне со всеми (защита от снижения напряжения давно бы вырубила всю батарею)… знать, судьба у него такая, ему уже не помочь, зато батарея не будет отключаться раньше времени.

Прикинув, что после установки в корпус аккумулятора трёх элементов 18650 в нём останется ещё достаточно много свободного места, я решил и саму зарядку Imax B3 запихать туда же. При этом для зарядки аккумуляторов достаточно будет просто подключить к шуруповёрту шнур 220в. И ведь действительно удобно: никаких внешних зарядок, в комплекте к шуруповёрту будет только шнур 220в, причём шнур универсальный, даже от приёмника/принтера/муз.центра подойдёт.

Сказано-сделано. Первыми приехали ко мне аккумуляторы с GB, сначала я пытался их проверить сам, ставя по одному в имеющийся у меня повербанк, давая нагрузку в 1А, и рассчитывая ёмкость, исходя из времени работы до отключения. Несмотря на то, что я пересчитывал ёмкость с напряжения 5в до напряжения 3,7в, результаты у меня получились сильно заниженные, порядка 1,5ач, поэтому я попросил знакомого проверить эти аккумуляторы на полноценной тестовой зарядке Opus, модель не помню, и он успокоил меня, ёмкость всех аккумуляторов оказалась в норме, правда, не 2,5ач, а 2,3ач, что меня вполне устроило.

Изначально я хотел соединить аккумуляторы точечной сваркой, даже купил для этого никелевую ленту, но агрегат для точечной сварки так и не доделал. Поэтому решил использовать готовый держатель трёх элементов 18650, заказанный, правда, для совсем другой поделки. Он не соответствовал описанию продавца, но после небольшой переделки вполне подошёл, тем более что аккумуляторы сидят в нём очень плотно, контакты достаточно толстые и жёсткие. Даже при очень динамичной тряске аккумуляторы не выскакивали из держателя.

В самую последнюю очередь приехала ко мне зарядка Imax B3. Проверил - работает, тогда и запустил процесс переделки шуруповёрта на литий.

Родной аккумулятор был выпотрошен, я припаял провода к контактной группе, на основании корпуса закрепил винтами батарейный отсек, и припаял к нему провода. Поставил предохранитель на 10А, но его повесил на клеммах: автомобильный держатель не влез в корпус. Кстати, подпирает контактную группу один из никель-кадмиевых элементов, он как раз нужной длины. Погонял шуруповёрт от литиевых аккумуляторов и подивился, насколько мощно он теперь крутит.

Далее я установил зарядку Imax B3 в крышку аккумулятора, поставил на боковую стенку крышки разъём для зарядки (не родной). У индикаторных светодиодов удалил подставки, и вывел их в отверстия в корпусе, так что теперь можно наблюдать весь процесс зарядки по трём светящимся «глазам». Естественно, красный свет - идёт зарядка, зелёный - заряжено.

Далее подсоединил зарядку к аккумуляторам, немного погонял шуруповёрт, и поставил на зарядку. И вот тут вылезла проблема, о которой я уже читал, и избежать которой было в принципе нельзя. Микросхемы - контроллеры заряда TP4056 стали дико нагреваться. Ну ещё бы им не нагреваться, зарядный ток (судя по токозадающему резистору сопротивлением 1,8к) около 600 мА, на входе порядка 6в. Причём у меня были практически полностью заряженные аккумуляторы, напряжение на которых во время заряда было около 4,15в, при этом на каждой микросхеме рассеивалась мощность около 1,1 вт. Этого вполне достаточно, чтобы три микросхемы на небольшой плате, да ещё в замкнутом объёме, конкретно поджарились. Если б аккумуляторы пришлось заряжать с нуля, то на микросхемах рассеивалась бы ещё большая мощность.

Поэтому я заменил токозадающие резисторы, увеличив их с 1,8к до 4,7к, таким образом снизив зарядный ток до примерно 270 мА. Но даже при этом микросхемы обжигали пальцы. Конечно, ничего страшного в таком режиме не произошло, аккумуляторы нормально зарядились, почти одновременно загорелись зелёные светодиоды. Но всё-таки, в сильную жару зарядное устройство может перегреться, корпус-то у меня при испытаниях не был закрыт. Ну и ток заряда как-то маловат.

Поэтому я установил на микросхемы небольшой радиатор (через номакон), снова изменив токозадающие резисторы на 2,2к - зарядный ток около 500 мА. Погоняв зарядку в таком режиме, я не обнаружил сколь-либо серьёзного нагрева радиатора, и уверен, что и в жаркий день в закрытом корпусе аккумулятора температура будет в норме.

Единственное, что меня напрягает, так это максимальное напряжение на аккумуляторах в конце заряда: 4,20 4,23 4,21в. Разве это не слишком много? Но повлиять на это напряжение невозможно, разве что заменить микросхемы.

В общем, собрал новый аккумулятор окончательно. Вместо прежних 1,5ач он имеет ёмкость 2,3ач, причём без эффекта памяти. Минус в том, что его нельзя оставлять на сильном морозе, но никто же не заставляет так делать.

Ну и как работает от нового аккумулятора шуруповёрт, мне нравится.

Теперь немного о родном зарядном устройстве шуруповёрта:

Зарядка все 10 лет отработала нормально, несмотря на то, что грелась как утюг. Удивительно, но за 10 лет из неё так и не выветрился резкий запах пластика и жжёного гетинакса. Применить её теперь негде, поэтому решил её распотрошить:

Все изделия фирмы «Интерскол», с которыми мне доводилось сталкиваться, вызывали большие сомнения, что сделаны они у нас в стране, как утверждает сам «Интерскол». Слишком уж у них всё «по китайски», и печать, и сборка, и исключительно импортные комплектующие. Также и с зарядным устройством, «своего» просто ноль. Я знаком с отечественным производством, как ширпотреба, так и военной техники, и считаю, что в данном случае сделано всё «не по нашему». Думаю, «Интерскол» лишь клеил свои этикетки.

Но раз зарядка идёт в утиль, я решил позаимствовать из неё контактную группу, подключавшуюся к аккумулятору. Плату разобрал и опилил, оставив кусок с контактами:

Вопрос, зачем? Да чтобы иметь возможность подключить к аккумулятору вместо шуруповёрта внешнюю нагрузку. Раньше «походным» источником напряжения у меня был аккумулятор на 12в 7ач, но он умер, и логично было использовать вместо него аккумулятор для шуруповёрта. Вот я и изготовил из кусочка зарядки и других подвернувшихся под руку материалов специальный переходник.

Назначение этого переходника со штекером прикуривателя на проводке - питание бортсети автомобиля при съёме стартерного аккумулятора для подзарядки или замены на другой аккумулятор (у меня их два). Жутко не хочется восстанавливать настройки магнитолы и других устройств после обесточивания бортсети. Воткнул штекер в прикуриватель - и делай своё дело, можно при этом и габариты с аварийкой включить, и все настройки сохранятся. Жаль только лампы под капотом нет… Заводить мотор при подключенном внешнем аккумуляторе не рекомендуется, ограничитель зарядного тока аккумуляторов отсутствует, но в случае чего перегорит предохранитель на 5А в штекере.

В планах сделать переходник универсальным, чтобы подключать разные устройства, но я не нашёл у себя подходящего разъёма, позже переделаю.

В общем, переделкой шуруповёрта доволен. Обошлось мне это примерно в 1100 рублей, плюс три вечера после работы на переделку. На мой взгляд, получилось удобно, но, конечно, не без недостатков. За разрядом батареи нужно следить, чтобы не угробить аккумуляторы, и лучше переделанный шурик не давать в чужие руки. Но я сам пока ещё точно не знаю, как поведёт себя шуруповёрт при разряженной до предела батарее, насколько снизится его мощность, и что при этом покажет индикатор. Так что надо будет понаблюдать за шуруповёртом в процессе работы с ним.

Планирую купить +57 Добавить в избранное Обзор понравился +61 +114

Виды, маркировка и характеристики литий─ионных аккумуляторов 18650

К нам на почту пришло довольно много вопросов от читателей насчёт литий─ионных аккумуляторов 18650. Поэтому было решено написать небольшой FAQ по этому типу литиевых батарей. Аккумуляторные элементы 18650 востребованы на современном рынке. Они используются в аккумуляторных батареях ноутбуков, различных фонарях, power bank, некоторых видах электроинструмента. В этой заметке рассмотрим основные вопросы, которые больше всего интересуют людей. А именно разновидности элементов 18650, вопросы, связанные с их маркировкой, защита, плюсы, минусы и цена.

Для начала стоит назвать основные типы аккумуляторов 18650, которые различаются по материалу катода. От этого во многом зависят такие свойства аккумуляторов, как ёмкость и максимально допустимый ток разряда.

LiCoO 2 (литий─кобальтовые). Эти аккумуляторы самые распространённые и имеют самые большие значения ёмкости среди моделей, выполненных по технологии Li─Ion;
LiMnO 2 или LiMn 2 O 4 или LiNiMnCoO 2 (группа литий─марганцевых). По своей ёмкости они проигрывают первой группе, но зато имеют высокий разрядный ток (5─7*С);
LiFePO 4 (литий─феррофосфатные). Эти аккумуляторные элементы превосходят предыдущие по большинству параметров, но уступают по ёмкости и напряжению. Они имеют срок службы до 1 тысячи циклов заряд-разряд и набирают заряд меньше чем за 1 час.

Теперь в целом про аккумуляторы 18650. Это цилиндрические элементы по своей форме напоминающие батарейки форм-фактора АА («пальчиковые») и ААА («мизинчиковые»). Но по размерам 18650 превышают их. Длина составляет 66,5, диаметр ─ 18 миллиметров. Для сравнения, у пальчиковых эти величины равны 50 и 14 мм.

Выходное напряжение аккумулятора 18650 составляет 3,78 вольта. Ёмкость наиболее распространённых аккумуляторов лежит в пределах 2000─3200 мАч. Реже встречаются банки ёмкостью 1000, 1100, 1500 мАч.

Широкое применение аккумуляторы 18650 получили в устройствах, где требуется большая ёмкость. Это светодиодные фонари, аккумуляторные батареи ноутбуков, power bank для зарядки различных мобильных гаджетов и т. п.

Как расшифровать маркировку аккумуляторов 18650?

Давайте, разберём маркировку литий─ионных элементов 18650 на следующем примере: ICR18650-26F M.

Первая буква I говорит о том, что аккумулятор выполнен по литий─ионной технологии. Вторая буква обозначает материал катода. В нашем случае кобальт. Есть следующие варианты:

C ─ кобальт;
M ─ марганец;
F ─ железофосфатный.

Форм-фактор	Пояснение
Форм-фактор	Пояснение
10440	"мизинчиковые"
14500	"пальчиковые"
16340	аналог CR123
17335
18500	не получили широкого распространения
18650	рассматриваемые элементы
18670, 18700	с платами защиты
26650	феррофосфатные аккумуляторы увеличенного размера производства A123 Systems
32650	имеют самый большой размер и вес около 150 грамм

И в конце маркировки идёт обозначение ёмкости. В указанном примере ёмкость равна 2600 мАч. Но обычно концовка маркировки сильно отличается в зависимости от производителя. Тут практически у каждого может быть свой собственный вариант.

Защита аккумуляторов 18650

Согласно требованиям безопасности, напряжение литий─ионных аккумуляторов 18650 должно в процессе эксплуатации находиться в интервале 2,5─4,2 вольта. Чтобы обеспечить это требование, на некоторые аккумуляторы 18650 устанавливается защита. Он представляет собой небольшую печатную плату.

Эта плата припаивается к выводам элемента с помощью стальной или алюминиевой ленты. Как правило, крупными производителями в серийном производстве такие защищённые элементы не выпускаются. Они выпускают незащищенные элементы, которые используются в устройствах с контроллерами заряда-разряда. В качестве примера можно привести аккумуляторную батарею ноутбука или шуруповёрта.

Как правило, защищённые литий─ионные элементы 18650 делают небольшими партиями в Китае. К незащищенному аккумулятору припаивается плата защиты, и вся конструкция оборачивается в термозащитную плёнку. Покупая такой элемент, нужно учитывать, что его длина будет несколько больше (1,5─2 мм).

Защищённые аккумуляторы 18650 используются во всех устройствах, не имеющих контроллера заряда-разряда для литий─ионных элементов. Самый распространённый пример использования таких элементов – светодиодные фонари. Чтобы литиевые элементы в фонаре не высаживались в ноль, на них ставится защита.

Стоит учитывать, что установка защиты на литий─ионные 18650 увеличивает длину элемента. А когда их несколько штук, то эта прибавка суммируется. В результате набор таких элементов может просто не влезть в корпус фонаря или мешать закрытию крышки, как которой обычно сделан минусовой контакт.

Нужно помнить, что защита элемента 18650 не защитит устройство и батарейки от перегрева. Её роль – это контроль напряжения. Многие используют аккумуляторы 18650 в фонарях без защиты. Относительно безопасно это можно делать, если у вас в фонаре 1 элемент. Когда устанавливается несколько элементов, они обязательно должны быть с защитой.

Поставленная задача очень проста: сделать такой аккумулятор, чтобы его было довольно просто заряжать и заменять элементы внутри с помощью простых манипуляций.

В начале рассмотрим внутренности обычного аккумулятора шуруповерта. Внутри большинства шуруповертов находится много "банок" 1.2 Вольта, изготовленные по технологии Ni-Cd или Ni-MH. В шуруповерте сверху таких банок 12, т.е. итоговое напряжение аккумулятора примерно 12*1.2=14.4 В. Емкость не превышает 1.5 А/ч. Сами аккумуляторы служат довольно долго, но среди 12 штук часто находится 1-2, которые перестают работать намного раньше своих коллег. Получается, что через некоторое время батарея умирает из-за малой части своих внутренностей. Существует рецепт: заменить банку, которая не работает, а остальное оставить без изменений. Но при это эти банки сложно найти и если менять, то лучше все. Еще плюс паять их очень сложно, нужно иметь сварочный аппарат. В итоге я пришел к следующим выводам:

Надо чтобы емкость аккумулятора была больше, чтобы реже заряжать

Замена банок происходила за пару минут

Не покупать зарядку

Реализация

Современная технология аккумуляторов, которая используется повсеместно - это Литиевая (Li-Ion). Она используется в телефонах, ноутбуках, плеерах, фонариках и много еще где. Доступным решением является батарея 18650. Если разобрать обычный аккумулятор ноутбука, то там их можно найти:

Эти акб можно купить или достать из старого ноутбука. Если будете покупать рекомендую по соотношению цена/качество "Sanyo 2400 Ma/h red". Имейте ввиду, что они должны быть незащищенные. В противном случае они будут отключаться при возникновении тока 2А, что бывает часто в шуруповерте. Я недавно покупал россыпь оных на ebay, к сожалению мой продавец уже не доступен, т.к. ссылку не привожу.

Чтобы их удобно было менять нам еще понадобится так называемый пружинный держатель для 18650:

Многие такие видели для обычных батареек АА. Бывают на 1-4 АКБ. Что странно, в радио магазине или на рынке такие найти сложно, проще заказать в интернете на сайтах с дешевыми китайскими вещами по запросу "18650 holder". Стоимость последнего около 1-2$.

Последняя важная вещь для самодельного АКБ - это умная зарядка. У меня такая под боком была, очень рекомендую "Imax B6" или аналоги:

Теперь есть два способа подключения:

1) Просто соединяем последовательно все акб с помощью держателей и к концам подсоединяем клемы умного зарядного. Плюс этой систему- простота. Минус- банки должны быть одинаковыми иначе все могут испортиться. Дело в том, что если на любой банке 18650 напряжение упадет ниже 3х вольт, то ее можно будет вскоре выбрасывать. Если ваши АКБ разные, то вы не сможете проконтролировать этот ньюанс. Если что-то произойдет с одной банкой, нужно будет менять все вместе, иначе будут проблемы.

Ну, а что делать тем, у кого инструмент старый? Да всё очень просто: выбросить Ni-Cd банки и заменить их на Li-Ion популярного формата 18650 (маркировка обозначает диаметр 18 мм и длину 65 мм).

Какая нужна плата и какие нужны элементы для переделки шуруповёрта на литий-ион

Итак, вот мой аккумулятор на 9,6 В и ёмкостью 1,3 А·ч. При максимальном уровне заряда он имеет напряжение 10,8 вольт. Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,6 вольта, максимальное – 4,2. Следовательно, для замены старых никель-кадмиевых элементов на литий-ионные мне потребуются 3 элемента, их рабочее напряжение будет 10,8 вольт, максимальное – 12,6 вольт. Превышение номинального напряжения никак не повредит мотору, он не сгорит и при большей разнице, беспокоиться не надо.

Литий-ионные элементы, как это всем давно известно, категорически не любят перезаряд (напряжение выше 4,2 В) и чрезмерный разряд (ниже 2,5 В). При таких превышениях рабочего диапазона элемент очень быстро деградирует. Поэтому литий-ионные элементы всегда работают в паре с электронной платой (BMS – Battery Management System), управляющей элементом и контролирующей как верхнюю, так и нижнюю границу напряжения. Это плата защиты, просто отсоединяющая банку от электрической цепи при выходе напряжения за границы рабочего диапазона. Поэтому помимо самих элементов, потребуется такая плата BMS.

Теперь два важных момента, с которыми я несколько раз неудачно экспериментировал, пока не пришёл к правильному выбору. Это – максимально допустимый рабочий ток самих Li-Ion элементов и максимальный рабочий ток BMS-платы.

В шуруповёрте рабочие токи при высокой нагрузке достигают 10-20 А. Поэтому и элементы нужно покупать такие, которые способны отдавать высокие токи. Лично я успешно пользуюсь 30-амперными элементами 18650 производства Sony VTC4 (ёмкостью 2100 мАч) и и 20-амперными Sanyo UR18650NSX (ёмкостью 2600 мАч). Они нормально работают в моих шуруповёртах. А вот, например, китайские TrustFire 2500 мАч и японские светло-зелёные Panasonic NCR18650B на 3400 мАч не годятся, они на такие токи не рассчитаны. Поэтому не надо гнаться за ёмкостью элементов – даже 2100 мАч более чем достаточно; главное при выборе – не просчитаться с максимально допустимым током разряда.

И точно так же, BMS-плата должна быть рассчитана на высокие рабочие токи. Я видел в Youtube, как народ собирает аккумуляторы на 5-ти или 10-амперных платах – не знаю, лично у меня такие платы при включении шуруповёрта сразу уходили в защиту. По-моему, это выброс денег. Скажу так, что сама фирма Makita ставит в свои аккумуляторы 30-амперные платы. Поэтому я пользуюсь 25-амперными BMS, купленными на Алиэкспрессе. Они стоят около 6-7 долларов и ищутся по запросу «BMS 25A». Поскольку нужна плата на сборку из 3-х элементов, то надо искать такую плату, в названии которой будет «3S».

Ещё один важный момент: у некоторых плат на зарядку (обозначение «С») и нагрузку (обозначение «P») могут идти разные контакты. Например, плата может иметь три контакта: «P-», «P+» и «C-», как на родной макитовской литий-ионной плате. Такая плата нам не подойдёт. Зарядка и разрядка (charge/discharge) должны осуществляться через один контакт! То есть, на плате должно быть 2 рабочих контакта: просто «плюс» и просто «минус». Потому что наше старое зарядное устройство также имеет только два контакта.

В общем, как уже можно было догадаться, я со своими экспериментами выбросил массу денег как на неправильные элементы, так и на неправильные платы, совершив все ошибки, которые можно было совершить. Зато получил бесценный опыт.

Как разобрать аккумулятор шуруповёрта

Как разобрать старый аккумулятор? Есть аккумуляторы, где половинки корпуса крепятся винтами, но есть и на клею. Мои аккумуляторы как раз из последних, и я вообще долгое время считал, что их невозможно разобрать. Оказалось, что возможно, если у тебя есть молоток.

В общем, с помощью интенсивных ударов в периметр кромки нижней части корпуса (молоток с нейлоновой головкой, аккумулятор нужно держать в руке на весу) место склейки успешно разъединяется. Корпус при этом никак не повреждается, я уже 4 штуки так разобрал.

Интересующая нас часть.

От старой схемы нужны только контактные пластины. Они прочно приварены к верхним двум элементам точечной сваркой. Отковырять сварку можно отвёрткой или плоскогубцами, но ковырять надо максимально аккуратно, чтобы не сломать пластик.

Всё почти готово для дальнейшей работы. Кстати, штатные термодатчик и размыкатель я оставил, хотя они уже не особо актуальны.

Но очень даже вероятно, что наличие этих элементов необходимо для нормальной работы штатного зарядного устройства. Поэтому настоятельно рекомендую их сохранить.

Собираем литиево-ионный акумулятор

Вот новые элементы Sanyo UR18650NSX (по этому артикулу их можно найти на Алиэкспрессе) ёмкостью 2600 мАч. Для сравнения, старый аккумулятор имел ёмкость всего 1300 мАч, в два раза меньше.

Надо припаять провода к элементам. Провода нужно брать сечением не менее 0,75 кв.мм, ведь токи у нас будут немалые. Провод с таким сечением нормально работает с токами более 20 А при напряжении 12 В. Паять литий-ионные банки можно, кратковременный перегрев им никак не повредит, это проверено. Но нужен хороший быстродействующий флюс. Я пользуюсь глицериновым флюсом ТАГС. Полсекунды – и всё готово.

Припаиваем другие концы проводов к плате согласно схеме.

На контактные разъёмы батареи я всегда пускаю ещё более толстые провода по 1,5 кв.мм – потому что место позволяет. Прежде чем их припаивать к ответным контактам, на плату надеваю отрезок термоусадочной трубки. Она необходима для дополнительной изоляции платы от аккумуляторных элементов. В противном случае острые края пайки легко могут протереть или проткнуть тонкую плёнку литий-ионного элемента и вызывать замыкание. Можно и не применять термоусадку, но хотя бы что-то изолирующее проложить между платой и элементами совершенно необходимо.

Теперь всё заизолировано как надо.

Контактную часть можно укрепить в корпусе аккумулятора парой капелек супер-клея.

Аккумулятор готов к сборке.

Хорошо, когда корпус на винтах, но это не мой случай, поэтому я просто снова склеиваю половинки «Моментом».

Зарядка батареи производится штатным зарядным устройством. Правда, алгоритм работы меняется.

У меня есть два зарядных устройства: DC9710 и DC1414 T. И работают они теперь по-другому, поэтому я расскажу, как именно.

Зарядное устройство Makita DC9710 и литий-ионная батарея

Раньше заряд аккумулятора контролировало само устройство. При достижении полного уровня оно останавливало процесс и сигнализировало о завершении зарядки зелёным индикатором. Но сейчас контролем уровня и отключением питания занимается установленная нами схема BMS. Поэтому по завершении зарядки красный светодиод на зарядном устройстве просто выключится.

Если у вас именно такое старое устройство – вам повезло. Потому что с ним всё просто. Горит диод – идёт зарядка. Погас – зарядка завершена, аккумулятор полностью заряжен.

Зарядное устройство Makita DC1414 T и литий-ионная батарея

Здесь есть небольшой нюанс, который нужно знать. Это ЗУ поновее и предназначено оно для зарядки более широкого диапазона аккумуляторов от 7,2 до 14,4 В. Процесс зарядки на нём идёт как обычно, горит красный светодиод:

А вот когда аккумулятор (которому в случае NiMH-элементов положено иметь максимальное напряжение 10,8 В) достигнет 12 вольт (у нас же Li-Ion элементы, у которых максимальное суммарное напряжение может составлять 12,6 В), заряднику снесёт крышу. Потому что он не поймёт, какой именно аккумулятор он заряжает: то ли 9,6-вольтовый, то ли 14,4-вольтовый. И в этот момент Makita DC1414 войдёт в режим ошибки, попеременно мигая красным и зелёным светодиодом.

Это нормально! Ваша новая батарея всё равно зарядится – правда, не до конца. Напряжение будет составлять примерно 12 вольт.

То есть какую-то часть ёмкости с этим зарядным устройством вы упустите, но мне кажется, это можно пережить.

Итого модернизация аккумулятора обошлась примерно в 1000 рублей. Новый макитовский Makita PA09 стоит в два раза дороже. Причём мы в итоге получили вдвое большую ёмкость, а дальнейший ремонт (в случае нескорого выхода из строя) будет заключаться только в замене литий-ионных элементов.

Изначально литий ионные батарейки предназначались для мобильных устройств будь-то телефоны, фотоаппараты, видеокамеры, ноутбуки, но в последнее десятилетие выпуск литиевых аккумуляторов налажен и большинством автопроизводителей.

Тогда зачем собирать самому, если можно купить готовый аккумулятор? Есть достаточно причин:

собранные на заводе литиевые аккумуляторные батареи - неоправданно дорогие;
очень трудно найти подходящий по габаритам аккумулятор для мотоцикла, автомобиля;
если собранная батарея влезет с запасом в установочное место, то у неё будет ниже емкость.

Своими руками можно собрать батарею из отдельных элементов, которая будет ограничена лишь энергоплотностью и ценой за ватт-час, в зависимости от типа выбранных элементов:

NiMH - никель металогидридные;
Li-ion - литий ионные;
Li-pol - литий полимерные;
LiFePO4 - литий железо-фосфатные;
Lead-Acid - свинцово-кислотные.

Опасность перезаряда литиевых элементов

С литиевыми элементами нужно обращаться осторожно, поскольку в них сосредоточена большая энергия на малую площадь при полном заряде. Поэтому уже давно в продаже имеются защищенные Li-ion и Li-pol батарейки.

Ещё в 1991 году компания Sony обратила внимание на взрывоопасность Li-ion элементов. В настоящее время все без исключения аккумуляторы наматываются с двухслойным сепаратором между пластинами, чтобы исключить риск внутреннего короткого замыкания. Все фирменные батарейки снабжены платой защиты на полевом транзисторе, которая отключает их в следующих случаях:

Аккумулятор чрезмерно разряжен - ниже 2,5 В.
Перезаряжен - свыше 4,2 В.
Подан слишком большой ток заряда - более 1С (С является ёмкостью аккумулятора в Ач).
Короткое замыкание.
Превышен ток нагрузки - более 5С.
Неправильная полярность при заряде.

Для дополнительной подстраховки служит термопредохранитель, размыкающий цепь при перегреве литиевого элемента свыше 90 °C.

Как найти батарею с защитой?

Литиевые аккумуляторы выпускаются в бытовом и технологическом исполнении. Батарейки для бытового использования имеют прочный пластмассовый корпус и встроенную электронную защиту. Технологические элементы, предназначенные для промышленного использования, чаще всего выпускаются в бескорпусном виде и не имеют встроенной защиты.

Защищенные аккумуляторы имеют слово «protected » в названии, незащищенные - «unprotected ».
Батарейки с защитой длиннее обычных на 2–3 мм из-за платы, которая устанавливается на торце возле минусового полюса.
Цена на батарейки с защитой при одинаковой ёмкости всегда выше, ведь плата с электронными компонентами тоже стоит денег.

Плюсовой полюс батарейки обязательно соединяется с защитной платой тонкой пластинкой, иначе защита работать не будет.

При последовательном соединении отдельных элементов их напряжения суммируются, а ёмкость остаётся той же. Даже из одной серии батарейки имеют различные характеристики, поэтому заряжаются они с разной скоростью. Например, при заряжании до суммарного напряжения 12,6 В элемент посередине может перезарядиться до 4,4 В, что опасно его перегревом.

Дабы не происходило чрезмерного перезаряда незащищенных элементов, применяются балансировочные шлейфы, подключаемые к специальным зарядным устройствам, например: iMAX B6 и Turnigy Accucel-6.

Каждая Li-ion и Li-pol аккумуляторная батарейка бытового назначения имеет самую совершенную защиту от перенапряжений, в виде схемы контроля напряжения, ключа на полевом транзисторе и термопредохранителя.

Балансировка защищённых элементов не требуется, поскольку при возрастании напряжения на каком-то из них до 4,2 В, зарядка гарантированно прервётся.

При сборке батареи из элементов без защиты есть выход из положения - поставить одну плату контроля напряжения на все батарейки, к примеру, соединив их по схеме 4S2P - 4 последовательно, 2 параллельно.

Также не нужна балансировка параллельно соединённых элементов.

При параллельном соединении батареек их напряжение остаётся прежним, а ёмкости суммируются.

О ёмкости литиевых аккумуляторов

Ёмкость - способность аккумулятора отдавать ток, измеряемая в миллиампер час (мАч) или ампер час (Ач). К примеру, батарейка ёмкостью в 2 Ач сможет отдавать ток в 2 A один час, или в 1 A два часа. Но эта зависимость тока от времени подключения нагрузки не линейна - в определённой точке графика при увеличении тока вдвое время работы батареи снижается вчетверо. Поэтому производители всегда указывают ёмкость, высчитанную при разряде аккумулятора чрезмерно малым током в 100 мА.

Количество энергии зависит от напряжения аккумулятора, поэтому никель металогидридные элементы при одинаковой ёмкости имеют в 3 раза меньшую энергоёмкость, чем литий ионные:

NiMH - 1,2 В * 2,2 Ач = 2,64 ватт-часа;
Li-ion - 3,7 В * 2,2 Ач = 8,14 ватт-часа.

При поиске и покупке аккумуляторных батареек отдавайте предпочтение известным фирмам, таким как Samsung, Sony, Sanyo, Panasonic. Батарейки этих производителей имеют ёмкость наиболее соответствующую той, что указана на их корпусе. Надпись 2600 мА на элементах Sanyo не сильно отличается от их настоящей ёмкости в 2500–2550 мА. Подделки китайских производителей с хвалёной ёмкостью в 4200 мА недотягивают и до 1000 мА, зато цена на них в два раза ниже японских оригиналов.

Для сборки аккумулятора из литиевых батареек можно применять:

пайку;
соединительные коробки;
неодимовые магниты;

Пайку при заводской сборке применяют крайне редко, так как литиевый элемент разрушается от нагрева, теряя при этом часть своей ёмкости. С другой стороны, в домашних условиях пайка будет оптимальным способом соединения батареек, поскольку даже мизерное сопротивление на контактах значительно снизит суммарное напряжение на общих клеммах. Пользоваться нужно мощным паяльником на 100 Вт, и прикасаться им к литиевым батареям не более чем на две секунды.

Мощные редкоземельные магниты покрываются слоем никеля или цинка, поэтому их поверхность не окисляется. Эти магниты обеспечивают прекрасный контакт между батарейками. Если захотите припаять проводок к магниту, не забывайте о температуре Кюри, свыше которой любой магнит становится камушком. Ориентировочно допустимая температура для магнитов составляет 300°С.

Если пользоваться коробком для соединения аккумуляторов, то становиться очевидным большой плюс, поскольку так легче будет подобрать батарейки по напряжению или поменять испорченный элемент.

Точечная сварка - наилучший способ соединения литиевых элементов, используемый при сборке батарей для ноутбуков.

Покупать готовый литиевый аккумулятор для машины или мотоцикла невыгодно, когда его можно собрать самому за более низкую цену. Можно сэкономить до 70 долларов, если не покупать новую батарею ноутбука, а самостоятельно заменить в ней элементы.

Об экономии при сборке мощных литиевых батарей для питания электроавтомобилей или систем автономного электроснабжения дома судить тяжело, так как в этих случаях присутствуют дополнительные затраты на оборудование управления и контроля.

Вам также может быть интересно

1. 1. 1. 1. А теперь по делу:
        Касательно емкости. Я понимаю так что если мотор не тянет, например, на горку, то он выдает ток короткого замыкания. Мотор не сгорит потому что в нем намотаны толстые провода.
        А вот как узнать какой он выдает максимальный ток? И как длительно его намотка внутри выдержит этот ток?
        Судя по Вашему письму Вы Человек высокообразованный, во всяком случае в физических науках, а вот я школе и институте отличник сейчас не помню элементарных азов. Отнеситесь к этому факту с пониманием- склероз старческий. Хотя считаю себя умным!!!
        Поставленные выше вопросы направлены на то чтобы ответить на главный вопрос – как будет правильно (без риска спалить АК) эксплуатировать мотор и батарею при езде по любой местности (имею в виду подъемы большие и малые)
        Понимаю так: если я своевременно буду тумблером отключать АК, и на горку вести вело вручную. то ни чего не случится.! Как узнать этот момент?
        Возможно есть специальный прибор, сигнализирующий большой ток, или тепловое реле четко, подчеркиваю четко, отключающее АК?