Как соединить аккумуляторы в шуруповерте – Как спаять аккумуляторы для шуруповерта — novaso

Аккумулятор устанавливается на твердую поверхность, при помощи подходящего инструмента вздутая пластина продавливается на штатное место. Газ уходит из полости корпуса через образующиеся щели, но впоследствии секция выходит из строя из-за утечки и испарения электролита через отверстие.

Вторая методика восстановления лишена подобного недостатка, способ основан на принудительном стравливании газа.

Производится отгибание вбок положительной контактной пластины, затем при помощи затупленного шила производится выемка предохранительной пластины из штатного места на корпусе. На кожухе формируется отверстие, через которое стравливается излишек газа (можно услышать шипящий звук). Затем вздутая крышка вдавливается на место, а отверстие заливается припоем или силиконовым герметиком. Положительная пластина крепится дополнительно.

Восстановление с помощью воды

Одной из распространенных методик восстановления никель-кадмиевых элементов является доливка в банки дистиллированной воды (использовать водопроводную или кипяченую воду категорически запрещено).

Заливка воды в батарею выполняется при помощи шприца.

Процедура не требует использования специальных приборов и проводится своими руками в домашних условиях.

Пользователю необходимо разобрать пластиковый кожух АКБ и извлечь установленные внутри цилиндрические элементы.

Затем при помощи тестового прибора определяются детали с минимальным напряжением (1 В и ниже).

Доливка дистиллированной воды производится чистым медицинским шприцем через отверстие в корпусе диаметром не более 1 мм. Игла обрезается до длины 1-1,5 мм, а затем наконечник вставляется в кожух. Внутрь заправляется 0,7-1,0 см³ жидкости, при дополнительной доливке вводится еще до 0,5 см³ (данные указаны для элемента стандарта 18650).

Путем замены нескольких элементов

Для восстановления работоспособности банки возможна замена вышедших из строя элементов питания. Для определения поврежденных узлов используется тестовый прибор, замер производится после снятия защитного пластикового кожуха.

Изъятию подлежат батареи с напряжением ниже 0,7 В (для никель-кадмиевой конструкции) и менее 2,5 В (для литий-ионного устройства). Эти изделия заменяются аккумуляторами с идентичными габаритами и параметрами, перемычки припаиваются оловянно-свинцовым припоем (с использованием специальных флюсов или канифоли).

Как устранить эффект памяти

При неполноценной зарядке и последующем разряде наблюдается обратимое снижение емкости батареи, называемое эффектом памяти. Устройство запоминает нижнюю границу показателей, что приводит к постепенному ухудшению рабочих характеристик. Явление заметно на изделиях никель-кадмиевого типа, никель-металлогидридные аккумуляторы обладают слабо выраженным эффектом запоминания. Литий-ионные устройства эффекту не подвержены.

Для восстановления емкости необходимо выполнить полную разрядку источника тока при помощи лампы накаливания (рассчитанной на напряжение 12 Вольт) и затем подключить штатный зарядный блок. Процедура повторяется от 3 до 5 раз, что позволяет довести емкость до стартового значения.

Как правильно доливать дистиллированную воду

Перед заливкой воды следует найти неисправные батареи.

Последовательность действий при заправке аккумулятора водой:

1. Отделить неисправные элементы от общей аккумуляторной банки, перемычки сохраняются для последующей сборки.
2. Просверлить боковую поверхность кожуха в месте изгиба стенки. Сверление выполняется на толщину материала корпуса, заглубление сверла в электролит запрещается.
3. Ввести в полость элемента 1 мл дистиллированной воды (при помощи медицинского шприца с укороченной иглой).
4. Выдержать аккумулятор при комнатной температуре на протяжении 24 часов, затем производится контрольный замер напряжения.
5. Зарядить батарею устройством, предназначенным для никель-кадмиевых источников тока.
6. Выдержать АКБ на протяжении 5-7 суток, а затем проверить значение напряжения. Если показатели снизились, то заливается дополнительная доза воды и проводится повторная зарядка. Если параметры не упали, то выполняется герметизация корпуса (припоем или силиконовым материалом).
7. Соединить батареи в общую банку, используя контактную сварку или пайку. Провести тренировочные циклы разрядки и зарядки восстанавливаемой АКБ, позволяющие увеличить емкость.

Способ подходит только для изделий никель-кадмиевого типа, остальные аккумуляторы водой не заправляются.

3batareiki.ru

Как восстановить аккумулятор шуруповерта

Понадобится

Восстанавливаем аккумуляторную батарею шуруповерта

Как отремонтировать аккумулятор шуруповёрта своими руками

В нашей мастерской появилось много удобного и многофункционального электроинструмента, без которого трудно обойтись. Шуруповерт – один из них. С ним не страшен никакой ремонт. Особенно удобен такой инструмент, который работает на автономном источнике питания – аккумуляторах. Зарядил заранее там, где есть электроэнергия, и целый день можешь работать в любом отдаленном от сети уголке.

Содержание статьи:

Особенности видов аккумуляторов + (Видео)

Акб – это самая важная деталь в шуруповерте. Если инструмент стал плохо работать, то одной из причин является выход из строя аккумуляторов. Новый аккумуляторный блок стоит чуть меньше самого шуруповерта. И надо сделать серьезный выбор – покупать новый блок или новый инструмент. Не дешевое удовольствие.

Но, если это создал человек, то человек может и отремонтировать. Главное чтобы работала голова, и руки имели правильный исток. Своими руками можно сделать ремонт аккумуляторов, которые после этого проработают еще не один год.

Аккумуляторные батареи состоят из нескольких элементов. Они очень похожи на обычные батарейки, но могут заряжаться. Число циклов заряда определяет основную цену элементов. По видам материала аккумуляторные элементы делятся на:

• никель-кадмиевые;
• литий — ионные;
• никель — металл – гидридные.

В списке они расположены по частоте применения. Никель – кадмиевые элементы (Ni-Cd) наиболее часто встречаются в шуруповертах разных марок. Это объясняется сравнительной дешевизной. Но они имеют низкое отдаваемое напряжение и число циклов заряда – разряда тоже низкое. Напряжение на одном таком аккумуляторе около 1.2 В. Если шуруповерту для работы требуется 12 В, то батарея должна состоять не менее чем из 12 таких элементов.

Они долго хранятся в незаряженном состоянии и не боятся температур. Но уровень саморазряда заставляет часто заряжать батарею, что и является поводом выхода из строя. Экология производства таких аккумуляторов приемлема не в каждой стране мира, но, может быть, поэтому они и дешевле.

Литий – ионные (Li – Ion) аккумуляторы имеют лучшие показатели. Напряжение на отдельном экземпляре достигает 3.6 В. Высокая емкость заряда. Для работы инструмента достаточно четырех штук. Это очень радует руки, потому что инструмент надо и переносить, и держать в руках на любой высоте. Число циклов заряда высокое, но вот цена тоже не низкая. Зато батарея не имеет «памяти» к уровню заряда. И саморазряд небольшой. Словом, все хорошо кроме цены.

Никель – металл – гидридные (Ni – MH) аккумуляторы имеют почти все недостатки предыдущих марок. При качестве никель – кадмиевых элементов их цена равна стоимости литий – ионных. Применение на практике очень низкое там, где есть низкие температуры. Низкие температуры выводят из строя сразу всю батарею.

Отремонтировать батарею аккумуляторов своими руками можно, но это не означает, что можно отремонтировать один элемент. Один элемент можно попытаться восстановить, а если восстановление не помогает, то его надо просто заменить. Заменить можно вообще все элементы батареи. Это самый лучший вариант – купить новые элементы и сделать замену. Но это не всегда быстро, а инструмент нужен сейчас.

Определение неисправности

Неисправность батареи может прятаться в каком-то одном элементе или в нескольких. Редко выходят из строя сразу все. Это и дает надежду на возможность починить инструмент. Чтобы отыскать неисправный элемент потребуется любой мультиметр, который должен быть в мастерской обязательно и автомобильная лампочка мощностью около 20 Вт.

Заряжаем батарею положенное время, затем нагружаем ее на лампочку. Пока лампочка светится – прибором выбираем те аккумуляторы, на которых напряжение будет самым низким. Скорее всего, они и являются причиной выхода из строя. Для более точной диагностики эти элементы надо выпаять из батареи.

Батарея спаянная, а вернее сварена с помощью соединительных пластин методом точечной сварки. Надо аккуратно бокорезами или другим подходящим инструментом оторвать пластины.

На отсоединенных элементах проверяем амперметром того же мультиметра ток прямого замыкания. Просто замыкаем «+» и «-» щупами прибора. Ток на неисправном аккумуляторе будет заметно меньше, чем на остальных.

В чем криминал такого явления? Дело в том, что «плохой» элемент не дает возможность нормально заряжать другие. Он становится своеобразным сопротивлением на пути тока, и вся батарея становится незаряженной до нужного значения. Через некоторое время из-за постоянного низкого уровня заряда она выйдет вся из строя.

Восстановление элементов — реальность

Эффект «памяти» аккумулятора имеет много толкований, но смысл этого явления заключается в том, что элемент с каждой зарядкой снижает емкость заряда. Восстановить отдельный аккумулятор, значит восстановить работоспособность всей батареи.

Способы восстановления разные, но не все дают результат. Часто помогает многоразовый цикл заряда – разряда. Отдельный элемент заряжают, а потом разряжают на лампочку. После полного разряда повторяют заряд. Эту манипуляцию выполняют до тех пор, пока элемент не начнет набирать достаточную емкость заряда. Если же такого не происходит – его утилизируют, а проще – выбрасывают.

Иногда специалисты применяют метод шоковой зарядки. На безнадежный элемент, который не откликнулся на восстановительные меры, подают не 1.2 В, а все 12 В. Такая шоковая встряска иногда приносит результат. Это еще одна попытка перед окончательным выбросом.

Интересны методы восстановления неспециалистов. Они, конечно, похожи на шаманство, но тоже существуют. Относятся они только к Ni-Cd образцам. Предлагается элемент положить в морозилку на 1 час, а потом положить его в полиэтиленовый пакетик и просто постучать по нему каким-нибудь предметом. Если выбрасывать жалко – пробуйте.

Ремонт и замена своими руками

Когда все методы восстановления не принесли успеха, а отбракованные элементы ушли в небытие, необходимо подыскать им замену. Идеальной заменой будет новый элемент или комплект элементов, но из-за отсутствия таковых можно подобрать живой элемент из другой отслужившей батареи. Отобрать его можно тем же методом, каким отбраковывают элемент из батареи.

Замена на элемент бывший в употреблении не так неразумна, как кажется. Если взять новый элемент, то его качества могут затеряться на фоне старой батареи, а старый живой элемент будет работать в равных условиях.

Пайка – самый сложный момент + (Видео)

На заводе аккумуляторы сваривают точечной сваркой. Но не в каждой домашней мастерской она есть. Ходят упорные мнения, что воздействия высокой температуры на элементы выводят их из строя. Мнения есть, но доказательств тому нет. Поэтому соединить элементы в батарею можно методом обычной пайки. Метод проверялся и на li ion аккумуляторах.

Для этого берется электрический паяльник мощностью 40 – 60 Вт, флюс для пайки никеля или тот, который есть и полоски нетолстой жести. Из жести изготавливаются соединители.

Перед сборкой необходимо залудить все контактные места аккумуляторов и соединительные пластины. Затем накладываем пластину на контакт и прижимаем паяльником. Мощный паяльник может быстро спаять луженый слой. Для этого достаточно доли секунды.

Проверяем пайку на физический разрыв. Подобным образом надо перепаять следующие контакты. Ничего сложного в этом процессе нет. Нужна определенная аккуратность и навык, чтобы сделать все самому. После пайки протираем все места спиртом, чтобы удалить остатки флюса, собираем батарею в корпус и ставим на зарядку. После полной зарядки делаем полную разрядку для выравнивания элементов и батарея готова к использованию.

Правильная эксплуатация экономит ваш бюджет + (Видео)

Правило эксплуатации одно – поддерживать батарею в рабочем состоянии. Раз в месяц полностью ее заряжать и разряжать, имитируя работу шуруповерта – многократно включать его и выключать. Хотя бы на холостом ходу. Вот и вся хитрость.

instrument-blog.ru

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Возможно кому нибудь обзор покажется неполным, так как переделке подверглась только сама батарея, но не волнуйтесь, я планирую сделать вторую часть обзора, где попробую ответить на вопросы по переделке зарядного устройства. А заодно хотелось бы узнать, как считает общественность, что лучше — универсальная плата совмещенная с БП, плата сама по себе, платы DC-DC или другие варианты.

Шуруповерты, да и просто любой другой аккумуляторный инструмент, производится уже довольно много лет. Потому на руках у пользователей накопилась довольно большая масса как старых батарей, так и лежащего иногда мертвым грузом инструмента.
Путей решения данной проблемы несколько:
1. Просто ремонт батареи, т.е. замена старых элементов на новые.
2. Переделка с аккумуляторного питания на сетевое, вплоть до установки БП в аккумуляторный отсек.
3. Замена Никель-кадмиевых и Никель-Металл гидридных на Литиевые.

В качестве небольшого отступления, иногда смысла переделывать/ремонтировать просто нет. Например если у вас совсем дешевый шуруповерт, купленный на мегараспродаже за 5 баксов, то вас может несколько удивить, что стоимость переделки выйдет как несколько таких шуруповертов (я утрирую). Потому надо сначала для себя прикинуть плюсы/минусы от переделки и ее целесооразность, иногда проще купить второй инструмент.

Первый вариант наверняка многие уже проходили, как впрочем и я. Он дает результат, хотя в случае фирменного инструмента часто хуже, чем был изначально. По цене выходит немного дешевле, по трудоемкости проще и значительно.

Второй вариант также имеет право на жизнь, особенно если работа происходит дома и неохота тратиться на замену аккумуляторов.

Третий вариант самый трудоемкий, но позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики инструмента. Это и увеличение емкости аккумулятора и отсутствие «эффекта памяти», а иногда и увеличение мощности.
Но кроме трудоемкости появляется побочный эффект, литиевые аккумуляторы немного хуже работают на морозе. Хотя при условии, что многие фирмы без проблем производят такой инструмент, то я считаю, что иногда проблема преувеличена, хотя и справедлива.

Батареи имеют разную конструкцию, хотя в общем они имеют много общего, потому я буду рассказывать, а заодно и показывать на примере одного из представителей такой категории, шуруповерта Bosch PSR 12 VE-2. Этот шуруповерт моего товарища, он же и выступил «спонсором» обзора, предоставив для переделки сам шуруповерт, аккумуляторы, плату защиты и расходники.
Шуруповерт довольно неплохой, имеется блокировка шпинделя, две скорости, потому переделывать имеет смысл.

В электроинструменте применяются аккумуляторы, рассчитанные на большой разрядный ток.
Я не так давно делал обзор разных аккумуляторов, в конце которого привел табличку, которая может помочь в этом вопросе, но если не уверены, то просто найдите документацию по аккумуляторам, которые планируете купить. Благо у фирменных аккумуляторов обычно с этим проблем нет.

Следует помнить, что часто заявленная емкость аккумулятора обратно пропорциональна максимально отдаваемому току. Т.е. чем на больший ток рассчитан аккумулятор, тем у него меньше емкость. Пример конечно довольно условный, но очень близок к реальности. Например очень емкие аккумуляторы Panasonic NCR18650B для электроинструмента не подходят, так как их максимальный ток всего 6.8 Ампера, шуруповерт же потребляет 15-40 Ампер.

Для переделки батареи данного шуруповерта были выбраны аккумуляторы LGDBHG21865.
Шуруповерт не очень мощный, потому я думаю что проблем быть не должно. Аккумуляторы рассчитаны на длительный разрядный ток в 20 Ампер, при выборе аккумуляторов следует найти в документации на аккумулятор соответствующую строку и посмотреть какой ток там указан.

При выборе количества требуемых аккумуляторов для замены следует руководствоваться тем, что условно один литиевый (LiIon, LiPol) заменяет 3 штуки обычных. В 12 Вольт батарее стоит 10 штук, потому обычно их меняют на 3 штуки литиевых. Можно поставить 4 штуки, но инструмент будет работать с перегрузкой и возможны ситуации, когда может пострадать.
Если у вас 18 Вольт батарея, то там скорее всего стоит 15 обычных, которые меняются на 5 литиевых, но такой инструмент встречается реже.
Или говоря простым языком,
2-3 NiCd = 1 литиевый,
5-6-7 NiCd = 2 литиевых,
8-9-10 NiCd = 3 литиевых,
11-12-13 NiCd = 4 литиевых
и т.д.

1. Кассета, очень просто и доступно, но категорически не рекомендуется для больших токов, так как имеет высокое сопротивление контакта.
2. Пайка. Вполне имеет право на жизнь, я сам так делаю иногда, но данный способ имеет нюансы.
Как минимум паять надо уметь. Причем уметь паять правильно, а главное — быстро.
Кроме того надо иметь соответствующий паяльник.
Пайка происходит следующим образом: Зачищаем место контакта, покрываем это место флюсом (я использую F3), берем залуженный провод (лучше не очень большого сечения, 0.75мм.кв достаточно), набираем на жало паяльника много припоя, прикасаемся к проводу и вместе с ним прижимаем к контакту аккумулятора. Либо прикладываем провод к месту пайки и паяльником с большой каплей припоя прикасаемся к месте между проводом и аккумулятором.
Но как я писал выше, способ имеет нюансы, необходим мощный паяльник с массивным жалом. Аккумулятор имеет большую теплоемкость и при легком жале он банально его остудит до такой температуры, что припой «примерзает», иногда вместе с жалом (зависит от паяльника). В итоге вы будете долго пытаться прогреть место контакта и в итоге перегреете аккумулятор.
Потому берут старый паяльник с большим медным жалом, желательно хорошо прогретый, тогда прогреваться будет только место пайки и после тепло просто распределится и общая температура будет не очень высокой.
Проблемы касаются минусового вывода аккумулятора, с пайкой плюсового обычно сложностей нет, он легче, но тоже сильно перегревать не советую.

В любом случае, если у вас нет опыта пайки, то крайне не рекомендую этот способ.

3. Самый правильный способ — точечная сварка, мгновенно, без перегрева. Но сварочный станок должен быть правильно настроен чтобы не сделать сквозную дыру в дне аккумулятора, потому лучше обратиться к профессионалам. За небольшую денежку на рынке вам сварят вашу батарею.
Альтернативный вариант, в некоторых онлайн магазинах предлагается услуга (вернее варианты лотов, с лепестками и без) по привариванию контактных лепестков, это не очень дорого, но гораздо безопаснее пайки.

Данную сборку «сварил» тот же товарищ, который и дал мне шуруповерт для обзора.
На фото видно, что между лепестком и корпусом аккумулятора проложен тряпичный изолятор. Это важно, так как без него вы можете перегреть лепесток и он проплавит изоляцию аккумулятора, последствия думаю понятны.

Дальше следует этап установки сборки в батарейный отсек. Тривиальная на первый взгляд операция кроет в себе небольшие подводные камни.
Для начала вымываем пыль и грязь из отсека. Я сделал ошибку и протер только нижнюю часть, остальное потом вычищал щеткой и ваткой. Потому проще помыть с мылом и просушить.

Дальше приклеивание сборки. В исходном варианте аккумуляторы просто были зажаты половинками корпуса, но в нашем случае такое редко возможно, потому сборки чаще всего приклеивают.
Здесь как и раньше, есть несколько вариантов, рассмотрим их.
1. Двухсторонний скотч
2. Термоклей
3. Силиконовый герметик
4. Прибить насквозь 150 гвоздями, а с обратной стороны загнуть. 🙂

Так как последний вариант больше подходит для любителей экстрима, то распишу более «приземленные».
1. Очень просто и удобно, но так как место контакта маленькое, то держит не очень хорошо, а кроме того надо использовать хороший скотч.

2. Вариант хороший, сам иногда пользуюсь (кстати, применяю черный термоклей). Но в данном случае не советовал бы. Дело в том, что термоклей имеет свойство «плыть» при нагреве. Для этого достаточно забыть шуруповерт летом на улице и получить в итоге болтающуюся внутри батарею. Я не скажу что такое будет обязательно, но такое свойство клей имеет, факт. Кроме того, термоклей не очень хорошо липнет к массивным элементам и при нагрузке может просто отвалиться.

3. На мой взгляд самый удобный вариант. Герметик не боится нагрева, не течет со временем и имеет хорошую адгезию к большинству материалов. Кроме того он довольно эластичен и при этом практически не теряет эластичность со временем.

Я использовал санитарный герметик Церезит. На фото может показаться что он еле намазан, это не так, герметика довольно много. Кстати, следует учитывать, что большинство герметиков не клеит к предыдущему слою герметика.
Кроме того можно применить похожий монтажный клей в таких же тубах, например «Момент», но силикон мне кажется более подходящим.

В общем наносим герметик, вставляем нашу сборку, прижимаем и оставляем сохнуть.

Вот мы и дошли до собственно предмета данного обзора, платы защиты. Заказаны они были еще весной, но посылка потерялась, их потом выслали заново, в итоге они таки пришли.
Почему были заказаны именно эти платы я уже не вспомню, но они смирно лежали и ждали своего часа, дождались 🙂

Табличка очень похожа на таблички от других плат, потому я выделю отдельные важные пункты.
1. Ток балансировки, так как данная плата этого не умеет, то здесь прочерк
2. Максимальный длительный ток, для большинства применения надо 20-25 Ампер. На менее мощном инструменте достаточно и 15-20, более мощный потребует 25-35 и более.
3. Максимальное напряжение на элементе, при котором плата отключает батарею. Зависит от типа примененных аккумуляторов.
4. Минимальное напряжение на элементе при котором плата отключит нагрузку. 2.5 Вольта это довольно мало, лучше выбирать этот параметр таким же, как заявлено в даташите на аккумулятор.
5. Ток, при котором срабатывает защита от перегрузки. Не надо стремится к запредельным величинам. Хотя этот ток напрямую связан с максимальным рабочим, потому обычно здесь проблем нет. Даже если сработала защита, то чаще всего достаточно просто отпустить кнопку шуруповерта и потом нажать опять.
6. Данный пункт отвечает за автоматический сброс срабатывания защиты.
7. Сопротивление ключевых транзисторов, чем меньше, тем лучше.

Платы в основном делятся на два типа (хотя на самом деле их больше), с возможностью балансировки и без.

Объясню, что такое балансировка и зачем она вообще нужна.
Сначала вариант «пассивной» балансировки.
Такой вариант применяется на подавляющем большинстве плат как самый простой в реализации.
По мере достижения аккумулятором порогового напряжения он начинает нагружаться на резистор, который берет на себя часть зарядного тока. Пока этот аккумулятор «борется», друг

www.kirich.blog

Изготовление сменного батарейного блока к запасному Li-Ion аккумулятору для Ni-Cd шуруповерта, с использованием холдера для 18650 Li-Ion аккумуляторов

Из-за удобства их применения холдеры давно и успешно используют во всяких DIY проектах: пауэрбанках, зарядках, источниках автономного питания и пр. Так же давно холдеры пытаются использовать и для переделки шуруповертов на литиевое питание, но результаты получаются положительными не всегда.
В чем же проблема с использованием холдеров для аккумулятора шуруповерта? Во-первых, при высоких рабочих токах шуруповерта контакты холдера сильно нагреваются. Из-за этого пластиковый корпус холдера плавится, что приводит к его разрушению и выходу аккумулятора из строя. Во-вторых, шуруповерт теряет мощность, т.к. значительная часть энергии банок уходит на нагрев контактных проводников холдера. Особенно это касается холдеров с круглыми пружинами, на которых заметно падает напряжение из-за большой длины и малого сечения пружинок. Итак, общее проблемное место всех холдеров — это их контакты, что ограничивает возможности использования холдеров в устройствах с высоким током потребления.

Означает ли это, что использовать холдеры для шуруповерта в принципе нельзя?

Утверждать столь категорично я бы не стал. Некоторые типы холдеров, после несложной доработки, использовать вполне возможно. Но обязательно нужно учитывать максимальный ток шуруповерта, с которым их планируется применять.

Какие бывают холдеры (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов?

Чаще всего встречаются такие.

Я условно пронумеровал их как №1, 2, 3.

№1 это холдер с круглыми пружинами.

№ 2 и 3 по сути один и тот же холдер с плоскими пружинами, различие только в форме выводов. У № 2 они узкие, а у № 3 широкие. Рядом с этими холдерами я добавил изображения их контактных ламелей.

Почему греются контакты холдера при высоких токах?

При прохождении по проводнику электрического тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока (закон Джоуля-Ленца, Q = I2rt).

Представим, что это контакт холдера (как отрезок проводника, включенный в общую цепь). Если в каком-то месте цепи сопротивление (r, Ом) будет выше, то проводник в этом месте будет греться сильнее.

От чего зависит сопротивление проводника? В основном от 2-х факторов (в дебри уходить не будем, это все же DIY обзор, а не научная статья) – от геометрии проводника и его удельного электрического сопротивления. Вот формула.

где r — сопротивление отрезка проводника; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника; S — сечение проводника.

На какие мысли наводит эта формула?

Чтобы уменьшить r, нужно значение числителя (верхняя часть дроби) сделать как можно меньше, а знаменателя — как можно больше. С ρ мы ничего сделать не можем, что есть, с тем и работаем. А вот L можно уменьшить, сделав путь тока как можно короче. Применительно к плоскому ламелю холдера, это означает, что паять перемычку нужно как можно ближе к месту контакта ламеля с полюсом банки. Холдер с круглыми пружинами имеет большую длину L и соответственно повышенное сопротивление. Однако определяющее значение для выбора правильного холдера имеет сечение S контактного ламеля. Чем больше сечение, тем больший ток может выдержать холдер. На первый взгляд это просто, но есть и нюансы.

На фото холдеров вы наверно обратили внимание, что сечение ламеля на разных участках его длины разное. Что из этого следует? В той области, где сечение меньше, ламель будет греться больше. Кстати, на этом строится принцип работы плавкого предохранителя – где тонко, там и рвется.

А вот еще пример, из области автоэлектрики.

Несложно догадаться, что произойдет с тонким проводком при включении мощного потребителя.

Становится понятно, что соединять ламели холдера между собой нужно в их широкой части — от места контакта ламеля с полюсом банки до места сужения профиля ламеля.

Такой нестандартный способ соединения ламелей нужен только для работы на высоких токах. Для работы в пауэрбанке, например, штатного соединения (т.е. нижнего по рисунку) будет более чем достаточно.

А теперь отвлечемся на минуту от скучных формул.

На какой предмет похож контакт холдера № 2? Мне, как бывшему слесарю-сборщику РЭАиП, он напоминает бутылку (ну кто б сомневался).

Кстати, это наглядная визуализация английского термина bottleneck («узкое место»), применяемого в технических и других науках. Термин произошел из аналогии с узким горлышком бутылки, из-за чего не получается вылить или высыпать всё её содержимое сразу, даже если её перевернуть. При увеличении ширины горлышка увеличивается и скорость, с которой бутылка опустошается. Таким образом, «бутылочным горлышком» называют любой компонент системы, мощность (пропускная способность) которого меньше, чем потребность в нем.

Вот мы и подобрались вплотную к ответу на вопрос, какой тип холдера, с точки зрения банальной физики, лучше всего подходит для использования с шуруповертом. Таблица ниже поможет сделать выбор.

Холдеры с круглыми пружинами отбрасываем сразу. Самое малое сечение контактов из всех 3-х типов, это раз. Большая длина пружинок, значительное падение на них напряжения, это два. Популярная доработка (припаивание медного провода ко 2-му витку пружинок) ничего кардинально не изменит. Холдер №1 можно использовать только для сравнительно небольших токов, порядка 1 ампера, например, в пауэрбанках. Для питания шуруповертов они совершенно непригодны.

Теперь самое интересное. Какой холдер лучше, №2 или №3?

№2 имеет узкие выводы с сечением 0,62 кв.мм, немногим больше чем у холдера №1 (0,38 кв.мм). Такого сечения для питания шуруповерта также явно недостаточно, о чем красноречиво говорит проплавленный корпус холдера на фото ниже. Необходимо использовать нестандартное соединение в широкой части контакта. Плюс холдера №2 – самая большая площадь сечения (в широкой части контакта).

Холдер №3. С одной стороны, он имеет широкие выводы. Но вся их ценность смазывается заужением профиля в середине ламеля (помните про плавкий предохранитель?). Если соединять штатно, эффективное сечение будет всего лишь 1,08 кв.мм. Второй недостаток — сечение даже широкой части контакта холдера №3 на целых 39% меньше такого же сечения холдера №2. 1,9 кв.мм и 2,64 кв.мм соответственно.

Поскольку нагрев контактов сильно зависит от силы тока через них (помните про квадрат тока из формулы Джоуля-Ленца?), то для противодействия ему каждый дополнительный мм2 сечения контактов становится на вес золота. Поэтому лучшим холдером для высоких токов из 3-х перечисленных является тот, который имеет наибольшее сечение контактов в местах их соединения между собой.

Вывод: Для токов шуруповерта лучше подойдет холдер №2, при условии, что соединительные провода будут припаяны к его широкой части.

Следующий важный вопрос – какой ток, ограниченный допустимым нагревом, может на практике выдержать доработанный холдер №2? Такой эксперимент проводил уважаемый kirich в одном из своих обзоров. Вот его результаты.

Судя по термограмме, можно осторожно предположить, что и 20 ампер длительно не являются пределом для данного холдера, однако здесь мы уже упираемся в ограничения по максимальному току самих Li-Ion аккумуляторов форм-фактора 18650 (как правило, 30 ампер длительно).

Как альтернативный вариант, для увеличения токовой отдачи можно также использовать параллельно-последовательное соединение аккумуляторов в холдере. Например, xS2P соединение увеличивает отдаваемый батарейным блоком ток вдвое, xS3P — втрое, и т.д.

Кстати, многие думают, что чем мощнее аккумуляторный шуруповерт, то тем больше у него рабочие токи. Это не всегда так, бывает скорее наоборот. Вот пример. Посмотрите на таблицу со спецификациями моторов ф. Leshi Motor, которые ставились в Ni-Cd шуруповерты.

Мы видим, что 7.2В мотор имеет макс. ток 14,8А и мощность 67,5 Вт.
А 18В мотор имеет макс. ток 8,6А и мощность 113,7 Вт.
Удивительно, правда? Почему так? Здесь при меньшем макс. токе мощность больше за счет повышения напряжения питания (по формуле мощности P=IU).

Поскольку для холдеров критичным является именно ток, а не напряжение, это обстоятельство может в некоторых случаях расширить возможности применения холдеров для переделки на литий мощных 18 вольтовых Ni-Cd шуруповертов.

Ну и наконец, практическая часть.

Изготовление сменного батарейного блока на базе холдера №2

Напомню, что моем шуруповерте Black&Decker CD12C, для которого я делаю этот батарейный блок, стоит 12V двигатель с максимальным рабочим током 9.7А. Провода питания к этому двигателю имеют сечение 0,823 кв.мм (18AWG). Допустимую длительную токовую нагрузку проводов с разным сечением по стандарту AWG можно посмотреть здесь

Это холдер с аккумуляторами, которые я буду использовать. Ссылки на них привел в конце обзора.

Припаял выходные провода и перемычки к ламелям холдера в верхней части. Перемычки в точках 1S и 2S сделал из того же акустического медного провода сечением полтора квадрата, что и выходные провода. Для подключения точек соединения элементов к плате защиты и вольтметру припаял к перемычкам провода с наконечником типа РП-М (автоклемма).

Провода и перемычки не мешают установке аккумуляторов в холдер.

Для обратной совместимости с батарейным блоком от шуруповерта DeWALT DCD 710, который меньше по длине, сделал в адаптере разрезную фигурную вставку. Нижняя часть приклеена, а верхняя при установке холдера вынимается.

Оба блока рядом.

Батарейные блоки в адаптере меняются простой перестановкой.

Напоследок испытал новый батарейный блок в составе шуруповерта, закрутив и выкрутив без перерыва два десятка длинных саморезов, до отсечки на максимальном моменте трещотки. Ничего не задымилось и не расплавилось.
В каких же случаях можно использовать холдер вместо пайки/сварки банок? Мое личное мнение на этот счет таково: если холдер влезает в корпус старого аккумулятора и рабочий ток шуруповерта позволяет, тогда и можно ставить. А вот нужно ли ставить холдер или паять литий, каждый решает сам, в зависимости от своих убеждений и уровня подготовленности, здесь я рекомендовать ничего не могу. Для меня все определяется удобством и целесообразностью в каждом конкретном случае. Например, в корпус штатного Ni-Cd аккумулятора моего шуруповерта холдер не влезает и поэтому, если буду переделывать его на литий, то буду паять банки.

О зарядке

Заряжать вставленный в адаптер холдер с аккумуляторами можно теми же способами, что и батарейный блок DeWALT из прошлого обзора:

1) 12.6V зарядкой для 3S сборки литиевых аккумуляторов через штатный зарядный разъем шуруповерта. Например, зарядкой из обзора уважаемого kirich

2) Подходящей универсальной зарядкой для литиевых аккумуляторов через выходные клеммы или штатный зарядный разъем. Например, B6 mini.

3) Или можно вынуть аккумуляторы из холдера и зарядить их любой зарядкой для лития, вместе или по отдельности.

Список основных использованных материалов

Холдер №2 aliexpress.com/store/product/1pcs-DIY-Black-Storage-Box-Holder-Case-For-3-x-18650-3-7V-Rechargeable-Batteries/2883234_32820368298.html

Аккумуляторы US18650VTC6 3120mAh 30A 3.6V https://www.gearbest.com/batteries/pp_571930.html?wid=83

Набор автоклемм ebay.com/itm/222641329900

UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

Хотя я и сделал защиту от себя дурака переполюсовки, в виде термоусадки разного цвета на наконечниках проводов (кроме силовых проводов адаптера, за что впоследствии и поплатился), но тем не менее на днях умудрился их перепутать. При нажатии кнопки шуруповерта послышался характерный «пшшш», сопровождаемый дымом и запахом горелой пластмассы.
Из видимых повреждений: в шуруповерте был пробит диод, а на плате защиты отпаялись силовые ключи и подгорели токоизмерительные резисторы. Таким образом, шуруповерт и плата защиты оказались выведены из строя. А вот с холдером ничего не случилось. Контакты холдера, провода с разъемами и аккумуляторы это испытание выдержали играючи.

фото

mysku.ru