Как разобрать аккумулятор шуруповерта макита 12 вольт своими руками

Восстановление Аккумулятора Шуруповерта Макита

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.

Что такое “память заряда”

Схема устройства литий-ионного аккумулятора для шуруповерта.

Главное, на что нужно обращать внимание при покупке шуруповерта – на показатели напряжения и емкости его аккумулятора. У большинства таких инструментов емкость не превышает 2,7А/ч. Заряжаются такие инструменты от обычной бытовой сети с напряжением в 220В, для чего в комплект инструмента входит зарядное устройство. Диапазон напряжения в разных моделях находится в пределах от 6 до 22 В. Полностью разряженной батарее требуется время на зарядку в среднем 5-6 ч.

По своей мощности шуруповерты можно разделить на профессиональные, полупрофессиональные и бытовые. Самые мощные и долговечные – профессиональные, но они же и самые дорогие. А самые ходовые (они же самые дешевые) – бытовые, оснащенные преимущественно одной или двумя никель-кадмиевыми аккумуляторными батареями.

Главной проблемой этих батарей считается так называемый эффект памяти их заряда. Для полупрофессиональных инструментов, снабженных преимущественно никель-маталлгидридными аккумуляторами, эта проблема стоит не так остро, а для профессиональных инструментов с литиево-ионными батареями эта проблема практически не возникает.

“Эффект памяти” возникает тогда, когда не разряженная до конца емкость снова ставится не подзарядку, но снова заряжается не до конца. В этом случае аккумулятор просто перестает “понимать”, насколько полон его заряд. Если причина падения мощности батареи в этом, то устранить ее относительно просто. Сначала нужно разобрать аккумуляторный блок, обнаружить в нем недозаряженные элементы и “разогнать” их – зарядить большим, чем положено по инструкции, током, затем полностью разрядить и снова подзарядить, но не на полную мощность. Если электролит из батареи не испарился, то шансы на успешное восстановление аккумулятора шуруповерта в этом случае очень приличные.

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.

Почему аккумулятор не держит заряда

На первый взгляд может показаться, что это неудобство не столь значительно – достаточно купить новый аккумулятор для шуруповерта, заменить им севший и продолжать пользоваться инструментом дальше. Но загвоздка в том, что почти у каждой модели, не говоря уже о торговых марках, аккумулятор свой, и с другими марками инструмент работать не будет. Да и стоимость аккумулятора в разных моделях шуруповерта колеблется от 60 до 70% первоначальной стоимости инструмента. Если учесть, что срок службы аккумуляторов даже при исключительно правильной эксплуатации и хранении не больше 3-4 лет, а по факту – не больше 2 лет, то такая замена влетит хозяину в немалую копейку.

В разных марках шуруповерта используются разные типы батарей. Аккумулятор может быть:

• никель-кадмиевый;
• никель-маталлгидридный;
• литий-ионный, или в просторечии литиевый.

Схема устройства аккумуляторного шуруповерта.

Потеря емкости аккумулятора шуруповерта – процесс неизбежный, независимо от типа аккумулятора, и его можно только замедлить, но не избежать. Он зависит от количества использованных зарядов и способа хранения инструмента. Проще говоря, чем интенсивнее используется шуруповерт, тем быстрее садится его аккумуляторная батарея. Но и у редко используемого инструмента аккумулятор самопроизвольно сокращает свою емкость (особенно если хозяин хранит его разряженным), уменьшаясь каждый месяц (в зависимости от типа аккумуляторной батареи) на 3-4% своей первоначальной емкости.

Непосредственной причиной потери емкости аккумулятора является окисление внутри элемента аккумуляторной батареи, по-научному это называется суфальтацией. Если разобрать аккумулятор, то на поверхности поврежденных сульфатацией элементов можно увидеть желто-белый порошок. Понятно, что такие элементы работать нормально уже не могут.

Определить, теряет аккумулятор емкость или нет, можно и не разбирая его, тем более что большинство современных аккумуляторов для шуруповертов считаются неразборными блоками. Для такого теста даже специальных приборов не нужно, достаточно просто положить на аккумулятор руку во время зарядки и немного ее подержать. Если аккумулятор исправный, то он нагревается примерно до 30ºС, и рука такого нагрева практически не почувствует, а вот если емкость аккумулятора уменьшилась, то нагрев будет сильнее – 50-60ºС, и рука его легко почувствует.

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.

Как восстановить аккумулятор шуруповерта

Алгоритм восстановления источника постоянного тока для электрического инструмента зависит от химического состава секций. Например, процедура доливки воды используется для никель-кадмиевых изделий. Для ремонта литиевых батарей требуется заменить вышедшие из строя секции.

В заводских условиях контактные пластины соединяются перемычками, закрепленными сваркой. Ремонт в домашних условиях осуществляется методом пайки с использованием специальных флюсов.

Разборка аккумулятора шуруповёрта происходит путём снятия нижней или верхней крышки.

Выпуск газа из батареи

В процессе работы литий-ионных элементов образуются газы, которые поднимают давление внутри корпуса. Если конструкцией не предусмотрен дренажный клапан, то происходит деформация стенки и крышки корпуса. На части изделий вздувшийся корпус размыкает контакты защитного предохранителя, снижая напряжение на клеммах до нуля. Неисправный элемент определяется тестовым устройством, а затем извлекается из банки.

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.

Ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками

Приведенные ниже рекомендации помогут избежать ошибок при ремонте элементов питания для шуруповерта:

• приобретать аккумуляторы следует по номиналу напряжения и емкости, а также размерам;
• соединение батареек на заводе выполнено с помощью точечной сварки. Замена батарейки, производится путем пайки. При выполнении пайки, потребуется выполнять ее быстро, чтобы не испортить батарейку перегревом;
• Соединение сделать с помощью заводских пластин либо с помощью медных такого же размера, так как при зарядке (работе) проходит большой ток. Соблюдать полярность.

После перепаковки аккумуляторов шуруповерта, нужно выровнять их потенциалы путем зарядки банок в течение 8—10 часов. После остывания производится замер напряжения на элементах. Если все сделано правильно, напряжение будет в пределах 1,3—1,4 В. Затем производится разрядка банок до конца, путем использования шуруповерта (необходимо провести заряд-разряд 3 раза). Данную процедуру рекомендуется проводить один раз в 3 месяца, для исключения эффекта памяти.

Замена

Если починить составные компоненты питания в АКБ не представляется возможным, то их надо заменить. Сделать это тоже можно своими руками. В этом нет ничего сложного

Главное – действовать аккуратно, осторожно и по инструкции. Старайтесь ничего не повредить в процессе

Конечно, можно купить новую батарейку и установить ее в шуруповерт (их характеризует взаимозаменяемость). Можно провести замену поврежденной банки в самом АКБ.

• Сперва уберите из цепочки устройства элемент питания, который перестал правильно функционировать. Если учесть тот факт, что они соединяются друг с другом специальными пластинками, встроенными при помощи точечной сварки, то лучше для этого пускать в ход бокорезы. Не забывайте оставлять в процессе хвостовик нормальной длины (не слишком короткий) на нормально функционирующей баночке, чтобы возможно было прикрепить его к новой детали питания.
• Новенькую деталь прикрепить при помощи паяльника на тот участок, где была старая дефектная баночка. Не забывайте следить за полярностью элементов. Положительный (+) вывод надо припаять к отрицательному (-) выводу и наоборот. Для этого нужно будет использовать паяльник, мощность которого составляет не меньше 40 Вт, а также кислоту для него. Если у вас не получилось оставить нужной длины пластинки, то допустимо соединить все баночки при помощи медного проводника.
• Теперь надо вернуть батарейку обратно в корпусную часть по такому же плану, по которому она находилась там еще до ремонтных работ.
• Далее надо сделать выравнивание заряда на всех баночках по отдельности. Делать это надо путем нескольких циклов разрядки и повторной зарядки устройства. Далее надо проверить потенциалы напряжения на каждом из имеющихся элементов, используя мультиметр. Они все должны держаться на едином уровне в 1,3В.

Если речь идет о ремонте блоков аккумуляторов с банками литий-ионного вида, то здесь действовать следует по аналогичной схеме. Однако есть один нюанс, который может немного затруднить задачу, – это отсоединение батарейки от платы. Тут поможет только один способ – замена пострадавшей банки.

Как определить, возможен ли ремонт?

Если вы заметили, что ваш шуруповерт перестал работать исправно и выяснили, что корень проблемы кроется в его аккумуляторе, то следующим шагом вам понадобится определить, есть ли возможность его отремонтировать. Для этого надо перейти к разборке корпуса инструмента. Состоит он из двух основных частей, которые соединены между собой при помощи винтиков или клеевого состава (смотря какая у вас модель).

В случае если две половины корпуса скреплены винтиками, то проблем в его разборке у вас возникнуть не должно. Просто открутите шурупы и разделите корпусную конструкцию. Но если эти составляющие склеены, то на стыке между ними вам будет нужно аккуратно вставить нож с острым лезвием и вкрутить в этот участок саморез

Очень осторожно, чтобы не нанести повреждений важным элементам, проводите ножиком вдоль стыка, разъединяя тем самым половинки корпуса

Разобрав корпусную основу, вы увидите банки, соединенные между собой последовательно. Такое строение говорит о том, что, даже если пострадала только одна из них, то аккумулятор будет плохо работать в целом. Вам понадобится отыскать слабое звено в открывшейся перед вами цепочке. Достаньте из корпуса ячейки и аккуратно разложите их на столе, чтобы у вас появился беспрепятственный доступ абсолютно ко всем необходимым контактам. Теперь мультиметром проведите необходимые измерения напряжения каждого отдельного элемента. Чтобы проверка проходила проще и удобнее, записывайте все полученные показатели на отдельном листочке бумаги. Некоторые люди сразу записывают их на корпусе – делайте так, как вам будет удобнее.

Значение напряжения на никель-кадмиевом элементе питания должно составлять 1,2-1,4 В. Если же речь идет о литий-ионном, то здесь актуальны другие показатели – 3,6-3,8 В. Измерив показатели величины напряжения, банки понадобится снова аккуратно установить в корпусе. Включите шуруповерт и приступайте к работе с его применением. Пользуйтесь инструментом до тех пор, пока его мощность не будет растрачена. После этого шуруповерт еще раз надо будет разобрать. Еще раз спишите показатели напряжения и снова зафиксируйте их. Ячейки с максимально низким напряжением после полноценной зарядки еще раз продемонстрируют его внушительное падение. Если показатели разнятся в 0,5-0,7 В, то стоит иметь в виду, что это такая разница является весьма существенной. Подобные детали в скором времени совсем «ослабеют» и утратят работоспособность. Их нужно либо реанимировать, либо заменить новыми.

Если у вас в арсенале имеется 12-вольтный инструмент, то для розыска неисправностей можно прибегнуть и к более простому методу – исключите двойную разборку-сборку. Первым делом тоже надо провести измерения величины напряжения всех полноценно заряженных деталей. Запишите выявленные показатели. К разложенным на столе баночкам подсоедините нагрузку в виде 12-вольтовой лампочки. Она будет разряжать АКБ. После этого снова определите напряжение. Тот участок, где присутствует максимально сильное падение, и есть слабый.

Определение неисправности

Наиболее частая причина выхода из строя – поломка только одного элемента. Они соединяются последовательно, а значит, даже падение емкости на одной батарее приведет к полной неисправности всего АКБ. В этом случае нам понадобится:

1. Отвертка. Обычно корпус соединяется на крестовые шурупы. В некоторых моделях присутствует защита «от дурака» и там могут быть звездочки с противовандальной системой, треугольники или даже спаннеры.
2. Мультиметр. Достаточно любой модели, даже самой дешевой DT-830. Так как измерения ведутся в милливольтах, советские стрелочные вольтметры не подойдут.

Далее нужно действовать по инструкции:

1. Батарея отключается от винтоверта. Она должна быть полностью заряжена.
2. Разбирается корпус.
3. Теперь нужно извлечь все банки. В Ни-Кд их больше, так как номинальное напряжение одной секции меньше.
4. На каждой банке замеряется напряжение. Для никель-кадмиевый — номинальным является 1,2 вольта. У литиевых — нормальное напряжение находится в пределе 3,6-3,8 вольт.
5. После замера, нужно посмотреть, на каких банках напряжение снижено. К примеру, если на двух литиевых батареях вольтаж 3,8, а на одной 3,5 – значит дефективная именно она.
6. Аккумулятор собирается и устанавливается в инструмент. Теперь ее нужно посадить в ноль.
7. АКБ разбирается и вольтаж замеряется еще раз. Если на предполагаемом элементе напряжение значительно ниже, чем на остальных – значит она идет под замену или ремонт.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

• вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
• амперметра и вольтметра постоянного тока;
• тестера;
• мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

• плоскогубцами;
• отверткой;
• ножом;
• паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

• никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
• никель-металлогидридные — 30 %;
• литий-ионный накопитель — до 8 %.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

Методика определения неисправности батареи

Учитывая последовательное соединение элементов питания, первичной задачей исполнителя будет поиск «слабого звена», ведь при выходе из строя хотя бы одного элемента, батарея будет функционировать с существенными техническими отклонениями. Если же учесть, что одновременная поломка всех компонентов цепи не возможна, следует понимать, как определить отклонения отдельных элементов питания.

Метод 1. Используем мультиметр

Учитывая идентичный уровень напряжения всех составляющих цепи, определить неисправный элемент можно при помощи мультиметра (переключив его в режим замера напряжения DCV). При этом следует помнить, что номинальные напряжения для различных типов АКБ имеют отличные значения:

• Ni-Cd и Ni-MH (напряжение 1,2В);
• Li-Ion (напряжение 3,6В).

Сама же методика определения вышедшего из строя элемента питания производится по следующему алгоритму:

Аккумулятор устанавливается на полную подзарядку;
Корпус устройства разбирается, и производятся поочередные замеры напряжения (при помощи прибора) на каждой из банок;
Маркируются элементы, напряжение на которых ниже установленной нормы (для Ni-Cd и Ni-MH батарей напряжение должно варьироваться в диапазоне 1,2 – 1,4 В; для Li-Ion – в пределах 3,6 – 3,8 В).
Батарея собирается и устанавливается в шуруповерт, после чего ее следует разрядить до заметного снижения мощности, для чего при помощи электроинструмента можно выполнить ряд силовых операций.
После разрядки, корпус АКБ разбирается повторно, и вновь выполняются замеры напряжения на всех участках цепи (особенное внимание следует уделить маркированным элементам)
В случае падения напряжения на элементе 0,5 – 0,7 В такая батарея считается непригодной.

Метод 2. Используем нагрузку

Технология выявления слабых батарей в таком случае аналогична вышеописанной, с тем лишь отличием, что для разряда аккумулятора здесь применяется 12 вольтовая лампочка (к примеру, на 40 Вт), которая и будет выступать в качестве нагрузки. А для того, чтобы решить поставленную задачу не потребуется несколько раз производить сборку/разборку аккумуляторного блока.

Выполнив все вышеописанные манипуляции, определяются все ненадежные элементы аккумуляторной цепи, а уже после этого принимается решение об их замене или восстановлении.

Виды АКБ, используемых в шуруповертах и их отличия

В аккумуляторном инструменте используются источники питания на никелевой или литиевой основе. Банка оснащена влагозащищенным корпусом из ударопрочного пластика, внутри располагаются элементы питания, соединенные в общую цепь.

Никель-металлогидридные

Отличаются повышенной плотностью запасаемой энергии, но по значению максимального тока в цепи уступают кадмиевым аккумуляторам. Изделия имеют пониженную скорость саморазряда, в процессе нормальной работы наблюдается небольшое уменьшение напряжения. Примененные в конструкции материалы являются экологически безопасными, для восстановления батареи требуется сила тока не выше 30% от номинальной емкости.

Никель-кадмиевые

Аккумулятор у шуруповёрта на основе Ni-Cd батарей.

Эти элементы наиболее часто используются для привода электродвигателей инструмента. Каждая секция имеет рабочее напряжение 1,2 В, детали собираются в общие банки.

Преимуществом батарей является способность отдачи повышенного номинального тока, но при частичной разрядке наблюдается падение емкости.

Этот процесс обратимый, для восстановления выполняются последовательные периоды разрядки и зарядки. Ресурс источника питания кадмиевого типа составляет до 1000 циклов.

Литий-ионные

Отличаются пониженным саморазрядом и увеличенной емкостью (без нарастания габаритов). Обслуживания в процессе эксплуатации не требуется. Для зарядки применяются специальные устройства, поскольку при нарушении процедуры возможно воспламенение или взрыв элемента. Механические дефекты негативно влияют на стабильность аккумулятора, который разрушается или загорается при попытке зарядки.

Литий-ионные батареи оснащаются защитными механизмами, срабатывающими в момент разряда повышенным током. Для снижения вероятности взрыва в конструкцию ввели анод, изготовленный из графита.

Но тенденция к самовоспламенению при нарушении условий хранения и эксплуатации сохранилась. Источники питания не переносят глубокого разряда, повышения напряжения в зарядной цепи приводит к необратимому падению емкости.

Литий-полимерные

Источник питания литий-полимерного типа отличается сниженным падением напряжения по мере уменьшения напряжения на клеммах. Допускается эксплуатация при температуре воздуха от -20°С. Полимерный материал позволяет делать тонкие и гибкие аккумуляторы (толщина от 1 мм).

Li-Po аккумуляторы в отличии от других типов более компактные, что несколько затрудняет их ремонт.

Но батареи сохранили высокую пожароопасность при нарушении условий эксплуатации. В конструкции банки есть электронная защитная плата, ограничивающая максимальный ток в цепи. Для восстановления емкости нужно использовать специальное зарядное устройство, источник питания выдерживает до 900 рабочих циклов.

Нельзя допускать глубокой разрядки, при длительном хранении изделие выходит из строя. Для снижения естественного износа в состав электролита вводятся специальные ингибиторы.

Работы по ремонту аккумулятора шуруповерта

Итак, в ходе проверок были выявлены неработающие элементы питания. Что делать в этом случае? Выхода два — попытка «реанимации» элементов или простая замена неработающих «банок».

«Реанимация» накопительных элементов

причина выхода их из строя кроется в разложении лития

1. Следует поменять схему управление. Если батареи заработали, значит, нужно ремонтировать саму схему.
2. На элемент питания с помощью регулируемого зарядного устройства подается напряжение 4 В с током примерно в 200 мА. Рост напряжения на «банке» до 3.6 В говорит об исправности элемента и, значит, в неисправности виновата либо схема управления, либо другой элемент питания.

Для «реанимации» батареи аккумулятора шуруповерта применяют два способа:

1. Восстановление работоспособности «банок» методом сжатия или уплотнения.
2. Подача в накопительный элемент большого напряжения и тока. При этом удастся, хотя и не полностью устранить потерянную емкость и избавиться от «эффекта памяти».

Однако, эти методы не могут полностью решить проблему выхода из строя батарей. Они лишь отсрочат неизбежное. Рано или поздно, но менять банки придется все равно.

Замена «банок» в аккумуляторе шуруповерта

параметры емкости и габаритов совпадали с заменяемыми элементами

Сама задача проста. Хорошо если имеется опыт в пайке. В соединении элементов обрезается неисправная батарея, на ее место ставится исправная, затем производится пайка. Как видно, ничего сложного.

Однако, при этом следует учесть несколько важных нюансов:

• паять нужно быстро, чтобы не нагрелись «банки» — это может отразиться на их работоспособности;
• для соединения элементов лучше использовать родные пластины, либо медные, но тех же размеров;
• присоединяя новый элемент к старому не перепутайте плюс с минусом. При последовательном соединении минус от предыдущей батареи идет на плюс новой батареи.

После пайки, следует провести заряд-разрядный цикл, а затем измерить напряжение на «банках». Оно должно быть около 1.3 В.

Диагностика неисправностей АКБ

Подозревать неисправность батареи шуруповерта или проводить ее восстановление нужно не сразу, а сначала попробовать заменить ее на вторую из комплекта, прежде зарядив ее как следует. Если шуруповерт вращается плохо, то это может быть вызвано поломками в его механике (мотор или редуктор). В случае сомнений нужно заменить блок питания, если есть такая возможность. Если все указывает на аккумулятор, то тогда можно приступать к его диагностике и восстановлению.

Прежде всего нужно выяснить тип батареи. Это написано на ее корпусе и от этого зависит возможность восстановления. Также должно быть указано номинальное напряжение. Оно обычно лежит в пределах 14 … 19 В. Затем, не разбирая корпус блока аккумуляторов, проводят его проверку. Для этого можно использовать два метода:

• Проверка мультиметром;
• Проверка нагрузкой.

Метод мультиметра

Мультиметр может быть использован в двух режимах: измерения напряжения и измерения тока. Если есть два прибора, то это еще лучше, не потребуется делать лишних переключений.

Схема измерений показана ниже: Один мультиметр переключается в режим измерения напряжения (вольтметр), другой – в режим измерения тока (амперметр). Если прибор только один, то вместо амперметра придется использовать просто провод. Провода от аккумулятора к вольтметру могут быть тонкими, а провода от источника питания к батарее – потолще, но не стоит слишком увлекаться, в конце-концов для всей цепи подойдут провода 0.5 сечением мм.кв.

Если напряжение на батарее в норме, но ток заряда мал, значительно меньше одного ампера, то для Ni-Cd аккумулятора это может означать неисправность одного из элементов батареи. Восстановление аккумулятора шуруповерта здесь отменяется, нужен ремонт. Для Li-ion это означает, что либо он в норме, либо также неисправность одного из элементов.

Пусть Ni-Cd аккумулятор имеет номинальное напряжение 18 Вольт. Тогда легко узнать, сколько внутри элементов, не открывая корпуса. Зная номинальное напряжение Ni-Cd 1.2 В, поделите: 18/1,2 = 15. Значит, в корпусе 15 элементов. Если вольтметр показывает холостое напряжение 16,8 В, то это может означать и замыкание одной из банок, и просто разряд нормальной батареи. Такая батарея в разряженном состоянии дает 15 В. Если заряженная показывает 16,8 В или около того, значит, один из элементов замкнут накоротко. Восстановить тоже не получится, придется заменить.

Если батарея при зарядке пропускает ток больше одного ампера, а напряжение постепенно растет, увеличиваясь на 0,1 В за каждые 5-10 минут, и в конце заряда напряжение чуть больше номинала, то аккумулятор в порядке, восстановления не требуется.

Метод нагрузки

Этот метод похож на предыдущий и он пожалуй, проще. Не нужно разбирать зарядное устройство, или использовать лабораторный источник питания. Понадобится только:

• Автомобильные лампочки;
• Мультиметр;
• Куски провода;
• Паяльник с припоем и флюсом.

Если аккумулятор отдает номинальный ток в течение нескольких минут, вольтметр показывает напряжение немного ниже номинала, а лампочки не тускнеют, то батарея исправна. Может однако случиться, что для Ni-Cd вскоре ток начнет ослабевать. Это проявление «памяти». В таком случае нужно провести восстановление. Литий-ионные батареи не имеют эффекта памяти, хотя в теории он существует, на практике считают, что его просто нет.

Поэлементная проверка

Этот способ требует разборки корпуса батарейного блока. Он применяется, когда аккумулятор или его элемент перестает отдавать хороший ток, а попытки восстановления оказываются неудачными. Здесь достаточно одного плохого звена, поскольку они соединены последовательно. Но чтобы найти такой элемент, нужно проверить внутреннее сопротивление каждого из них.

Разумеется, начинать надо с общего осмотра всех банок: нет ли трещин, подтекания и т.д. Неисправный элемент сразу выдаст себя внешним видом.

Проверку на токовую отдачу производят с использованием закона Ома для полной цепи (он же первый закон Кирхгофа). Для этого нужно взять сопротивление с номиналом 10 Ом, рассчитанное на 25 Вт, и амперметр. Проверяемый элемент закорачивают на сопротивление, включенное последовательно с амперметром.

Например, пусть для Ni-Cd аккумулятора с напряжением 1,2 В получен ток 100 мА. Запишем его и повторно сделаем измерение, но уже не тока, а напряжения на элементе. Сначала измерим холостое напряжение, без подключения резистора, а потом подключим резистор и посмотрим, насколько упало напряжение. Пусть первый раз было 1,2 В, а после подключения резистора стало 1,05 В. Тогда внутреннее сопротивление этого элемента: