Издеваемся шуруповертом над аккумуляторами 18650. Как НЕ надо заряжать аккумуляторы. Шуруповерт на 18650

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

Это 2-я часть обзора о запасном Li аккумуляторе для Ni-Cd шуруповерта Black&Decker. В 1-й части я делал корпус аккумулятора с защелками, ставил в него плату защиты, вольтметр-пищалку и адаптер для работы с Li-Ion батарейным блоком от шуруповерта DeWALT. Сегодня я расскажу о новом захватывающем DIY проекте – сменном батарейном блоке на базе холдера (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов. А также — какие холдеры можно, на мой взгляд, использовать в шуруповертах и почему (немного теории). Как доработать правильный холдер (практический пример).UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты Холдеры (они же кассеты, держатели, или боксы) – это самый простой и безопасный способ соединить между собой цилиндрические Li-Ion аккумуляторы. Простой, потому что не требуется оборудование точечной сварки (стандартный промышленный способ соединения Li-Ion банок в сборке). Безопасный, потому что ни варить, ни паять сами банки не нужно. Не имея опыта пайки лития, есть серьезный риск убить достаточно дорогие аккумуляторы. Чтобы паять литий, нужна набитая рука, мощный паяльник и соблюдение правильной техники для исключения перегрева корпуса банок в процессе пайки. Также холдеры имеют весомый плюс по сравнению с пайкой или сваркой, создающей неразъемное соединение элементов – в холдере все банки можно легко и быстро заменить.

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

В заключение, только факты. 1. доработанный холдер №2 без проблем выдерживает рабочий ток шуруповерта 9.7 ампер. 2. доработанный холдер №2 без проблем выдерживает длительный ток 20 ампер в течение как минимум 10 минут (результаты независимого теста) 3. доработанный холдер №2 без проблем выдержал ток короткого замыкания в шуруповерте Black&Decker CD12C Выводы можете сделать сами, уважаемые читатели.

mysku.ru

Перевод аккумуляторной дрели на li-ion аккумуляторы 18650

Привет всем. Не спешите выбрасывать отслужившую свой срок аккумулятор дрели. Батарейки можно заменить на литиевые 18650.

Для этого нужно приобрести1- блок зарядки для 3 батареек на 12.6 вольт, 20 А (ссылка на модуль)2- 3 литиевые батарейки 18650 на напряжение 4.2 В

Сам блок

Или такойПаяем батарейки по этой схеме, провод желательно толстый.Другой модульРазбираем старую батарею, удаляем все элементы кроме двух, которые с контактами плюс и минус.К ним припаиваем красный и черный провод, вставляем эти две батарейки с проводами в гнездо, положим плотный поролон. Батарейки изолируем скотчем и собираем все на место.Заряжаем от старой зарядки. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Издеваемся шуруповертом над аккумуляторами 18650. Как НЕ надо заряжать аккумуляторы.

Здравствуйте, друзья!Хотелось бы рассказать Вам о том, как я очень круто облажался при покупке PowerBank'а. Во-первых, я не доглядел и был немного удивлен, когда он пришел в разобранном виде и без аккумуляторов, их пришлось докупать отдельно. НО... Во-вторых, он оказался не рабочим. Т.е. плата работает только на разряд, но на заряд она не работает. Очень "повезло", поскольку с помощью именно этого PowerBank'а я и хотел измерить реальную емкость аккумуляторов. Время поджимает, а проверить емкость чем-то надо. Поэтому сделаем это... ШУРУПОВЕРТОМ. Но об этом немного позже.Вот так выглядят аккумуляторы.Это так называемые "банки" формата 18650, литий-ионные. Такие аккумуляторы устанавливаются в большинство современных PowerBank'ов, в фотоаппараты, видеокамеры, фонарики, и еще много куда.18650 - это именно типоразмер. Аккумуляторы такого типоразмера бывают двух видов: с "лапками", чтоб можно было соединить несколько банок параллельно, и без "лапок". Поскольку я покупал их именно для PowerBank'а, то мне нужны были именно с "лапками.Продавец обещал емкость в 3400mAh. На самих аккумуляторах, что странно, емкость не указана. Просто указано, что это литий-ионные аккумуляторы, изготовленные в Японии. Ну а теперь перейдем к самому интересному - замеру емкости. Сейчас и поймете при чем тут шуруповерт.Дело в том, что у меня нет каких-то специализированных устройств типа iMax B6 и ему подобных. Приобрести все никак не доходят руки, да и необходимости особой нет - не такой уж я и любитель покупать аккумуляторы. Потому выкручиваюсь подручными средствами. В нашем случае будет использован шуруповерт Bosch IXO.Он работает на 1 литий-ионном аккумулятор такого же типоразмера. Т.е. хронология событий будет вот какая.1. Вот так выглядит зарядное устройство от этого чудо-шуруповерта.По сути это "база", к которой уже подключена маломощная зарядка от мобильника. С помощью этой "базы" мы выясним, куда к шуруповерту подключается плюс, а куда - минус.2. Далее мы вскроем сам шуруповерт, удалим родной аккумулятор, а вместо него подключим аккумулятор из нашей партии.3. Возьмем вот такое зарядное устройство, которое я переделал в USB-универсальное.Раньше это было зарядным устройством от планшета, но я его переделал под USB. Во-первых, это сохранило возможность зарядки планшета (т.к. остаток шнура тоже был оборудован USB-штекером), во-вторых, сохранилась возможность подключать к нему все что угодно. Например, смартфон (через родной USB-кабель), плеер и т.д.4. Возьмем вот такой USB-тестер.Он умеет считать емкость, показывать время заряда, отображать напряжение, которым производится заряд, а так же, он показывает силу тока, которой заряжается аккумулятор. Его мы подключим к зарядному устройству. Которое USB-универсальное. А с другой стороны тестера будет подключен вот такой USB-кабель.5. Этот кабель уже имеет зачищенные + и -. Этими "сполями" мы и подключимся непосредственно к плате шуруповерта. Получится очень колхозная схема, НО... Важно другое - не только у меня нет АйМакса, т.е. так как я может влететь каждый. Поэтому я и рассказываю

www.taker.im

Внимание, DIY. Переделка 12в шуруповерта. Вариант "другой".

По данным интернетов, заказанный мной китайский В3 представляет из себя три штуки тр4056, развязанных гальванически. Производитель обещает 800 мА зарядного тока на каждую батарею сборки. В моем случае ток составил 650 мА, причем протекал этот ток хитрО. Суть в том, что 650 мА я намерял только по крайним проводам сборки. На балансировочных отводах были какие-то копейки. Предвосхищая замечания — сборка была полностью разряжена, светодиоды зарядки горели красным, указывая на режим зарядки, и все три тр4056 исправно грелись, что аж палец не трепел. Равно как и три диода в схеме каналов зарядки. Но прикол в том, что стоило мне откинуть один из крайних проводов, ток в 650мА начинал течь через балансировочный провод, идущий следом за отключенным. И так далее по порядку. В общем, обещанных 800мА на каждый элемент сборки я так и не получил. Возможно это особенность работы китайского клона В3, или я что-то не так понял, но в таком виде, время полного заряда высаженной 3S сборки Самсонов 25r составило конских 2,5 часа. А по отзывам в инете народ и по 6 часов заряжает свои поделки данным зарядником. В общем ни разу не комильфо… Ну ладно, будем исходить из того, что имеем, Макита и так три месяца живет в полуразобранном состоянии, а люди на Муське интересуются в личке, обещанным мной, «другим» способом переделки шуруповерта. В общем, решил начать с того, что хоть как-то уменьшить нагрев микросхем заряда, т.к. в таком виде оставлять их просто неприлично. Решение пришло из мешка с разными радиаторами. Один из обрезков встал как нужно, накрыв и микрухи и диоды разом, только мешали торчавшие выводы пайки, и тот факт, что микросхемы тр4056 и «горячие» CMD диоды были разной высоты. Паянные выводы, торчавшие в зоне постановки радиатора были аккуратно обкушены, разница в высоте охлаждаемых элементов нивелирована «резиновыми» термопрокладками, любезно скомунизженными с радиаторов планки серверной DDR2 памяти, валявшейся в том же пакете радиаторов. Термопаста на диоды для полного феншуя, пластиковая стяга для закрепления всей конструкции завершили дело. В итоге имеем: С другой стороны: Не знаю, сильно ли уменьшился нагрев микросхем (не уверен вообще), но радиатор при работе ощутимо горячий. Примеряем конструкцию в корпус зарядного: Закрепляем: Припаиваем все, необходимое для работы: Собираем, попутно обеспечив нормальную «колхозную» вентиляцию: Хоть сейчас на ВДНХ:

mysku.ru

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650

В работе иногда приходится использовать шуруповерт или дрель. У меня есть аккумуляторный шуруповерт, но его аккумулятор вышел из строя. Его емкость — 1.3А, а напряжение — 18В. Изначально была идея создать небольшой, но мощный импульсный источник питания и разместить его в корпусе вышедшего из строя аккумулятора. Такая себе переделка аккумуляторного шуруповерта в сетевой. Но потом я обнаружил что есть так называемые BMS контроллеры на 3, 4 и 5 литиевых элемента типа 18650 таким образом можно было получить выходные напряжения порядка 12.6В, 16.8В и 21В соответственно.

Теперь немного теории. Что же такое этот контроллер BMS? Расшифровывается как Battery Management System — система управления батареей. Она следит за напряжением каждого элемента при заряде/разряде, потребляемым током, температурой, производит балансировку элементов. Я нашел у себя 4 элемента типа 18650 и решил делать именно на 4-х элементном BMS контроллере, хотя для моего 18 вольтового аккумулятора, правильнее было бы делать на пяти элементном.

Он имеет такие контакты: P+, P- (выход напряжения/вход зарядки), B+,B1,B2,B3,B- (подключение элементов). Все элементы соединяются последовательно. B- и B+ это концы получившейся батареи, а B1,B2,B3 — точки соединения элементов между собой. Но! Важно учитывать, что отсчет ведётся от плюса до минуса. Я же изначально не разобрался и делал наоборот, контроллер грелся и не работал, но и не сгорел. При подключении всех элементов напряжение на выходе появляется не сразу. Нужно на короткое время подать на выход (P+, P-) напряжение 16.8В (ну или другое если у вас не 4-х элементный контроллер).

Суть работы такого контроллера довольно проста: при разряде он контролирует напряжение на всех банках 18650, если на какой-то одной напряжение проседает ниже 3 Вольт — он отключается. При заряде так же — если на одном из элементов напряжение превышает 4.2 Вольта — зарядка прекращается. На плате небольшая доработка. Пришлось штатный шунт заменить на перемычку, так как срабатывала защита при первом же нажатии на курок шуруповерта.

Так что важно выбрать элементы с близкой по номиналу емкостью. Измерить емкость аккумуляторов можно с помощью тестера из этой статьи.

elschemo.ru

---

• 
  Кровать детская двухъярусная размеры
• 
  Соединить алюминиевый и медный провод
• 
  Сажалка для мотоблока
• 
  Электрические соединители
• 
  Чем обшить веранду
• 
  Супесь это что
• 
  Силиконовый герметик гост
• 
  Как подключить накопительный водонагреватель в квартире
• 
  Вместо подоконника столешница на кухне фото
• 
  Светодиодная подсветка натяжного потолка
• 
  Монтаж плиты пазогребневые