Krmilnik za zaščito litijeve baterije BMS za izvijač. Predelamo akumulatorski vijačnik iz ni-cad baterij v li-ion baterije, z BMS in dc-dc pretvornikom

Lep pozdrav vsem, ki ste pogledali luč. Pregled se bo osredotočil, kot ste verjetno že uganili, na dve preprosti plošči, namenjeni spremljanju sklopov Li-Ion baterij, imenovanih BMS. Pregled bo vključeval testiranje, pa tudi več možnosti za predelavo izvijača za litij na osnovi teh ali podobnih plošč. Kogar zanima, vabljeni pod kat.

Splošni obrazec:

Kratke značilnosti delovanja plošč:

Opomba:

Rad bi vas takoj opozoril - z balansirjem je samo modra plošča, rdeča brez balanserja, tj. To je izključno zaščitna plošča pred prenapolnjenostjo/preveliko izpraznitvijo/kratkim stikom/visokim obremenitvenim tokom. In tudi, v nasprotju z nekaterimi prepričanji, nobeden od njih nima krmilnika polnjenja (CC/CV), zato je za njihovo delovanje potrebna posebna plošča s fiksno omejitvijo napetosti in toka.

Dimenzije plošče:

Dimenzije plošč so zelo majhne, le 56mm*21mm za modre in 50mm*22mm za rdeče:

Tukaj je primerjava z baterijami AA in 18650:

Videz:

Začnimo z modra zaščitna plošča :

Ob natančnejšem pregledu lahko vidite zaščitni krmilnik – S8254AA in balansirne komponente za sklop 3S:

Na žalost je obratovalni tok po podatkih prodajalca samo 8A, vendar je sodeč po podatkovnih listih en mosfet AO4407A ocenjen na 12A (peak 60A), imamo pa dva:

Opozoril bom tudi, da je balansirni tok zelo majhen (približno 40mA) in balansiranje se aktivira takoj, ko vse celice/banke preklopijo v način CV (druga faza polnjenja).
Povezava:

enostavnejši, ker nima balanserja:

Prav tako je narejen na osnovi zaščitnega krmilnika – S8254AA, vendar je zasnovan za višji obratovalni tok 15A (spet po navedbah proizvajalca):

Na podlagi podatkovnih listov za uporabljene močnostne mosfete je navedeno, da je obratovalni tok 70 A, konični tok pa 200 A, dovolj je tudi en mosfet, imamo pa dva:

Povezava je podobna:

Torej, kot vidimo, imata obe plošči zaščitni krmilnik s potrebno izolacijo, napajalne mosfete in shunt za nadzor pretočnega toka, vendar ima modra tudi vgrajeno kroglico. Nisem se res poglobil v vezje, vendar se zdi, da so močnostni mosfeti vzporedni, tako da se lahko delovni tokovi pomnožijo z dva. Ti šali ne poznajo algoritma polnjenja (CC/CV). Da gre ravno za zaščitne plošče, lahko sodimo po podatkovnem listu za krmilnik S8254AA, v katerem ni niti besede o polnilnem modulu:

Sam krmilnik je zasnovan za povezavo 4S, tako da z nekaj modifikacije (sodeč po podatkovnem listu) - spajkanje konektorja in upora, bo morda rdeča kartica delovala:

Nadgradnja modrega šala na 4S ni tako enostavna; uravnoteženju boste morali dodati dodatne komponente.

Testiranje plošče:

Pa preidimo k najpomembnejšemu, namreč, kako primerni so za realno uporabo. Pri testiranju nam bodo v pomoč naslednje naprave:
- montažni modul (trije tri-/štiriregistrski voltmetri in držalo za tri-x baterije 18650), ki se je pojavil v moji oceni polnilca, čeprav brez balansirnega repa:

- dvoregistrski amper-voltmeter za nadzor toka (nižji odčitki naprave):

- padajoči DC/DC pretvornik z omejevanjem toka in zmožnostjo polnjenja litija:

- polnilna in balansirna naprava iCharger 208B za praznjenje celotnega sklopa

Stojalo je preprosto - pretvorniška plošča napaja fiksno konstantno napetost 12,6 V in omejuje polnilni tok. Z voltmetri vidimo, pri kakšni napetosti delujejo plošče in kako so banke uravnotežene.
Najprej si poglejmo glavno značilnost modre plošče, in sicer uravnoteženje. Na fotografiji so 3 banke polnjene na 4.15V/4.18V/4.08V. Kot vidimo, obstaja neravnovesje. Napajamo napetost, polnilni tok postopoma pada (spodnja naprava):

Ker plošča nima nobenih indikatorjev, je dokončanje uravnoteženja mogoče oceniti le na oko. Ampermeter je več kot uro pred koncem že kazal ničlo. Za tiste, ki jih zanima, je tukaj kratek video o tem, kako deluje balanser v tej plošči:

Posledično so banke uravnotežene na ravni 4,210V/4,212V/4,206V, kar je precej dobro:

Ko imate malo 12,6 V, kot sem imel jaz malo, Balan ni pokrov motorja 4,25 V, S8254AA, zA je inhibirana vrstica:

Enaka situacija velja za rdečo ploščo; zaščitni krmilnik S8254AA prav tako izklopi polnjenje na ravni 4,25 V:

Zdaj pa pojdimo skozi izklop obremenitve. Praznil bom, kot sem omenil zgoraj, s polnilno in balansirno napravo iCharger 208B v načinu 3S s tokom 0,5A (za natančnejše meritve). Ker se mi res ne da čakati, da se izprazni cela baterija, sem vzel eno izpraznjeno baterijo (na sliki zelena Samson INR18650-25R).
Modra plošča izklopi obremenitev takoj, ko napetost na eni od bank doseže 2,7 V. Na fotografiji (brez obremenitve -> pred izklopom -> konec):

Kot lahko vidite, točno pri 2,7 V plošča izklopi obremenitev (prodajalec je navedel 2,8 V). Zdi se mi, da je to malo visoko, še posebej, če upoštevate dejstvo, da so v istih izvijačih obremenitve ogromne, zato je padec napetosti velik. V takšnih napravah je še vedno zaželeno imeti izklop 2,4-2,5 V.
Rdeča plošča, nasprotno, izklopi obremenitev takoj, ko napetost na eni od bank doseže 2,5 V. Na fotografiji (brez obremenitve -> pred izklopom -> konec):

Tukaj je vse super, vendar ni ravnotežja.

Zaključek: Moje osebno mnenje je, da je običajna zaščitna plošča brez balanserja (rdeča) popolna za električno orodje. Ima visoke obratovalne tokove, optimalno izklopno napetost 2,5 V in ga je mogoče enostavno nadgraditi na konfiguracijo 4S (14,4 V/16,8 V). Mislim, da je to najbolj optimalna izbira za pretvorbo proračunskega Shurika v litij.
Zdaj na modri šal. Ena od prednosti je prisotnost uravnoteženja, vendar so delovni tokovi še vedno majhni, 12A (24A) je malo premalo za Shurik z navorom 15-25 Nm, še posebej, ko je kartuša že skoraj stara, bo podpirala, ko privijanje vijaka. In izklopna napetost je le 2,7 V, kar pomeni, da bo pod veliko obremenitvijo del kapacitete baterije ostal nezahtevan, saj je pri visokih tokovih padec napetosti na bregovih pomemben. Oh, ja, in zasnovani so za 2,5 V. V nekaterih domačih projektih je bolje uporabiti modri šal, vendar je to moje osebno mnenje.

Možne sheme uporabe ali kako pretvoriti Shurikov napajalnik v litij:

Torej, kako lahko spremenite napajanje vaše najljubše Shura iz NiCd v Li-Ion/Li-Pol? Ta tema je že precej zabita in načeloma so se našle rešitve, vendar se bom na kratko ponovil.
Za začetek bom rekel samo eno stvar - v proračunskih šurikih obstaja samo zaščitna plošča pred prenapolnjenostjo / prepraznitvijo / kratkim stikom / visokim obremenitvenim tokom (analogno pregledani rdeči plošči). Tam ni uravnoteženja. Poleg tega tudi električna orodja blagovnih znamk nimajo uravnoteženja. Enako velja za vsa orodja, kjer so ponosni napisi "Napolnite v 30 minutah." Da, napolnijo se v pol ure, vendar se zaustavitev zgodi takoj, ko napetost na eni od bank doseže nominalno vrednost ali zaščitna plošča deluje. Ni težko uganiti, da banke ne bodo v celoti zaračunane, vendar je razlika le 5-10%, zato ni tako pomembna. Glavna stvar, ki si jo morate zapomniti, je, da polnjenje z uravnoteženjem traja vsaj nekaj ur. Zato se postavlja vprašanje, ali ga potrebujete?

Torej, najpogostejša možnost izgleda takole:
Omrežni polnilec s stabiliziranim izhodom 12,6 V in omejitvijo toka (1-2A) -> zaščitna plošča ->
Če povzamemo: poceni, hitro, sprejemljivo, zanesljivo. Balansiranje se razlikuje glede na stanje pločevink (kapaciteta in notranji upor). To je popolnoma delujoča možnost, vendar se bo čez nekaj časa neravnovesje pokazalo po času delovanja.

Bolj pravilna možnost:
Mrežni polnilec s stabiliziranim izhodom 12,6 V, tokovna omejitev (1-2A) -> zaščitna plošča z uravnoteženjem -> 3 zaporedno povezane baterije
Če povzamemo: drago, hitro/počasno, kakovostno, zanesljivo. Balansiranje je normalno, zmogljivost baterije je največja

Poskušali bomo torej narediti nekaj podobnega drugi možnosti. Evo, kako lahko to storite:
1) Li-Ion/Li-Pol baterije, zaščitne plošče in specializirana naprava za polnjenje in uravnoteženje (iCharger, iMax). Poleg tega boste morali odstraniti balansirni konektor. Slabosti sta samo dve - modelni polnilniki niso poceni in niso zelo priročni za vzdrževanje. Prednosti – visok polnilni tok, visok izravnalni tok pločevinke
2) Li-Ion/Li-Pol baterije, zaščitna plošča z uravnoteženjem, DC pretvornik z omejitvijo toka, napajanje
3) Li-Ion/Li-Pol baterije, zaščitna plošča brez uravnoteženja (rdeča), DC pretvornik z omejitvijo toka, napajalnik. Edina slaba stran je, da sčasoma pločevinke postanejo neuravnotežene. Da bi zmanjšali neravnovesje, je treba pred predelavo šurika napetost nastaviti na enako raven in priporočljivo je, da vzamete pločevinke iz iste serije

Prva možnost bo delovala samo za tiste, ki imajo spomin na model, vendar se mi zdi, da če bi ga potrebovali, bi svojega Shurika že zdavnaj predelali. Druga in tretja možnost sta praktično enaki in imata pravico do življenja. Samo izbrati morate, kaj je bolj pomembno – hitrost ali zmogljivost. Menim, da je najbolj optimalna možnost slednja, vendar je treba banke izravnati le enkrat na nekaj mesecev.

Torej, dovolj klepetanja, preidimo na predelavo. Ker nimam šurika na NiCd baterijah, zato o spremembi le z besedami. Potrebovali bomo:

1) Napajanje:

Prva možnost. Napajalnik (PSU), najmanj 14 V ali več. Zaželeno je, da je izhodni tok vsaj 1A (idealno približno 2-3A). Napajalnik iz prenosnikov/netbookov, iz polnilcev (izhod več kot 14V), enot za napajanje LED trakov, video snemalne opreme (DIY napajalnik), na primer ali:

- Padajoči pretvornik DC/DC z omejevanjem toka in zmožnostjo polnjenja litija, na primer ali:

- Druga možnost. Pripravljeni napajalniki za Shurike z omejevanjem toka in izhodom 12,6 V. Niso poceni, kot primer iz mojega pregleda izvijača MNT -:

- Tretja možnost. :

2) Zaščitna plošča z ali brez balansirja. Priporočljivo je, da tok vzamete z rezervo:

Če uporabljate možnost brez balanserja, morate spajkati konektor balanserja. To je potrebno za nadzor napetosti na bregovih, tj. oceniti neravnovesje. In kot razumete, boste morali občasno malo po malo polniti baterijo s preprostim polnilnim modulom TP4056, če se začne neravnovesje. To je Enkrat na nekaj mesecev vzamemo kartico TP4056 in eno za drugo napolnimo vse banke, ki imajo na koncu polnjenja napetost pod 4,18V. Ta modul pravilno prekine polnjenje pri fiksni napetosti 4,2 V. Ta postopek bo trajal uro in pol, vendar bodo banke bolj ali manj uravnotežene.
Napisano je malo kaotično, a za tiste v rezervoarju:
Po nekaj mesecih napolnimo baterijo vijačnika. Na koncu polnjenja vzamemo balansirni rep in izmerimo napetost na bregovih. Če dobite nekaj takega - 4.20V/4.18V/4.19V, potem uravnoteženje v bistvu ni potrebno. Če pa je slika naslednja - 4,20 V / 4,06 V / 4,14 V, potem vzamemo modul TP4056 in napolnimo dve banki po vrsti na 4,2 V. Ne vidim nobene druge možnosti razen specializiranih polnilnikov za uravnoteženje.

3) Visokotokovne baterije:

Prej sem napisal nekaj manjših ocen o nekaterih od njih - in. Tukaj so glavni modeli visokonapetostnih 18650 Li-Ion baterij:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (20A max.)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (20A max.)
- Sanyo UR18650NSX 2500 mah (maks. 20 A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (18A maks.)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (22A maks.)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (20A maks.)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A maks.)
- LG INR18650HB6 1500mah (30A maks.)
- LG INR18650HD2 2000mah (25A maks.)
- LG INR18650HD2C 2100mah (20A maks.)
- LG INR18650HE2 2500mah (20A maks.)
- LG INR18650HE4 2500mah (20A maks.)
- LG INR18650HG2 3000mah (20A maks.)
- SONY US18650VTC3 1600mah (30A maks.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30A maks.)
- SONY US18650VTC5 2600mah (30A maks.)

Priporočam preverjeno poceni Samsung INR18650-25R 2500mah (20A max.), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A max.) ali LG INR18650HG2 3000mah (20A max. ks.). Drugih kozarcev nisem posebej srečal, vendar je moja osebna izbira Samsung INR18650-30Q 3000mah. Smuči so imele rahlo tehnološko napako in začeli so se pojavljati ponaredki z nizko močjo toka. Lahko objavim članek o tem, kako razlikovati ponaredek od izvirnika, a malo kasneje ga morate poiskati.

Kako združiti vse to gospodarstvo:

No, nekaj besed o povezavi. Uporabljamo visokokakovostne bakrene vpredene žice primernega prereza. Gre za visokokakovostne akustične ali klasične vijačne vijake/PVS s prerezom 0,5 ali 0,75 mm2 iz gospodinjskih pripomočkov (raztrgamo izolacijo in dobimo kvalitetne žice različnih barv). Dolžina povezovalnih vodnikov mora biti minimalna. Zaželeno je, da so baterije iz iste serije. Pred priključitvijo jih je priporočljivo napolniti na enako napetost, da čim dlje ne pride do neravnovesja. Spajkanje baterij ni težko. Glavna stvar je, da imate močan spajkalnik (60-80 W) in aktivni tok (na primer spajkalna kislina). Spajkanje je z udarcem. Glavna stvar je, da območje spajkanja obrišete z alkoholom ali acetonom. Same baterije so vstavljene v baterijski prostor iz starih NiCd pločevink. Bolje je imeti trikotnik, minus do plus, ali kot popularno imenovan "jack", po analogiji s tem (ena baterija bo nameščena v nasprotni smeri):

Tako bodo žice, ki povezujejo baterije, kratke, zato bo padec dragocene napetosti v njih pod obremenitvijo minimalen. Ne priporočam uporabe nosilcev za 3-4 baterije, niso namenjeni za takšne tokove. Vzporedni in izravnalni vodniki niso tako pomembni in so lahko manjšega preseka. V idealnem primeru je bolje, da baterije in zaščitno ploščo postavite v predal za baterije, pretvornik enosmernega nižanja pa ločeno v priklopno postajo. Indikatorje LED za polnjenje/polnjenje lahko zamenjate s svojimi in jih prikažete na ohišju priklopne postaje. Če želite, lahko baterijskemu modulu dodate minivoltmeter, vendar je to dodaten denar, saj bo skupna napetost na bateriji le posredno pokazala preostalo kapaciteto. Če pa obstaja želja, zakaj pa ne. Tukaj:

Zdaj pa ocenimo cene:
1) BP – od 5 do 7 dolarjev
2) DC/DC pretvornik – od 2 do 4 dolarje
3) Zaščitne kartice - od 5 do 6 dolarjev
4) Baterije - od 9 do 12 dolarjev (3-4 $ na kos)

Skupaj v povprečju 15-20 $ na spremembo (s popusti/kuponi) ali 25 $ brez njih.

Prednosti:
Omenil sem že prednosti litijevih napajalnikov (Li-Ion/Li-Pol) pred nikljevimi (NiCd). V našem primeru čista primerjava – tipična Shurik baterija iz NiCd baterij proti litiju:
+ visoka energijska gostota. Tipična nikljeva baterija 12S 14,4 V 1300 mah ima shranjeno energijo 14,4*1,3=18,72 Wh, litijeva baterija 4S 18650 14,4 V 3000 mah pa ima shranjeno energijo 10,8*3=43,2 Wh
+ pomanjkanje spominskega učinka, tj. napolnite jih lahko kadar koli, ne da bi čakali na popolno izpraznitev
+ manjše mere in teža z enakimi parametri kot NiCd
+ hiter čas polnjenja (ne boji se visokih polnilnih tokov) in jasna indikacija
+ nizko samopraznjenje

Edine pomanjkljivosti Li-Ion lahko opazimo:
- nizka odpornost proti zmrzovanju baterij (bojijo se negativnih temperatur)
- potrebno je uravnoteženje pločevink pri polnjenju in prisotnost zaščite pred prekomernim praznjenjem
Kot vidimo, so prednosti litija očitne, zato je velikokrat smiselna zamenjava napajalnika...

Zaključek: Nadzorovani šali niso slabi, primerni bi morali biti za vsako nalogo. Če bi imel Shurika na NiCd bankah, bi za konverzijo izbral rdeč šal, :-)…

Izdelek je za pisanje ocene posredovala trgovina. Recenzija je bila objavljena v skladu s členom 18 Pravil spletnega mesta.

Brezžično orodje je bolj mobilno in enostavnejše za uporabo v primerjavi z omrežnimi primerki. Ne smemo pa pozabiti na pomembno pomanjkljivost akumulatorskih orodij, saj sami razumete, na krhkost baterij. Nakup novih baterij ločeno je cenovno primerljiv z nakupom novega orodja.

Po štirih letih službe je moj prvi vijačnik oziroma baterije začele izgubljati kapaciteto. Za začetek sem sestavil eno iz dveh baterij z izbiro delujočih "bank", vendar ta posodobitev ni trajala dolgo. Svoj izvijač sem spremenil v žičnico - izkazalo se je za zelo neprijetno. Moral sem kupiti enakega, vendar novega 12 voltnega "Interskol DA-12ER". Še manj so zdržale baterije v novem vijačniku. Posledično dva delujoča izvijača in več kot ena delujoča baterija.

Na internetu je veliko napisanega o tem, kako rešiti ta problem. Predlaga se pretvorba starih Ni-Cd baterij v Li-ion baterije velikosti 18650. Na prvi pogled v tem ni nič zapletenega. Stare Ni-Cd baterije odstranite iz ohišja in namestite nove Li-ion. A izkazalo se je, da ni vse tako preprosto. V nadaljevanju je opisano, na kaj morate biti pozorni pri nadgradnji svojega brezžičnega orodja.

Za preoblikovanje boste potrebovali:

Začel bom z 18650 litij-ionskimi baterijami, kupljenimi pri.

Nazivna napetost elementov je 18650 - 3,7 V. Po navedbah prodajalca je kapaciteta 2600 mAh, oznaka ICR18650 26F, dimenzije 18 x 65 mm.

Prednosti Li-ion baterij pred Ni-Cd so manjše dimenzije in teža, večja kapaciteta ter odsotnost tako imenovanega »spominskega učinka«. Toda litij-ionske baterije imajo resne pomanjkljivosti, in sicer:

1. Negativne temperature močno zmanjšajo zmogljivost, česar pa ne moremo reči o nikelj-kadmijevih baterijah. Od tod sklep - če se orodje pogosto uporablja pri temperaturah pod ničlo, potem zamenjava z Li-ionom ne bo rešila težave.

2. Praznjenje pod 2,9 - 2,5 V in prenapolnjenost nad 4,2 V sta lahko kritična in možna je popolna okvara. Zato je za nadzor polnjenja in praznjenja potrebna plošča BMS; če ni nameščena, bodo nove baterije hitro odpovedale.

Internet v glavnem opisuje, kako pretvoriti 14-voltni izvijač - idealen je za posodobitev. S štirimi zaporedno povezanimi celicami 18650 in nazivno napetostjo 3,7 V. dobimo 14,8V. - ravno to, kar potrebujete, tudi s polnim polnjenjem plus še 2 V, to ni grozno za elektromotor. Kaj pa 12V instrument? Obstajata dve možnosti: namestite 3 ali 4 elemente 18650, če se vam trije zdijo premalo, še posebej z delnim praznjenjem, če pa štirje - malo preveč. Izbral sem štiri in se po mojem mnenju prav odločil.

In zdaj o plošči BMS, je tudi iz AliExpressa.

To je tako imenovana plošča za nadzor polnjenja in praznjenja baterije, konkretno v mojem primeru CF-4S30A-A. Kot je razvidno iz oznake, je zasnovan za baterijo štirih 18650 "pločevink" in tok praznjenja do 30A. Vgrajen ima tudi tako imenovani “balancer”, ki nadzoruje napolnjenost vsakega elementa posebej in odpravlja neenakomerno polnjenje. Za pravilno delovanje plošče so baterije za montažo vzete iz iste kapacitete in po možnosti iz iste serije.

Na splošno je v prodaji veliko različnih BMS plošč z različnimi lastnostmi. Ne priporočam, da ga vzamete za tok, nižji od 30 A - plošča bo nenehno prešla v zaščito in za obnovitev delovanja je treba nekatere plošče na kratko napajati s polnilnim tokom, za to pa morate odstraniti baterijo in jo priključiti na polnilnik. Plošča, o kateri razmišljamo, nima takšne pomanjkljivosti; samo spustite sprožilec izvijača in v odsotnosti tokov kratkega stika se bo plošča vklopila.

Originalni univerzalni polnilnik je bil kot nalašč za polnjenje predelane baterije. IN Zadnja leta Interskol je svoje orodje začel opremljati z univerzalnimi polnilci.

Na fotografiji je razvidno, do katere napetosti BMS plošča polni mojo baterijo skupaj s standardnim polnilcem. Napetost na akumulatorju po polnjenju je 14,95 V, nekoliko večja od tiste, ki jo zahteva 12-voltni izvijač, vendar je to verjetno še bolje. Moj stari izvijač je postal hitrejši in zmogljivejši, strahovi, da bo pregorel, pa so se po štirih mesecih uporabe postopoma razblinili. Zdi se, da so to vse glavne nianse, lahko začnete predelati.

Razstavimo staro baterijo.

Spajkamo stare pločevinke in pustimo sponke skupaj s temperaturnim senzorjem. Če odstranite tudi senzor, se ob uporabi standardnega polnilca ne bo vklopil.

Po diagramu na fotografiji spajkamo 18650 celic v eno baterijo. Skakalci med "bregovi" morajo biti izdelani z debelo žico najmanj 2,5 kvadratnih metrov. mm, saj so tokovi pri delovanju izvijača veliki, z majhnim prerezom pa bo moč orodja močno padla. Na spletu pišejo, da Li-ion baterij ni mogoče spajkati, ker se bojijo pregretja, in priporočajo, da jih povežete s točkovnim varjenjem. Spajkate lahko le, če potrebujete spajkalnik z močjo vsaj 60 vatov. Najpomembnejša stvar je hitro spajkanje, da ne pregrejete samega elementa.

Moral bi biti približno tako, da se prilega ohišju baterije.

No, kaj naj naredijo tisti, ki imajo star instrument? Da, vse je zelo preprosto: zavrzite pločevinke Ni-Cd in jih zamenjajte z Li-Ion priljubljenega formata 18650 (oznaka označuje premer 18 mm in dolžino 65 mm).

Kakšna plošča je potrebna in kateri elementi so potrebni za pretvorbo izvijača v litij-ionski

Torej, tukaj je moja 9,6 V baterija s kapaciteto 1,3 Ah. Pri najvišji ravni napolnjenosti ima napetost 10,8 voltov. Litij-ionske celice imajo nominalno napetost 3,6 voltov, največjo napetost 4,2. Zato bom za zamenjavo starih nikelj-kadmijevih celic z litij-ionskimi potreboval 3 elemente, njihova delovna napetost bo 10,8 voltov, največja - 12,6 voltov. Prekoračitev nazivne napetosti ne bo v ničemer škodovala motorju, ne bo pregorel, pri večji razliki pa je skrb odveč.

Litij-ionske celice, kot vsi že dolgo vedo, kategorično ne marajo prekomernega polnjenja (napetost nad 4,2 V) in prekomernega praznjenja (pod 2,5 V). Ko je območje delovanja na ta način preseženo, se element zelo hitro razgradi. Zato so litij-ionske celice vedno v paru z elektronsko ploščo (BMS – Battery Management System), ki krmili element in nadzoruje tako zgornjo kot spodnjo mejo napetosti. To je zaščitna plošča, ki pločevinko preprosto odklopi električni tokokrog ko napetost preseže delovno območje. Zato bo poleg samih elementov potrebna taka plošča BMS.

Zdaj sta dve pomembni točki, s katerimi sem večkrat neuspešno eksperimentiral, dokler nisem prišel do prave izbire. To je največji dovoljeni obratovalni tok samih Li-Ion elementov in največji obratovalni tok BMS plošče.

V izvijaču delovni tokovi pri visokih obremenitvah dosežejo 10-20 A. Zato morate kupiti elemente, ki so sposobni oddajati visoke tokove. Osebno uspešno uporabljam 30-amperske celice 18650 proizvajalca Sony VTC4 (kapaciteta 2100 mAh) in 20-amperske Sanyo UR18650NSX (kapaciteta 2600 mAh). Delujejo dobro v mojih izvijačih. Toda na primer kitajski TrustFire 2500 mAh in japonski svetlo zeleni Panasonic NCR18650B 3400 mAh niso primerni, niso zasnovani za takšne tokove. Zato ni treba loviti zmogljivosti elementov - tudi 2100 mAh je več kot dovolj; Glavna stvar pri izbiri je, da ne napačno izračunate največjega dovoljenega toka praznjenja.

In na enak način mora biti plošča BMS zasnovana za visoke delovne tokove. Na Youtube sem videl, kako ljudje sestavljajo baterije na 5 ali 10-amperskih ploščah - ne vem, osebno so takšne plošče takoj šle v zaščito, ko sem vklopil izvijač. Po mojem mnenju je to zapravljanje denarja. Povedal bom to, da Makita sama v svoje baterije vstavi 30-amperska vezja. Zato uporabljam 25-amperski BMS, kupljen pri Aliexpressu. Stanejo približno 6-7 dolarjev in se iščejo za "BMS 25A". Ker potrebujete ploščo za sestav 3 elementov, morate poiskati ploščo z "3S" v imenu.

Še ena pomembna točka: nekatere plošče imajo lahko različne kontakte za polnjenje (označeno s "C") in obremenitev (označeno s "P"). Na primer, plošča ima lahko tri kontakte: "P-", "P+" in "C-", kot na domači litij-ionski plošči Makita. Takšen honorar nam ne bo ustrezal. Polnjenje in praznjenje (polnjenje/praznjenje) mora potekati prek enega kontakta! To pomeni, da morata biti na plošči 2 delovna kontakta: samo "plus" in samo "minus". Ker ima tudi naš stari polnilec samo dva pina.

Na splošno, kot ste morda uganili, sem s svojimi poskusi zapravil veliko denarja za napačne elemente in napačne plošče, pri čemer sem naredil vse možne napake. Sem pa pridobil neprecenljive izkušnje.

Kako razstaviti baterijo izvijača

Kako razstaviti staro baterijo? Obstajajo baterije, pri katerih so polovice ohišja pritrjene z vijaki, obstajajo pa tudi takšne z lepilom. Moje baterije so le ene zadnjih in dolgo časa sem na splošno mislil, da jih je nemogoče razstaviti. Izkazalo se je, da je to mogoče, če imate kladivo.

Na splošno je s pomočjo intenzivnih udarcev po obodu roba spodnjega dela ohišja (kladivo z najlonsko glavo, baterijo je treba držati obešeno v roki) območje lepljenja uspešno ločeno. Ohišje ni nič poškodovano, takole sem razstavil že 4 kose.

Del, ki nas zanima.

Iz starega vezja so potrebne samo kontaktne plošče. Trdno so točkovno privarjeni na zgornja dva elementa. Zvar lahko izluščite z izvijačem ali kleščami, vendar morate izbirati kar se da previdno, da ne zlomite plastike.

Vse je skoraj pripravljeno za nadaljnje delo. Mimogrede, pustil sem standardni temperaturni senzor in odklopnik, čeprav niso več posebej pomembni.

Vendar je zelo verjetno, da je prisotnost teh elementov potrebna za normalno delovanje standardnega polnilnika. Zato toplo priporočam, da jih shranite.

Sestavljanje litij-ionske baterije

Tu so nove celice Sanyo UR18650NSX (najdete jih na Aliexpressu pod to številko artikla) s kapaciteto 2600 mAh. Za primerjavo, stara baterija je imela kapaciteto le 1300 mAh, pol manj.

Žice morate spajkati na elemente. Žice je treba vzeti s prečnim prerezom najmanj 0,75 kvadratnih mm, ker bomo imeli znatne tokove. Žica s tem prerezom normalno deluje s tokovi več kot 20 A pri napetosti 12 V. Litij-ionske pločevinke se lahko spajkajo, kratkotrajno pregrevanje jim nikakor ne bo škodilo, to je preverjeno. Toda potrebujete dober hitro delujoč tok. Uporabljam TAGS glicerinski flux. Pol sekunde - in vse je pripravljeno.

Druge konce žic spajkajte na ploščo v skladu s shemo.

Za kontaktne konektorje baterije vedno uporabim še debelejše žice 1,5 kv mm - ker prostor dopušča. Preden sem jih spajkal na parne kontakte, sem na ploščo položil kos termoskrčne cevi. Potreben je za dodatno izolacijo plošče od baterijskih celic. V nasprotnem primeru lahko ostri robovi spajkanja zlahka drgnejo ali prebodejo tanek film litij-ionske celice in povzročijo kratek stik. Ni nujno, da uporabite toplotno krčenje, vendar je vsaj nekaj izolacijskega med ploščo in elementi nujno potrebno.

Sedaj je vse izolirano kot mora.

Kontaktni del lahko v ohišju baterije ojačate z nekaj kapljicami super lepila.

Baterija je pripravljena za montažo.

Dobro je, če je ohišje na vijakih, vendar to ni moje ohišje, zato polovice ponovno zlepim skupaj z "Momentom".

Baterija se polni s standardnim polnilcem. Res je, algoritem delovanja se spreminja.

Imam dva polnilca: DC9710 in DC1414 T. Zdaj delujeta drugače, zato vam bom povedal, kako.

Polnilec Makita DC9710 in litij-ionska baterija

Prej je napolnjenost baterije nadzorovala naprava sama. Ko je bila dosežena polna raven, je ustavil proces in signaliziral zaključek polnjenja z zelenim indikatorjem. Zdaj pa je vezje BMS, ki smo ga namestili, odgovorno za nadzor ravni in izklop napajanja. Zato se bo po končanem polnjenju rdeča LED na polnilniku preprosto ugasnila.

Če imate ravno tako staro napravo, imate srečo. Ker je z njim vse preprosto. Dioda sveti - polnjenje poteka. Ugasne – polnjenje je končano, baterija je popolnoma napolnjena.

Polnilec Makita DC1414 T in litij-ionska baterija

Tukaj je majhen odtenek, ki ga morate vedeti. Ta polnilec je novejši in je namenjen polnjenju širšega spektra baterij od 7,2 do 14,4 V. Proces polnjenja na njem poteka kot običajno, rdeča LED sveti:

Ko pa baterija (ki naj bi imela pri NiMH celicah največjo napetost 10,8 V) doseže 12 voltov (imamo Li-Ion celice, za katere je lahko maksimalna skupna napetost 12,6 V), bo polnilnik ugasnil. noro. Ker ne bo razumel, katero baterijo polni: ali 9,6-voltno ali 14,4-voltno. In v tem trenutku bo Makita DC1414 vstopil v način napake, pri čemer bo izmenično utripala rdeča in zelena LED.

To je v redu! Vaša nova baterija se bo še vedno polnila – čeprav ne popolnoma. Napetost bo približno 12 voltov.

Se pravi, da boš s tem polnilcem zamudil nek del kapacitete, ampak se mi zdi, da se to da preživeti.

Skupaj je nadgradnja baterije stala približno 1000 rubljev. Nova Makita PA09 stane dvakrat več. Poleg tega smo dobili dvakrat večjo kapaciteto, nadaljnja popravila (v primeru kratkotrajne okvare) pa bodo obsegala le zamenjavo litij-ionskih elementov.

Industrija že dolgo izdeluje izvijače in veliko ljudi ima starejše modele z nikelj-kadmijevimi in nikelj-metal-hidridnimi baterijami. Pretvorba izvijača v litij bo izboljšala zmogljivost naprave brez nakupa novega orodja. Zdaj veliko podjetij ponuja storitve za pretvorbo baterij za izvijače, vendar lahko to storite sami.

Prednosti litij-ionskih baterij

Nikelj-kadmijeve baterije imajo nizko ceno, prenesejo številne cikle polnjenja in se ne bojijo nizkih temperatur. Toda zmogljivost baterije se bo zmanjšala, če jo napolnite, preden je popolnoma izpraznjena (spominski učinek).

Litij-ionske baterije imajo naslednje prednosti:

visoka zmogljivost, ki bo zagotovila daljši čas delovanja izvijača;
manjša velikost in teža;
dobro ohranja napolnjenost, ko ni v uporabi.

Toda litijeva baterija za izvijač slabo prenaša popolno izpraznitev, zato so tovarniška orodja na takih baterijah opremljena z dodatnimi vezji, ki ščitijo baterijo pred pregrevanjem, kratkim stikom in prenapolnjenostjo, da se prepreči eksplozija ali popolna izpraznitev. Ko je mikrovezje nameščeno neposredno v baterijo, se vezje odpre, če je neuporabljena baterija nameščena ločeno od orodja.

Težave pri predelavi

Li-Ion baterije imajo objektivne slabosti, kot je slabo delovanje pri nizkih temperaturah. Poleg tega lahko pri pretvorbi izvijača v litijeve baterije 18650 naletite na številne težave:

Standard 18650 pomeni, da je premer ene baterijske celice 18 mm pri dolžini 65 mm. Te dimenzije ne sovpadajo z dimenzijami nikelj-kadmijevih ali nikelj-metal-hidridnih elementov, ki so bili predhodno vgrajeni v izvijač. Zamenjava baterij bo zahtevala namestitev v standardno ohišje za baterije ter namestitev zaščitnega mikrovezja in povezovalnih žic;
Izhodna napetost litijevih celic je 3,6 V, nikelj-kadmijevih pa 1,2 V. Recimo, da je nazivna napetost stare baterije 12 V. Takšne napetosti ni mogoče zagotoviti pri zaporedni vezavi Li-Ion celic. Spremeni se tudi obseg nihanja napetosti med cikli polnjenja in praznjenja ionske baterije. V skladu s tem predelane baterije morda niso združljive z izvijačem;
Ionske baterije se razlikujejo po posebnostih delovanja. Ne prenesejo napetosti preobremenitve, večje od 4,2 V, in napetosti praznjenja, manjše od 2,7 V, dokler ne odpovejo. Zato je treba pri obnovi baterije v izvijač namestiti zaščitno ploščo;
Obstoječega polnilnika morda ne bo mogoče uporabiti za izvijač z Li-Ion baterijo. Prav tako ga boste morali predelati ali kupiti drugega.

Pomembno!Če je vrtalnik ali izvijač poceni in ni zelo kakovosten, je bolje, da ga ne preoblikujete. To lahko stane več kot strošek samega orodja.

Izbira baterije

Izvijači pogosto uporabljajo 12 V baterije. Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri Li-Ion baterije za izvijač:

Takšni instrumenti uporabljajo elemente z visokimi vrednostmi praznjenja;
V mnogih primerih je zmogljivost elementa obratno sorazmerna s tokom praznjenja, zato je ne morete izbrati samo na podlagi zmogljivosti. Glavni indikator je trenutni. Vrednost obratovalnega toka izvijača najdete v potnem listu orodja. Običajno je od 15 do 30-40 A;
Pri zamenjavi baterije izvijača z Li-Ion 18650 ni priporočljiva uporaba celic z različne pomene posode;
Včasih obstajajo nasveti za uporabo litijeve baterije iz starega prenosnika. To je absolutno nesprejemljivo. Zasnovani so za veliko nižji razelektritveni tok in imajo neprimerne tehnične lastnosti;
Število elementov je izračunano na podlagi približnega razmerja - 1 Li-Ion proti 3 Ni-Cd. Za 12-voltno baterijo boste morali zamenjati 10 starih pločevink s 3 novimi. Nivo napetosti se bo nekoliko znižal, če pa so nameščeni 4 elementi, bo povečana napetost skrajšala življenjsko dobo motorja.

Pomembno! Pred montažo je potrebno popolnoma napolniti vse elemente za izravnavo.

Razstavljanje ohišja baterije

Ohišje je pogosto sestavljeno s pomočjo samoreznih vijakov, druge možnosti so sestavljene z zapahi ali lepilom. Lepljeni blok je najtežje razstaviti, zato morate uporabiti posebno kladivo s plastično glavo, da ne poškodujete delov telesa. Vse od znotraj je odstranjeno. Za povezavo z orodjem ali polnilnikom lahko ponovno uporabite samo kontaktne plošče ali celoten priključni sklop.

Povezava baterijske celice

SpojinaLi– Ionbaterije za izvijačizvajajo na več načinov:

Uporaba posebnih kaset. Metoda je hitra, vendar imajo kontakti visoko prehodno odpornost in jih relativno visoki tokovi hitro uničijo;
Spajkanje. Metoda, primerna za tiste, ki znajo spajkati, saj morate imeti določene veščine. Spajkanje je treba opraviti hitro, saj se spajka hitro ohladi, dolgotrajno segrevanje pa lahko poškoduje baterijo;
Točkovno varjenje. Je prednostna metoda. Nimajo vsi varilnega stroja; takšne storitve lahko zagotovijo strokovnjaki.

Pomembno! Elemente je treba povezati zaporedno, nato se doda napetost baterije, vendar se zmogljivost ne spremeni.

Na drugi stopnji so žice spajkane na kontakte sestavljene baterije in na zaščitno ploščo v skladu s povezovalno shemo. Žice s prečnim prerezom 1,5 mm² so spajkane na kontakte same baterije za napajalna vezja. Za druga vezja lahko vzamete tanjše žice - 0,75 mm²;

Na baterijo se nato namesti kos toplokrčne cevi, vendar to ni potrebno. Na zaščitno mikrovezje lahko nanesete tudi toplotno krčenje, da ga izolirate od stika z baterijami, sicer lahko ostri spajkalni izboklini poškodujejo lupino elementa in povzročijo kratek stik.

Nadaljnja zamenjava baterije je sestavljena iz naslednjih korakov:

Razstavljeni deli telesa so dobro očiščeni;
Ker bodo dimenzije novih baterijskih celic manjše, jih je treba varno pritrditi: prilepiti na notranjo steno ohišja z lepilom ali tesnilno maso Moment;
Pozitivna in negativna žica sta prispajkana na stari priključni blok, nameščen je na prvotno mesto v ohišju in pritrjen. Zaščitna plošča je položena, deli akumulatorja so povezani. Če so bili predhodno zlepljeni, se ponovno uporabi "Moment".

Litij-ionska baterija vijačnika ne bo mogla pravilno delovati brez zaščitne plošče BMS. Prodane kopije imajo različne parametre. Oznaka BMS 3S na primer predvideva, da je plošča zasnovana za 3 elemente.

Na kaj morate biti pozorni, da izberete primerno mikrovezje:

Prisotnost uravnoteženja za zagotovitev enakomernega polnjenja elementov. Če je prisoten, mora opis tehničnih podatkov vsebovati vrednost izravnalnega toka;
Največja vrednost delovnega toka, ki jo je mogoče vzdržati dolgo časa. V povprečju se morate osredotočiti na 20-30 A. Vendar je to odvisno od moči izvijača. Nizke moči potrebujejo 20 A, močne - od 30 A;
Napetost, pri kateri se akumulatorji izklopijo ob prekomernem polnjenju (približno 4,3 V);
Napetost, pri kateri se izvijač izklopi. To vrednost je treba izbrati na podlagi tehničnih parametrov baterijske celice (najmanjša napetost - približno 2,6 V);
Tok zaščite pred preobremenitvijo;
Upornost tranzistorskih elementov (izberite najmanjšo vrednost).

Pomembno! Velikost sprožilnega toka med preobremenitvijo ni zelo pomembna. Ta vrednost je prilagojena delovnemu obremenitvenemu toku. V primeru kratkotrajnih preobremenitev, tudi če se je orodje izklopilo, morate spustiti gumb za zagon in nato lahko nadaljujete z delom.

Ali ima krmilnik funkcijo samodejnega zagona, je mogoče ugotoviti s prisotnostjo vnosa »Samodejna obnovitev« v tehničnih podatkih. Če te funkcije ni, boste morali za ponovni zagon izvijača po sprožitvi zaščite odstraniti baterijo in jo priključiti na polnilnik.

Polnilec

Litij-ionske baterije vijačnika ni mogoče polniti s priključitvijo na običajno napajanje. Za to se uporablja polnilec. Napajalnik preprosto proizvaja stabilno polnilno napetost v določenih mejah. In v polnilniku je odločilni parameter polnilni tok, ki vpliva na nivo napetosti. Njegov pomen je omejen. Vezje polnilnika vsebuje vozlišča, odgovorna za zaustavitev postopka polnjenja in druge zaščitne funkcije, na primer zaustavitev v primeru napačne polarnosti.

Najenostavnejši polnilnik je napajalnik z uporom, vključenim v vezje za zmanjšanje polnilnega toka. Včasih priključijo tudi časovnik, ki se sproži po preteku nastavljenega časa. Vse te možnosti ne prispevajo k dolgi življenjski dobi baterije.

Metode polnjenjaLI Ionbaterije za izvijač:

Uporaba tovarniškega polnilnika. Pogosto je primeren tudi za polnjenje nove baterije;
Predelava vezja polnilnika z namestitvijo dodatnih elementov vezja;
Nakup že pripravljenega spomina. Dobra možnost je IMax.

Recimo, da obstaja star polnilec Makita DC9710 za polnjenje 12 V Ni-Cd baterije, ki ima indikacijo v obliki zelene LED diode, ki signalizira konec postopka. Prisotnost plošče BMS vam bo omogočila ustavitev polnjenja, ko so dosežene določene omejitve napetosti na element. Zelena LED ne bo zasvetila, rdeča pa bo preprosto ugasnila. Polnjenje je končano.

Polnilnik Makita DC1414 T je zasnovan za polnjenje širokega spektra baterij 7,2-14,4 V, ko se ob koncu polnjenja sproži zaščitni izklop, indikacija ne bo delovala pravilno. Rdeča in zelena lučka utripata, kar pomeni tudi konec polnjenja.

Cena zamenjave baterij za vijačnike z litij-ionskimi je odvisna od moči orodja, potrebe po nakupu polnilca itd. Če pa je vrtalnik/vijačnik v dobrem funkcionalnem stanju in polnilnik ne potrebuje večje spremembe ali zamenjave, potem lahko za nekaj tisoč rubljev dobite izboljšano električno orodje s podaljšano življenjsko dobo baterije.

Video

In tako, kot sem obljubil, vam bom poskušal opisati celoten postopek prehoda iz ni-cad baterij na li-ion baterije. Takoj bom rekel, da boste še vedno imeli originalni napajalnik kot polnilec za nove baterije. Lahko pa varno reciklirate stare baterije, ki ste jih imeli v svojem akumulatorskem vrtalniku. Ker so po mojem mnenju ni-cad baterije zelo nizke kakovosti zaradi dejstva, da pri izdelavi baterij pride do popolnega varčevanja z materiali. Zato ne blestijo s svojo sposobnostjo preživetja. Medtem ko lahko li-ion delujejo več kot pet let, če se uporabljajo previdno, in se ne bojijo dolgih izpadov, za razliko od ni-cad baterij.

Na splošno vam o prednostih ni treba govoriti, a v videu vam bom povedal več o njih in jih poskušal prikazati.

Da, v tem videu in temi si bomo ogledali prehod 14,4-voltnega izvijača. V prihodnosti bomo upoštevali 18 voltov. No, zdaj pa bolj podrobno.

In torej, kar potrebujemo.

Najpomembnejše je znanje spajkanja, saj preoblikovanje zahteva povezavo z metodo spajkanja:

Potrebujete spajkalnik z močjo 25-40 vatov ali spajkalno postajo, spajko, spajkalno kislino, kolofonijo ali talilo. Žice s prečnim prerezom 0,75 kV in 2 kV, dolžine 15-20 cm, za povezavo baterije in samega izvijača.

Spadajoči pretvornik za tok najmanj 3A, služi ne le kot polnilec za baterije, ampak tudi kot napajalnik, se pravi, če uporabljamo napajalnik 12V 5A, s to napravo ne bomo samo polnili vrtalnik, temveč tudi delo, medtem ko ga polnimo iz omrežja. Kar ima svoje nedvomne prednosti.

Po mojih izračunih bo optimalno uporabiti tri zaporedno povezane LI-ION baterije, to bo 11,1 V peak 4,2 * 3 = 12,6 V. (Zapomnite si vrednost 12,6 V, potrebovali jo bomo; polnilno napetost bomo glede na to napetost nastavili na padajočem pretvorniku.)

Da bodo baterije zdržale dolgo, predlagam, da za vsako baterijo namestite mini ploščo za krmiljenje polnjenja. Ta plošča bo spremljala napetost na vsaki bateriji, po potrebi bodo nekatere napolnjene prej, druge pa ne. Preprosto povedano, dolgo časa boste imeli maksimalno zmogljivost! Enako se bodo izpraznile vaše baterije.

Takšna plošča se v ruščini imenuje balanser in nima nobenih dodatnih zaščit.

Za iskanje po spletnih dražbah uporabite zgornjo sliko in ime lota: Balance Board for 3 Packs 11.1v 12.6v Li-ion 18650 Battery Charging module

Značilnosti plošče:

Opis izdelka:

Ta ravnotežna plošča je zasnovana za litij-ionski akumulator brez funkcije uravnoteženega polnjenja. Ta PCB plošča ni plošča za zaščito baterije,

nima zaščitne funkcije za polnjenje/praznjenje.

funkcija:

Izravnajte napetost za vsako celico pri 4,2 V in je v glavnem za napetostno/tokovno uravnoteženo polnjenje.

Pri prevodu postane jasno, da je ta plošča odgovorna samo za podporo polnjenju vsakega odseka, ki ne presega največje vrednosti baterije. Kar je točno to, kar potrebujemo.

Diagram za priključitev baterij na to ploščo + na pretvorniško ploščo + na izvijač.

Kot lahko vidite na sliki, ki sem jo poskušal prikazati shematično, v tem sklopu ni nič zapletenega.

Prednosti tega sklopa so očitne.

Kar zadeva baterije, uporabljam rabljene baterije iz starih baterij prenosnikov. kar močno zmanjša stroške te modifikacije izvijača. In bistveno zmanjša končne stroške. In uporaba blagovnih znamk baterij več kot podvoji zmogljivost izvijača. Ker uporabljam baterije vezane zaporedno v parih in če imate dovolj prostora za še 3 baterije, lahko razmislite o takem povezovanju baterij. :

Kapaciteta baterij ni odvisna od tega, koliko jih imate zaporedno povezanih. In to je odvisno od vzporedne povezave. Za podaljšanje življenjske dobe baterije priporočam uporabo samo preverjenih baterij istega proizvajalca.