Замена акб для шуруповерта

Замена аккумуляторов

Поменять батареи в технике, не читая инструкций, можно – доверьте задачу специалисту, который знает работу наизусть. Наша компания проведет замена аккумуляторов в шуруповерте за 1 день. Через сутки вы получите исправную дрель или лучше – усовершенствованную технику.

Выполняем:

Замену элементов питания – сделаем так, чтобы шуруповерт снова работал в обычном режиме.

Повышение мощности – установим батареи с большей емкостью, увеличим период между зарядами в 2 раза

Шуруповерт сняли с производства и купить новый – не вариант?
Замените аккумуляторы!

На что меняем?

Ni-Cd. Никель-кадмиевый на 1300, 2000, 2400мАч

Ni-Mh. Никель-металлогидридный на 2000, 2400, 3000 мАч.

Li-Ion. Литий-ионный (высокотоковый аккумулятор 18650) на 1500, 2000, 2400, 3000, 3400 мАч.

Выполним замену аккумуляторов в шуруповерте на литиевые, никель-кадмиевые или гидридные – в зависимости от ваших пожеланий и целей. Можем увеличить ресурс прибора или восстановить емкость до первоначальногоуровня.

Стоимость нового шуруповерта примерно на 70% состоит из стоимости аккумулятора к нему. Поэтому не удивительно, когда столкнувшись с выходом из строя аккумулятора, мы задаем себе вопрос – что дальше? Покупать новый аккумулятор или шуруповерт, а может, есть возможность произвести ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками и продолжить работу уже привычным инструментом?

В данной статье, которую условно разделим на три части, мы рассмотрим: виды аккумуляторов, которые применяют в шуруповертах (ч.1), их возможные причины выхода из строя (ч.2) и доступные способы ремонта (ч.3).

Содержание

Аккумулятор шуруповерта: конструкция и виды

Следует заметить, что независимо от марки шуруповерта и страны производителя аккумуляторы имеют идентичное строение. Собранный аккумуляторный блок имеет такой вид.

Если мы его разберем, то увидим, что он собран из небольших элементов, которые собраны последовательно. А из школьного курса физики мы знаем, что элементы, имеющие последовательное соединение, слаживают свои потенциалы.

Примечание. Сумма каждого элемента питания и дает нам итоговое напряжение на контактах аккумуляторной батареи.

Наборные части или «банки», как правило, имеют стандартный размер и напряжение, отличаются они только емкостью. Емкость аккумулятора измеряется в А/ч и указывается на элементе (изображено ниже).

Для компоновки аккумуляторов шуруповертов применяют следующие виды элементов:

никель – кадмиевые (Ni – Cd)батареи, с номинальным напряжением на «банках» 1,2V;
никель-металл-гидридный (Ni-MH), напряжение на элементах – 1,2V;
литий-ионный (Li-Ion), с напряжением – 3,6V.

Рассмотрим более подробно достоинства и недостатки каждого вида.

Самый распространённый вид ввиду низкой стоимости;
Не страшны низкие температуры, например как Li-Ion батареям;
Хранится в разряженном состоянии, при этом сохраняет свои характеристики.

Производится только в странах «третьего мира», ввиду токсичности при производстве;
Эффект памяти;
Саморазряд;
Маленькая емкость;
Малое количество циклов заряд/разряд, значит, долго не «живут» при интенсивном использовании.

Экологически чистое производство, есть возможность приобрести высококачественный фирменный аккумулятор;
Низкий эффект памяти;
Низкий саморазряд;
Большая емкость, в сравнении с Ni – Cd;
Большее количество циклов заряд/разряд.

Цена;
Теряет часть характеристик при длительном хранении в разряженном состоянии;
При низких температурах долго не «живет».

Нет эффекта памяти;
Почти отсутствует саморазряд;
Высокая емкость аккумулятора;
Количество циклов заряд/разряд в разы больше, нежели у предыдущих типов аккумуляторов;
Для набора необходимого напряжения необходимо меньшее количество «банок», что существенно уменьшает вес и габариты аккумулятора.

Высокая цена, почти в 3 раза в сравнении с никель – кадмиевым;
Через три года происходит существенная потеря емкости, т.к. Li разлагается.

С элементами мы познакомились, перейдем к остальным элементам аккумуляторного блока шуруповерта. Разборка блока, например, для ремонта аккумулятора шуруповерта Hitachi (изображен ниже), очень проста – откручиваем шурупы по периметру и разъединяем корпус.

Корпус имеет четыре контакта:

Два силовые, «+» и «-» , для заряда/разряда;
Верхний управляющий, он включен через термодатчик (термистор). Термистор необходим для защиты батарей, он отключает или ограничивает ток заряда при превышении определенной температуры элементов (как правило, в диапазоне 50 – 600С). Нагрев происходит по причине больших токов при форсированном заряде, так называемая «быстрая» зарядка;
Так называемый «сервисный» контакт, который включен через сопротивление 9Ком. Он используется для сложных зарядных станций, которые выравнивают заряд на всех элементах аккумулятора. В быту такие станции ни к чему, ввиду их высокой стоимости.

Вот собственно и вся конструкция аккумулятора. Ниже приведено видео, о том, как разобрать блок.

Определение неисправности

С назначением элементов конструкции аккумулятора разобрались, теперь рассмотрим, как определить неисправность, это ч.2 ремонта аккумулятора шуруповерта. Сразу заметим, что все элементы разом выйти из строя не могут, а поскольку цепь у нас последовательная, при выходе одного элемента – не работает вся цепь. Значит, наша задача определить, где у нас в цепи самое слабое звено.

Для этого нам будет необходим мультиметр, и для второго способа поиска неисправности лампа на 12В, если Ваш аккумулятор на шуруповерт тоже 12 вольтовой. Порядок действий следующий:

— Ставим аккумулятор на зарядку, ждем сигнала о полном заряде.

— Разбираем корпус и меряем на каждой банке аккумулятора. Для Ni – Cd у нас должно быть 1,2 – 1,4В, в литиевых – 3,6/3,8В.

— Отмечайте все «банки», в которых напряжение меньше номинального. Например, у большинства элементов Ni – Cd напряжение 1,3В, а на одной или нескольких – 1,2/1,1В.

— Собираем аккумулятор и работаем до заметной потери мощности.

— Снимаем, разбираем и меряем падение напряжения на «банках» аккумулятора. На отмеченных элементах «проседание» напряжения будет больше чем на других. Например, на них уже не 1,2В, а 1,0В или еще ниже.

Примечание. Разница между элементами в аккумуляторной батарее в 0,5 – 0,7В считается существенной, это означает, что элемент приходит в негодность.

Таким образом, мы нашли кандидаты на «реанимацию» или «ампутацию» и замену на новые элементы.

Если Ваш шуруповерт работает от напряжения 12 или 13В можно произвести поиск более простым методом. Полностью заряженный аккумулятор разбираем и к контактам «+» и «-» подключаем 12 вольтовою лампу. Лампа будет нагрузкой, и будет разряжать аккумулятор. Далее проводим замеры на элементах батареи, там, где сильнее всего падение напряжения, там и слабое звено.

Есть и другие способы, вместо лампы можно подобрать сопротивление, но для этого уже необходимы азы электротехники, да и сомнительно что бы резистор с необходимым сопротивлением был под рукой.

Другие неисправности очень редко встречаются. Например, потеря контакта в местах пайки батарей или силовых контактах блока, выход из строя термистора. Эта проблемма больше присуща подделкам. В виду редкости, заострять внимание не будем, ограничимся элементами батареи.

С «проблемными» элементами разобрались, необходимо ремонтировать. Как отремонтировать аккумулятор шуруповерта? Вообще для ремонта доступно 2 способа, если так можно выразиться. Это восстановление и замена элементов, которые пришли в негодность.

Можно ли «реанимировать» элементы и как?

Приступим к ч.3 ремонта аккумулятора шуруповерта и сразу оговоримся, что понятие «реанимация» для литий – ионных батарей не применима. Эффекта памяти в них нет, скорее всего, произошло разложение лития, а с этим уже ничего не поделаешь. В таких аккумуляторах необходимо выяснить, в чем причина неисправности: сам элемент или схема управления. Здесь два варианта:

меняем схему управления от другой, но аналогичной нашей, батареи, если помогло – находим замену и меняем;
подать 4V на элемент с током примерно в 200мА, для этого необходимо регулируемое зарядное устройство. Если напряжение на элементе растет до 3,6V – элемент исправен, проблема в других элементах, либо в схеме управления.

Восстановительный ремонт аккумулятора шуруповерта доступен преимущественно для Ni – Cd батарей, но они, как правило, и самые распространённые в бытовых шуруповертах.

Итак, как реанимировать аккумулятор шуруповерта? Существует два вида «реанимации» для этих видов аккумуляторов:

Метод уплотнения или сжатия (он сработает в тех случаях, когда электролит все еще в наличии, но потерян объём);
«Прошивка» напряжением и током большим от номинального. Этот способ позволяет устранить эффект памяти, и хотя и не полностью, но восстановить утраченную емкость.

Этот способ приведен ниже на видео.

Примечание. Как правило, в никель – кадмиевой батарее основная причина потери емкости – выкипание электролита, и если его критически мало – никакая «прошивка» не поможет.

Этот способ, если его результат будет положительным, не решит проблему выхода из строя элементов. Скорее он лишь отсрочит замену пришедших в негодность и в дальнейшем все равно понадобится ремонт аккумулятора шуруповерта Макита или любого другого.

Ремонт и замена элементов аккумулятора шуруповерта

Более действенный способ ремонта аккумуляторов для шуруповерта – замена элементов, которые определены нами как неисправные.

Для осуществления ремонта нам необходим либо аккумулятор — «донор», в котором часть элементов исправна, либо новые «банки». Приобрести их не составит большого труда, даже в интернете Вы с легкостью найдете с десяток магазинов, которые готовы выслать эти элементы по почте. Цена особо не кусается, например никель- кадмиевый элемент емкостью в 2000 мА/ч стоит в районе 100 рублей.

Примечание. Приобретая новый элемент, следите за тем, чтобы его емкость и габариты совпадали с родными элементами.

Так же нам понадобится паяльник, малокорозийный флюс (желательно спиртовой флюс на канифоли) и олово. О точечной сварке не говорим, так как для разового ремонта аккумулятора вряд ли есть потребность ее приобретать или собирать…

В самой замене ничего сложного нет, тем более если хоть какой — то опыт в пайке есть. На фотографиях достаточно подробно все изображено, обрезаем неисправный элемент, вместо него запаиваем новый.

Необходимо отметить несколько нюансов:

при пайке паяльником, старайтесь паять быстро, так что бы аккумулятор не нагревался, т.к. рискуете испортить его;
при возможности соединение реализуйте при помощи родных пластин, или используйте таких же размеров медные, это важно потому как токи зарядки большие и при неправильном сечении соединительных проводов они будут греться, соответственно будет срабатывать защита термистора;
ни в коем случае не перепутайте плюс батареи с минусом – соединение последовательное, значит, минус предыдущей банки идет на плюс новой банки, а минус новой — на плюс следующей.

После того как спаяли новые элементы, необходимо выравнивание потенциалов на «банках», поскольку они разные. Проводим цикл заряд/разряд: ставим заряжаться на всю ночь, даем сутки на остывание и меряем напряжение на элементах. Если мы все сделали правильно, картина будет примерно такой: на всех элементах одинаковый показатель мультиметра, в пределах 1,3В.

Далее приступаем к разряду батареи, вставляем аккумулятор в шуруповерт и нагружаем его «по полной». Главное щадите сам шуруповерт, иначе придется ремонтировать и его. Доводим до полного разряда. Данную процедуру повторяем еще два раза, т.е. заряжаем и полностью разряжаем.

Следует отметить, что процедуру стирания «эффекта памяти» следует проводить раз в три месяца. Проводится по аналогии вышеописанной тренировки.

Такая не очень хитрая процедура продлит работу Вашего шуруповерта, по крайней мере, до тех пор, пока его самого не придётся менять на новый

Шуруповёрты – наиболее востребованный вид бытового электроинструмента с аккумуляторным приводом. Преимущественное использование данной техники вдали от стационарных источников электричества обуславливает повышенные требования к качеству аккумуляторных банок. Их долговечность, оперативность замены и подзарядки зачастую становится решающим критерием выбора модели инструмента.

Разновидности аккумуляторов под шуруповёрты

Особенностями выбора данной продукции считаются способность двигателя реализовать изменение числа оборотов главного вала, в зависимости от нагрузки. Она, в свою очередь, зависит от материала древесины (при этом многие пользователи применяют шуруповёрты также и для вкручивания саморезов), и диаметра крепежа.

Банки для аккумулятора шуруповёрта должны, следовательно, обладать следующим набором потребительских характеристик:

Легко и быстро возобновлять свой первоначальный уровень заряда.
Не страдать пресловутым «эффектом памяти», который особенно вредит малоопытным пользователям, стремящимся впрок, «на всякий случай» дополнительно «набить» банку амперчасами.
Допускать ремонт и возобновление своих характеристик практически до первоначального уровня.
Подходить к большему количеству моделей рассматриваемой техники.
Обладать оптимальным соотношением «цена-качество».
Обладать минимальным саморазрядом.

Кроме того, желательно, чтобы шуруповёрт имел индикатор остатка заряда ёмкости аккумулятора: это существенно облегчает удобство применения инструмента.

Отличаются аккумуляторные банки лишь величиной своей ёмкости, а она определяется исключительно типом аккумулятора. Практически используется следующие пять видов:

Никель-кадмиевые аккумуляторы (каждая банка имеет напряжение 1,2 В);
Никель-металлгидридные, которые имеют такой же уровень первичного напряжения;
Литий-ионные, отличающиеся увеличенным втрое уровнем своего потенциала (3,6 В);
Литий-полимерные, которые не обладают эффектом памяти, отличаются наибольшей компактностью, но, к сожалению, являются одноразовыми.

При этом количество элементов может быть разным, и зависит от мощности, потребляемой шуруповёртом, либо от развиваемого инструментом максимального крутящего момента. Практическое соотношение между основными рабочими параметрами (при работе по сухому сосновому брусу стальным крепежом с диапазоном диаметров 4…6 мм) следующее:

Номинальный крутящий момент, Н∙м	10	16	25	31,5	40	60
Напряжение, В	12	12	14,4	14,4	16	18
Потребляемая мощность. Вт	28	30	32	42	48	56

Увеличение мощности связано с тем, что у большинства профессиональных моделей шуруповёртов привод осуществляется не от одной, а от нескольких (до трёх), последовательно соединённых аккумуляторных батарей. Имеют значение также глубина вкручивания крепежа, его материал (алюминиевые шурупы обладают повышенным коэффициентом трения по древесине), а также влажность материала.

Текущее регламентное обслуживание банок аккумуляторов шуруповёртов

Потеря ёмкости батареи со временем – явление неизбежное, в таком случае банки для аккумулятора шуруповёрта следует подвергнуть несложной диагностике.

Процесс начинают с разборки корпуса – процедуры весьма удобной для всех продающихся моделей. При вскрытии обнаруживаются следующие контактные гнёзда:

Силовые для создания требуемой разности потенциалов, обозначаются они стандартно — «плюс» и «минус»;
Управляющий контакт, который снабжается датчиком, ограничивающим предельное значение тока разрядки. Это необходимо для того, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры на банках при их форсированной зарядке, а также при длительной работе шуруповёрта на предельных для него режимах эксплуатации (указываются производителем в мануале);
Сервисный контакт (опционно), который включается в электросхему через дополнительное сопротивление и предназначен для сглаживания пиков потребления энергии в случае работы инструмента одновременно с разными материалами, диаметрами шурупов, а также глубинами их ввинчивания.

В случае, когда аккумуляторные банки не выдают требуемое напряжение на выходе, чаще всего «виновата» лишь одна их них, поскольку соединение элементов — всегда последовательное. Для проверки подойдёт тестер, пределы измерения электрических параметров которого соответствуют паспортному значению напряжения на аккумуляторе. После полной (по индикатору) зарядки напряжение на каждой банке должно равняться паспортному, ±10% (чаще – в «плюс»). При этом напряжение на одной из банок обязательно будет ниже на 0,1…0,2 В.

После этого корпус собирается, и инструмент включается в тестовую или обычную эксплуатацию. Работать на шуруповёрте стоит до момента, когда мощность ощутимо падает (например, очередной шуруп того же диаметра не удаётся вкрутить в материал на протяжении вдвое увеличенной, против требующейся, нормы времени).

При вскрытии корпуса напряжение на той банке, которую не удалось зарядить до номинала, будет намного меньше, чем у остальных. При этом итоговая разница в потенциалах будет намного больше, чем после зарядки – иногда до 0,7…0,8 В. Дефектная банка что называется «течёт», а потому подлежит первоочередной замене.

Для теста банок необязательно проводить какие-то работы по вкручиванию крепежа. Можно на выход батареи подключить какое-нибудь внешнее сопротивление, например, лампочку соответствующего рабочего напряжения. Интенсивность падения напряжения на одной из банок и определит тот элемент батареи, который необходимо менять.

Ещё проще ситуация, когда потеря ёмкости банки аккумулятора связана с плохим состоянием контактов, либо выходом из строя термодатчика. В первом случае это обнаруживается по резко повышенному значению температуры на контакте, во втором – по стабильности работы сервисного контакта. Термодатчик придётся заменить. Относительно техники, которая находится на гарантийном обслуживании, это лучше делать в сервисной мастерской, иначе возможна установка датчика, который по своим параметрам не соответствует технической характеристике конкретной модели инструмента.

Ремонт аккумуляторных банок шуруповёртов

В некоторых случаях банки для аккумулятора шуруповёрта можно отремонтировать. Это касается исключительно никель – кадмиевых аккумуляторов, поскольку ни литий-ионные, ни литий-полимерные элементы не восстанавливаются. Причина – в химической нестабильности соединений лития, которые со временем разлагаются.

Происходит это следующим образом. Со временем значение энергии, которая требуется для перемещения ионов электролита в среде оксидов лития, возрастает. Происходит это потому, что кристаллическая структура катода при увеличении количества циклов «зарядка/разрядка» изменяется, причём так, что энергия высвобождения ионов увеличивается. В результате количество свободных ионов лития с каждым циклом снижается, и заряд банки при той же длительности процесса зарядки будет меньше.

Кроме того, на зарядку неблагоприятно влияют коррозия, шелушение графитовых пластин, из которых состоит анод и пр.

Ремонт банок аккумуляторов негарантийного инструмента начинают с замены схемы управления. Если с новой схемой зарядка происходит нормально, а банки при эксплуатации шуруповёрта «садятся» как и положено новым, то цель достигнута.

Вместе с тем замена схемы управления – кардинальный способ, его стоит использовать лишь тогда, когда остальные, более простые процедуры реанимации банок не привели к должному результату. Поэтому стоит попробовать один из следующих вариантов:

Сжать любым способом дефектную банку. Это можно сделать пассатижами, равномерно по всей внешней поверхности, стараясь не зацепить места контактных выводов. Электролит внутри банки уплотнится, а его накопительные возможности восстановятся, хотя и на менее продолжительный период времени;
Подать на батарею электрический импульс значительно большей мощности, как по току, так и по напряжению. При этом эффект памяти сбивается. Для этого к заряженной батарее следует в качестве внешней нагрузки подключить конденсатор ёмкостью до 7000…7500 мФ, который необходимо предварительно зарядить до разности потенциалов 18…20 В. При этом следят за тем, чтобы остаточное напряжение на банке после разрядки было не ниже 0,6…0,7 В.

Любой из описанных выше способов позволяет продлить жизнь никель-кадмиевым аккумуляторам, однако на достаточно короткое время. Дело в том, что со временем электролит от постоянно высоких температур внутри испаряется, и восстановление оказывается невозможным.

Замену дефектной банки выполняют впаиванием новой, используя канифольный флюс. Процесс следует вести быстро, не перегревая банку, после чего батарею сразу же ставят на контрольную зарядку/разрядку.

Приобретать новые элементы следует в специализированных магазинах, где опытные консультанты всегда смогут оказать квалифицированное содействие в подборе требуемых составляющих.