Și așa, așa cum am promis, voi încerca să vă descriu întregul proces de tranziție pentru înlocuirea bateriei de la ni-cad la baterii li-ion. O sa spun imediat asta bloc nativ Veți avea în continuare putere ca încărcător pentru baterii noi. Dar puteți recicla în siguranță bateriile vechi pe care le aveați în mașină de găurit fără fir. Deoarece, după părerea mea, bateriile ni-cad sunt de o calitate foarte scăzută datorită faptului că în fabricarea bateriilor se realizează o economisire completă a materialelor. Prin urmare, nu strălucesc cu capacitatea lor de supraviețuire. În timp ce li-ionul poate funcționa mai mult de cinci ani dacă este folosit cu atenție, și nu se tem de perioade lungi de nefuncționare, spre deosebire de bateriile ni-cad.
În general, nu trebuie să vă spun despre avantaje, dar în videoclip vă voi spune mai multe despre ele și voi încerca să le demonstrez.
Da, în acest videoclip și subiect ne vom uita la trecerea unei șurubelnițe de 14,4 volți. Pe viitor vom lua în considerare 18 volți. Ei bine, acum mai detaliat.
Și așa avem nevoie.
Cel mai important lucru este abilitățile de lipit, deoarece remodelarea necesită realizarea de conexiuni folosind metoda de lipire:
Ai nevoie de un fier de lipit de 25-40 wați sau o stație de lipit, lipit, acid de lipit, colofoniu sau flux. Fire cu secțiunea transversală de 0,75 kV și 2 kV, lungime 15-20 cm, pentru conectarea bateriei și a șurubelniței în sine.
Un convertor step-down pentru un curent de cel puțin 3A, servește nu numai ca încărcător pentru baterii, ci și ca sursă de alimentare, adică dacă folosim o sursă de alimentare de 12V 5A, cu acest dispozitiv nu vom încărca doar găuriți, dar și lucrați în timp ce îl încărcați din rețea. Ceea ce are avantajele sale incontestabile.
Conform calculelor mele, va fi optim să folosiți trei baterii LI-ION conectate în serie, acesta va fi 11,1 V vârf 4,2 * 3 = 12,6 V. (Să ne amintim valoarea 12,6V, vom avea nevoie de ea; vom seta tensiunea de încărcare în raport cu această tensiune pe convertorul descendente.)
Pentru ca bateriile să dureze mult timp, vă sugerez să instalați o placă mini de control de încărcare pentru fiecare baterie. Această placă va monitoriza tensiunea de pe fiecare baterie, dacă este necesar, unele vor fi încărcate înainte, în timp ce altele nu vor fi reîncărcate. Pur și simplu, veți obține capacitate maximă pentru o lungă perioadă de timp! Și bateriile tale se vor uza la fel.
O astfel de placă se numește echilibru în rusă și nu are protecție suplimentară.
Pentru a căuta licitații online, utilizați poza de mai sus și numele lotului: Balance Board pentru 3 pachete 11.1v 12.6v Li-ion 18650 Modul de încărcare a bateriei
Caracteristicile plăcii:
Descrierea obiectului:
Această placă de echilibru este proiectată pentru acumulatorul Li-ion fără funcție de încărcare a echilibrului. Această placă PCB nu este o placă de protecție a bateriei,
nu are functie de protectie pentru incarcare/descarcare.
Caracteristică:
Echilibrați tensiunea pentru fiecare celulă la 4,2 V și este în principal pentru încărcare de echilibrare tensiune / curent.
Când este tradus, devine clar că această placă este responsabilă doar pentru suportarea încărcării fiecărei secțiuni care nu depășește valoarea maximă a bateriei. Care este exact ceea ce avem nevoie.
Diagrama pentru conectarea bateriilor la această placă + la placa convertor + la șurubelniță.
După cum puteți vedea din imaginea pe care am încercat să o arăt schematic, nu este nimic complicat în acest ansamblu.
Avantajele acestui ansamblu sunt evidente.
Cat despre baterii, folosesc baterii uzate de la baterii vechi de laptop. ceea ce reduce foarte mult costul acestei modificări a șurubelniței. Și își reduce semnificativ costul final. Iar utilizarea bateriilor de marcă dublează cu mult capacitatea șurubelniței. Din moment ce eu folosesc baterii conectate in serie in perechi, iar daca ai suficient spatiu pentru inca 3 baterii, poti lua in calcul conectarea bateriilor astfel. :
Capacitatea bateriilor nu depinde de câte dintre ele ai conectat în serie. Și depinde de conexiune paralelă. Pentru a crește durata de viață a bateriei, vă recomand să utilizați numai baterii dovedite de la același producător.
Nu a existat o revizuire a conversiei unei șurubelnițe în litiu de mult timp :)
Revizuirea este dedicată în principal plăcii BMS, dar vor exista link-uri către alte lucruri mici implicate în transformarea vechei mele șurubelnițe în baterii cu litiu 18650.
Pe scurt, puteți lua această placă după puțină finisare, funcționează destul de bine într-o șurubelniță.
PS: mult text, poze fara spoilere.
P.S. Revizuirea este aproape o aniversare pe site - a 58000-a, conform barei de adrese a browserului;)
Pentru ce sunt toate acestea
De câțiva ani folosesc o șurubelniță fără nume cu două viteze de 14,4 volți, cumpărată ieftin de la un magazin de construcții. Mai exact, nu doar complet fără nume - poartă brandul acestui magazin de construcții, dar nici unul celebru. Surprinzător de durabil, încă nu s-a rupt și face tot ce-i cer - găurirea, strângerea și deșurubarea șuruburilor și lucrul ca o bobinatoare :)Dar bateriile sale native NiMH nu au vrut să funcționeze atât de mult timp. Unul dintre cei doi completi a murit in sfarsit in urma cu un an dupa 3 ani de functionare, al doilea În ultima vreme nu mai trăia, dar exista - o încărcare completă era suficientă pentru 15-20 de minute de funcționare a șurubelniței cu pauze.
La început am vrut să o fac cu puțin efort și pur și simplu să înlocuiesc vechile conserve cu aceleași noi. Le-am cumpărat de la acest vânzător -
Au funcționat grozav (deși puțin mai rău decât omologii lor inițiali) timp de două sau trei luni, după care au murit rapid și complet - după o încărcare completă, nici măcar nu au fost suficiente pentru a strânge o duzină de șuruburi. Nu recomand să luați baterii de la el - deși capacitatea inițial corespundea cu ceea ce a fost promis, acestea nu au durat mult.
Și mi-am dat seama că va trebui totuși să mă deranjez.
Ei bine, acum despre principalul lucru :)
După ce l-am ales pe Ali dintre plăcile BMS oferite, m-am hotărât pe cel aflat în analiză, pe baza dimensiunilor și parametrilor acestuia:- Model: 548604
- Întreruperea supraîncărcării la tensiune: 4,28+ 0,05 V (per celulă)
- Recuperare după oprirea supraîncărcării la tensiune: 4,095-4,195 V (per celulă)
- Întreruperea tensiunii de supradescărcare: 2,55±0,08 (per celulă)
- Întârziere de oprire la supraîncărcare: 0,1 s
- Interval de temperatură: -30-80
- Întârziere de oprire scurtcircuit: 100 ms
- Întârziere de oprire la supracurent: 500 ms
- Curent de echilibrare a celulei: 60mA
- Curent de lucru: 30A
- Curent maxim (declansare protectie): 60A
- Funcționare de protecție la scurtcircuit: auto-vindecare după deconectarea sarcinii
- Dimensiuni: 45x56mm
- Funcții principale: protecție la supraîncărcare, protecție la supradescărcare, protecție la scurtcircuit, protecție la supracurent, echilibrare.
Toate componentele plăcii sunt așezate pe o singură parte:
A doua parte este goală și acoperită cu o mască albă:
Partea responsabilă cu echilibrarea în timpul încărcării:
Această parte este responsabilă pentru protejarea celulelor de supraîncărcare/supradescărcare și este, de asemenea, responsabilă pentru protectie generala din KZ:
Mosfeturi:
Este asamblat îngrijit, nu există pete evidente de flux, aspectul este destul de decent. Setul includea o coadă cu un conector, care a fost imediat conectat la placă. Lungimea firelor din acest conector este de aproximativ 20-25 cm, din păcate, nu i-am făcut o fotografie imediat.
Ce am mai comandat special pentru această modificare:
baterii -
Benzi de nichel pentru lipirea bateriilor: (da, știu că puteți lipi cu fire, dar benzile vor fi ocupate mai putin spatiu si va iesi mai placut din punct de vedere estetic :)) Si initial chiar am vrut sa colectez sudura prin rezistenta(nu numai pentru această modificare, desigur), de aceea am comandat benzile, dar lenea a câștigat și a trebuit să lipim.
După ce am ales o zi liberă (sau mai bine zis, după ce am trimis în mod flagrant toate celelalte chestiuni), m-am apucat să o refac. Pentru început, am dezasamblat bateria cu baterii chinezești uzate, am aruncat bateriile și am măsurat cu atenție spațiul din interior. Apoi m-am așezat să desenez suportul bateriei și placa de circuite într-un editor 3D. A trebuit să desenez și tabla (fără detalii) pentru a încerca tot ce este asamblat. S-a dovedit cam așa:
Conform ideii, placa este atașată de sus, o parte în caneluri, cealaltă parte este prinsă cu o suprapunere, placa în sine se află în mijloc pe un plan proeminent, astfel încât atunci când este apăsată să nu se îndoaie. Suportul în sine este făcut de o astfel de dimensiune încât se potrivește strâns în carcasa bateriei și nu atârnă acolo.
La început m-am gândit să fac contacte cu arc pentru baterii, dar am abandonat această idee. Aceasta nu este cea mai bună variantă pentru curenți mari, așa că am lăsat decupaje în suport pentru benzi de nichel cu care se vor lipi bateriile. De asemenea, am lăsat decupaje verticale pentru firele care ar trebui să se extindă de la conexiunile inter-canilor dincolo de capac.
L-am setat sa fie printat pe o imprimanta 3D de la ABS si dupa cateva ore totul era gata :)
Când înșurubam totul, am decis să nu am încredere în șuruburi și am topit aceste piulițe M2.5 în corp:
Am inteles aici -
Articol grozav pentru acest tip de utilizare! Se topește încet cu un fier de lipit. Pentru a preveni împachetarea plasticului în interior atunci când se topește în găuri oarbe, am înșurubat un șurub de lungime adecvată în această piuliță și i-am încălzit capul cu un vârf de fier de lipit cu o picătură mare de cositor pentru un transfer mai bun de căldură. Găurile din plastic pentru aceste piulițe sunt lăsate puțin mai mici (0,1-0,2 mm) decât diametrul părții netede (de mijloc) exterioare a piuliței. Se țin foarte strâns, puteți înșuruba și deșuruba șuruburile cât doriți și nu vă sfiați prea mult cu forța de strângere.
Pentru a avea posibilitatea de monitorizare celulă cu celulă și, dacă este necesar, încărcare cu echilibrare externă, în peretele din spate al bateriei va ieși un conector cu 5 pini, pentru care am aruncat rapid o eșarfă și am făcut-o. pe mașină:
Suportul are o platformă pentru această eșarfă.
După cum am scris deja, bateriile le-am lipit cu benzi de nichel. Din păcate, această metodă nu este lipsită de dezavantaje, iar una dintre baterii a fost atât de revoltată de acest tratament încât a lăsat doar 0,2 volți pe contactele sale. A trebuit sa o dezlipesc si sa mai lipim una, din fericire le-am luat cu rezerva. Altfel nu au fost dificultăți. Folosind acid, cotim contactele bateriei și tăiem lungimea necesară benzi de nichel, apoi ștergeți bine tot ce este conservat și în jurul lui cu vată și alcool (dar puteți folosi și apă) și lipiți-l. Fierul de lipit trebuie să fie puternic și fie să poată reacționa foarte rapid la răcirea vârfului, fie pur și simplu să aibă un vârf masiv care nu se va răci instantaneu la contactul cu o bucată masivă de fier.
Foarte important: în timpul lipirii și în timpul tuturor operațiunilor ulterioare cu acumulatorul lipit, trebuie să aveți mare grijă să nu scurtcircuitați niciun contact al bateriei! În plus, așa cum este indicat în comentarii ybxtuj, este foarte indicat să le lipiți descărcate și sunt absolut de acord cu el, astfel consecințele vor fi mai ușoare dacă ceva se scurtează. Un scurtcircuit al unei astfel de baterii, chiar și una descărcată, poate duce la mari probleme.
Am lipit fire la trei conexiuni intermediare între baterii - acestea vor merge la conectorul plăcii BMS pentru monitorizarea băncilor și la conectorul extern. Privind în viitor, vreau să spun că am lucrat puțin cu aceste fire - nu pot fi conduse la conectorul plăcii, ci lipite la pinii corespunzători B1, B2 și B3. Acești pini de pe placă în sine sunt conectați la pinii conectorului.
Apropo, am folosit fire izolate cu silicon peste tot - nu reacţionează deloc la căldură şi sunt foarte flexibile. Am cumpărat mai multe secțiuni de pe Ebay, dar nu-mi amintesc linkul exact... Îmi plac foarte mult, dar există un minus - izolația din silicon nu este foarte rezistentă mecanic și este ușor deteriorată de obiectele ascuțite.
Am încercat bateriile și placa din suport - totul este excelent:
Am încercat o batistă cu conector, am folosit un Dremel pentru a tăia o gaură în carcasa bateriei pentru conector... și am ratat înălțimea și am luat dimensiunea din planul greșit. Rezultatul a fost un decalaj decent ca acesta:
Acum nu mai rămâne decât să lipiți totul împreună.
Am lipit coada inclusă pe eșarfă, tăind-o la lungimea necesară:
Am lipit și firele de la conexiunile intercan de acolo. Deși, așa cum am scris deja, a fost posibil să le lipiți la contactele corespunzătoare ale plăcii BMS, există și un inconvenient - pentru a scoate bateriile, va trebui să dezlipiți nu numai plusul și minusul de la BMS, dar și încă trei fire, dar acum poți pur și simplu să scoți conectorul.
A trebuit să mă chinuiesc puțin cu contactele bateriei: în versiunea originală, partea din plastic (care ține contactele) din interiorul piciorului bateriei este apăsată de o baterie care stă direct sub ea, dar acum trebuia să mă gândesc cum să repar această piesă. , ca să nu fie strâns. Iată detaliul:
La final, am luat o bucată de silicon (rămăs din turnarea unei forme), am tăiat o bucată aproximativ potrivită din ea și am introdus-o în picior, apăsând acea parte. În același timp, aceeași bucată de silicon apasă suportul cu placa, nimic nu va atârna.
Pentru orice eventualitate, am așezat bandă izolatoare Kapton peste contacte și am prins firele cu câteva picături de lipici fierbinte, astfel încât acestea să nu intre între jumătățile carcasei la asamblare.
Încărcare și echilibrare
Am lăsat încărcătorul original de la șurubelniță, doar dă afară La ralanti aproximativ 17 volți. Adevărat, încărcarea este stupidă și nu există stabilizare a curentului sau a tensiunii în ea, există doar un cronometru care o oprește la aproximativ o oră după începerea încărcării. Ieșirea curentă este de aproximativ 1,7 A, ceea ce, deși puțin prea mult, este acceptabil pentru aceste baterii. Dar asta până îl termin la normal, cu stabilizarea curentului și a tensiunii. Pentru că acum placa refuză să echilibreze una dintre celule, care inițial avea încărcare cu 0,2 volți în plus. BMS-ul oprește încărcarea atunci când tensiunea de pe această celulă atinge 4,3 volți, respectiv, în rest rămâne în limita de 4,1 volți.Am citit undeva o afirmatie ca acest BMS se echilibreaza in mod normal doar cu incarcarea CV/CC, cand curentul scade treptat la sfarsitul incarcarii. Poate că acest lucru este adevărat, așa că mă așteaptă upgrade-uri de încărcare :)
Nu am încercat să-l descarc complet, dar sunt sigur că protecția la descărcare va funcționa. Există videoclipuri pe YouTube cu teste ale acestei plăci, totul funcționează conform așteptărilor.
Și acum despre greblă
Toate băncile sunt încărcate la 3,6 volți, totul este gata de pornire. Introduc bateria în șurubelniță, trag de trăgaci și... Sunt sigur că mai mult de o persoană familiarizată cu această greblă s-a gândit acum: „Și naiba a pornit șurubelnița ta” :) Absolut corect, șurubelnița s-a zvâcnit ușor și asta e aceasta. Eliberez trăgaciul, apăs din nou - același lucru. Îl apăs ușor - pornește și accelerează, dar dacă îl porniți puțin mai repede - nu reușește.„Ei bine...”, m-am gândit. Chinezii au indicat probabil amperi chinezi în specificație. Ei bine, bine, am o sârmă groase de nicrom excelent, acum voi lipi o bucată din el deasupra rezistențelor de șunt (sunt două 0,004 Ohm în paralel) și voi, dacă nu fericire, atunci măcar o îmbunătățire în situatia. Nu a existat nicio îmbunătățire. Chiar și atunci când am eliminat complet șuntul de la lucru, lipind pur și simplu minusul bateriei după el. Adică, nu este că nu a existat nicio îmbunătățire, ci că nu au existat schimbări deloc.
Și apoi am intrat online și am descoperit că nu există drepturi de autor pentru această greblă - au fost călcate de multă vreme de alții. Dar cumva nu era o soluție la vedere, cu excepția celei cardinale - cumpărați o placă potrivită special pentru șurubelnițe.
Și am decis să încerc să ajung la rădăcina problemei.
Ipoteze că protecția la suprasarcină este declanșată atunci când curenti de pornire L-am respins pentru că, chiar și fără șunt, nimic nu s-a schimbat.
Dar totuși m-am uitat cu un osciloscop la un șunt de casă de 0,077 ohmi între baterii și placă - da, PWM este vizibil, consumul ascuțit cu o frecvență de aproximativ 4 kHz, la 10-15 ms după începerea vârfurilor placa taie de pe sarcină. Dar aceste vârfuri au arătat mai puțin de 15 amperi (pe baza rezistenței la șunt), deci cu siguranță nu este o chestiune de suprasarcină de curent (după cum s-a dovedit mai târziu, acest lucru nu este în întregime adevărat). Și rezistența ceramică de 1 Ohm nu a provocat o oprire, dar curentul a fost și de 15 amperi.
A existat și opțiunea unui drawdown pe termen scurt pe bănci în timpul pornirii, care a declanșat protecția la supradescărcare, și m-am dus să văd ce se întâmplă pe bănci. Ei bine, da, groază se întâmplă acolo - reducerea maximă este de până la 2,3 volți pe toate băncile, dar este foarte scurtă - mai puțin de o milisecundă, în timp ce placa promite să aștepte o sută de milisecunde înainte de a activa protecția la supradescărcare. „Chinezii au indicat milisecunde chinezești”, m-am gândit și m-am dus să mă uit la circuitul de control al tensiunii din cutii. S-a dovedit că conține filtre RC care netezesc schimbările bruște (R=100 Ohm, C=3,3 uF). După aceste filtre, deja la intrarea microcircuitelor care controlează băncile, reducerea a fost mai mică - doar până la 2,8 volți. Apropo, aici este fișa de date pentru cipurile de control de pe această placă DW01B -
Potrivit fișei de date, timpul de răspuns la supradescărcare este, de asemenea, considerabil - de la 40 la 100 ms, ceea ce nu se încadrează în imagine. Dar bine, nu mai este nimic de presupus, așa că voi schimba rezistența din filtrele RC de la 100 ohmi la 1 kOhm. Acest lucru a îmbunătățit radical imaginea la intrarea microcircuitelor, nu au existat mai multe reduceri de mai puțin de 3,2 volți. Dar nu a schimbat deloc comportamentul șurubelniței - o pornire puțin mai ascuțită - și apoi a tăcut.
„Să mergem cu o simplă mișcare logic㔩. Doar aceste microcircuite DW01B, care controlează toți parametrii de descărcare, pot întrerupe sarcina. Și m-am uitat la ieșirile de control ale tuturor celor patru microcircuite cu un osciloscop. Toate cele patru microcircuite nu fac nicio încercare de a deconecta sarcina atunci când pornește șurubelnița. Și tensiunea de control dispare de pe porțile mosfet-urilor. Fie misticismul, fie chinezii au stricat ceva într-un circuit simplu care ar trebui să fie între microcircuite și mosfet-uri.
Și am început să fac inginerie inversă a acestei părți a plăcii. Cu înjurături și alergări de la microscop la computer.
Iată cu ce am ajuns:
În dreptunghiul verde sunt bateriile în sine. În albastru - cheile de la ieșirile cipurilor de protecție, de asemenea, nimic interesant, într-o situație normală ieșirile lor către R2, R10 sunt pur și simplu „atârnate în aer”. Cea mai interesantă parte este în pătratul roșu, unde, după cum s-a dovedit, câinele a scotocit. Am desenat mosfet-urile pe rând pentru simplitate, cel din stânga este responsabil pentru descărcarea la sarcină, cel din dreapta este pentru încărcare.
Din câte am înțeles, motivul opririi este în rezistența R6. Prin intermediul acestuia, protecția „fierului” împotriva supraîncărcării curentului este organizată din cauza căderii de tensiune pe mosfetul însuși. Mai mult, această protecție funcționează ca un declanșator - de îndată ce tensiunea de la baza VT1 începe să crească, începe să reducă tensiunea de la poarta VT4, de la care începe să reducă conductivitatea, căderea de tensiune pe ea crește, ceea ce duce la o creștere și mai mare a tensiunii la baza VT1 și la un proces asemănător unei avalanșe care duce la deschiderea completă a VT1 și, în consecință, la închiderea VT4. De ce se întâmplă acest lucru la pornirea unei șurubelnițe, când vârfurile de curent nici măcar nu ating 15A, în timp ce o sarcină constantă de 15A funcționează - nu știu. Poate că capacitatea elementelor circuitului sau inductanța sarcinii joacă un rol aici.
Pentru a verifica, am simulat mai întâi această parte a circuitului:
Și iată ce am obținut din rezultatele muncii ei:
Axa X este timpul în milisecunde, axa Y este tensiunea în volți.
Pe graficul de jos - sarcina este activată (nu trebuie să vă uitați la numerele de pe Y, acestea sunt arbitrare, doar în sus - încărcarea este pornită, jos - oprită). Sarcina este o rezistență de 1 ohm.
În graficul de sus, roșu este curentul de sarcină, albastru este tensiunea de la poarta mosfet. După cum puteți vedea, tensiunea porții (albastru) scade cu fiecare impuls de curent de sarcină și în cele din urmă scade la zero, ceea ce înseamnă că sarcina este oprită. Și nu este restabilit chiar și atunci când încărcarea încetează să mai încerce să consume ceva (după 2 milisecunde). Și, deși aici sunt folosite alte mosfet-uri cu parametri diferiți, imaginea este aceeași ca în placa BMS - o încercare de a porni și de a opri în câteva milisecunde.
Ei bine, să luăm asta ca pe o ipoteză de lucru și, înarmați cu noi cunoștințe, să încercăm să mestecăm această bucată de știință chineză :)
Există două opțiuni aici:
1. Plasați un mic condensator în paralel cu rezistența R1, acesta este:
Condensatorul este de 0,1 uF, conform simulării este posibil și mai puțin, până la 1 nf.
Rezultatul simulării în această versiune:
2. Scoateți cu totul rezistorul R6:
Rezultatul simulării acestei opțiuni:
Am încercat ambele variante - ambele funcționează. În a doua opțiune, șurubelnița nu se oprește sub nicio formă - începe, rotația este blocată - se întoarce (sau încearcă cu toată puterea). Dar cumva nu este în întregime liniștit să trăiești cu protecția dezactivată, deși există încă protecție împotriva scurtcircuitelor pe microcircuite.
Cu prima opțiune, șurubelnița pornește cu încredere cu orice presiune. Am reușit să obțin oprire doar când am pornit-o la a doua viteză (mărită pentru găurire) cu mandrina blocată. Dar chiar și atunci se smuciază destul de puternic înainte de a se opri. La prima viteza nu am reusit sa il opresc. Am lăsat această opțiune pentru mine, sunt complet mulțumit de ea.
Există chiar și spații goale pentru componente pe placă, iar unul dintre ele pare a fi special conceput pentru acest condensator. A fost proiectat pentru dimensiunea SMD 0603, așa că am lipit aici 0,1 uF (încercuit-o cu roșu):
REZULTAT
Consiliul a îndeplinit pe deplin așteptările, deși a fost o surpriză :)Nu văd rostul în a descrie argumentele pro și contra, totul este în parametrii săi, voi sublinia un singur avantaj: o modificare complet minoră transformă această placă într-una complet funcțională cu șurubelnițe :)
PS: la naiba, mi-a luat mai puțin timp să remodelez șurubelnița decât mi-a luat să scriu această recenzie :)
ZZY: poate că tovarășii mei care au mai multă experiență în circuitele de putere și analogice mă vor corecta cu ceva, eu însumi sunt o persoană digitală și analogică prin acoperiș :)
Bateriile cu litiu sunt folosite cel mai adesea sub formă de secțiuni individuale conectate în serie. Acest lucru este necesar pentru a obține tensiunea de ieșire necesară. Numărul de secțiuni care alcătuiesc bateria variază în limite foarte largi - de la câteva unități la câteva zeci. Există două moduri principale de a încărca astfel de baterii.
Metodă secvenţială, când încărcarea se efectuează de la o singură sursă de alimentare, cu o tensiune egală cu tensiunea maximă a bateriei. O metodă paralelă, când fiecare secțiune este încărcată independent de un încărcător special.
Constă dintr-un număr mare de surse de tensiune neconectate galvanic între ele și dispozitive de control individuale pentru fiecare secțiune.
Cea mai răspândită, datorită simplității sale mai mari, este metoda de încărcare secvențială. Echilibratorul discutat în articol nu este utilizat în sistemele de încărcare paralelă, așa că sistemele de încărcare paralelă nu vor fi luate în considerare în acest articol.
Cu metoda de încărcare secvenţială, una dintre principalele cerinţe care trebuie îndeplinite este următoarea: tensiunea din orice secţiune a bateriei cu litiu încărcate în timpul încărcării nu trebuie să depăşească o anumită valoare (valoarea acestui prag depinde de tipul elementului cu litiu ).
Este imposibil să se asigure îndeplinirea acestei cerințe în timpul încărcării secvențiale fără a lua măsuri speciale... Motivul este evident - secțiunile individuale ale bateriei nu sunt identice, prin urmare, se realizează atingerea tensiunii maxime admisibile pe fiecare dintre secțiuni în timpul încărcării. în timp diferit. Necesar Placa de control a echilibrului.
De asemenea, puteți comanda diferite plăci de echilibru pentru Segway, hoverboard, trotinete electrice, biciclete, avioane, panouri solare etc.
controler bms 3x18650,
controler bms pentru șurubelniță,
controlere de încărcare-descărcare (bms) pentru baterii li-ion,
controler de încărcare a bateriei li-ion,
controler de descărcare a încărcăturii baterii cu litiu,
controler de încărcare-descărcare (pcm) pentru baterie li-ion,
controler de încărcare DIY li-ion,
controler de încărcare și descărcare pentru baterii cu litiu cu funcție de echilibrare,
cumpărați un echilibrator pentru încărcarea li-ionului,
cumpărați un echilibrator pentru baterii cu litiu,
tabla de echilibrare,
echilibrare bms,
controler bms 4x18650.
Placă de control de încărcare a bateriei Li-ionPlacă de control de încărcare a bateriei Li-ion 18650
Placă de control de încărcare a bateriei Li-ion cu echilibrator
placă de control de încărcare pentru șurubelniță baterie Li-ioncumpărați o placă de control de încărcare a bateriei Li-ion
Ei bine, ce ar trebui să facă cei care au un instrument vechi? Da, totul este foarte simplu: aruncați cutiile de Ni-Cd și înlocuiți-le cu Li-Ion din popularul format 18650 (marcajul indică un diametru de 18 mm și o lungime de 65 mm).
Ce placă este necesară și ce elemente sunt necesare pentru a transforma o șurubelniță în litiu-ion
Deci, iată bateria mea de 9,6 V cu o capacitate de 1,3 Ah. La nivelul maxim de încărcare are o tensiune de 10,8 volți. Celulele litiu-ion au o tensiune nominală de 3,6 volți, o tensiune maximă de 4,2. Prin urmare, pentru a înlocui celulele vechi de nichel-cadmiu cu cele de litiu-ion, voi avea nevoie de 3 elemente, tensiunea lor de funcționare va fi de 10,8 volți, maxim - 12,6 volți. Depășirea tensiunii nominale nu va dăuna în niciun fel motorului, chiar dacă diferenta mai mare, nu trebuie să vă faceți griji.
Celulelor cu litiu-ion, așa cum toată lumea știe de mult, nu le plac în mod categoric supraîncărcarea (tensiune peste 4,2 V) și descărcarea excesivă (sub 2,5 V). Când intervalul de funcționare este depășit în acest fel, elementul se degradează foarte repede. Prin urmare, celulele litiu-ion sunt întotdeauna asociate cu o placă electronică (BMS - Battery Management System), care controlează elementul și controlează atât limita superioară, cât și inferioară de tensiune. Aceasta este o placă de protecție care pur și simplu deconectează cutia de la circuit electric când tensiunea depășește domeniul de funcționare. Prin urmare, pe lângă elementele în sine, va fi necesară o astfel de placă BMS.
Acum sunt două puncte importante pe care le-am experimentat de mai multe ori fără succes până am ajuns alegerea corecta. Acesta este curentul de funcționare maxim admisibil al elementelor Li-Ion în sine și curentul maxim de funcționare al plăcii BMS.
Într-o șurubelniță, curenții de funcționare la sarcini mari ajung la 10-20 A. Prin urmare, trebuie să cumpărați elemente care sunt capabile să furnizeze curenți mari. Personal, folosesc cu succes celule de 30 amperi 18650 produse de Sony VTC4 (capacitate 2100 mAh) și Sanyo UR18650NSX de 20 amperi (capacitate 2600 mAh). Funcționează bine în șurubelnițele mele. Dar, de exemplu, chinezii TrustFire 2500 mAh și japonezul verde deschis Panasonic NCR18650B 3400 mAh nu sunt potrivite, nu sunt proiectate pentru astfel de curenți. Prin urmare, nu este nevoie să urmăriți capacitatea elementelor - chiar și 2100 mAh este mai mult decât suficient; Principalul lucru atunci când alegeți este să nu calculați greșit curentul de descărcare maxim admisibil.
Și în același mod, placa BMS trebuie să fie proiectată pentru curenți mari de funcționare. Am văzut pe Youtube cum oamenii asamblează baterii pe plăci de 5 sau 10 amperi - nu știu, personal, astfel de plăci au intrat imediat în protecție când am pornit șurubelnița. După părerea mea, aceasta este o risipă de bani. Voi spune asta, că Makita în sine pune plăci de circuite de 30 de amperi în bateriile sale. De aceea folosesc BMS de 25 amperi achiziționat de la Aliexpress. Costă aproximativ 6-7 dolari și sunt căutați după „BMS 25A”. Deoarece aveți nevoie de o placă pentru un ansamblu de 3 elemente, trebuie să căutați o placă cu „3S” în nume.
O alta punct important: unele plăci pot avea contacte diferite pentru încărcare (denumită „C”) și încărcare (denumită „P”). De exemplu, placa poate avea trei contacte: „P-”, „P+” și „C-”, ca pe o placă nativă Makita litiu-ion. O astfel de taxă nu ne va convine. Încărcarea și descărcarea (încărcare/descărcare) trebuie efectuate printr-un singur contact! Adică, ar trebui să existe 2 contacte de lucru pe placă: doar „plus” și doar „minus”. Pentru că încărcătorul nostru vechi are, de asemenea, doar doi pini.
În general, după cum probabil ați ghicit, cu experimentele mele am irosit mulți bani atât pe elementele greșite, cât și pe plăcile greșite, făcând toate greșelile care se puteau face. Dar am câștigat o experiență neprețuită.
Cum se dezasambla o baterie de șurubelniță
Cum se dezasambla o baterie veche? Sunt baterii la care jumătățile carcasei sunt prinse cu șuruburi, dar există și altele cu lipici. Bateriile mele sunt doar una dintre ultimele și multă vreme am crezut în general că sunt imposibil de dezasamblat. Se pare că este posibil dacă ai un ciocan.
În general, cu ajutorul unor lovituri intense în perimetrul marginii părții inferioare a carcasei (un ciocan cu cap de nailon, bateria trebuie ținută suspendată în mână), zona de lipire este separată cu succes. Carcasa nu este deteriorata in niciun fel, am demontat deja 4 piese de genul acesta.
Partea care ne interesează.
Din vechea schema Sunt necesare doar plăci de contact. Sunt sudate ferm pe cele două elemente de sus sudură în puncte. Puteți alege sudarea cu o șurubelniță sau un clește, dar trebuie să alegeți cât mai atent posibil pentru a nu sparge plasticul.
Totul este aproape gata munca in continuare. Apropo, am lăsat senzorul de temperatură standard și întrerupătorul de circuit, deși nu mai sunt deosebit de relevante.
Dar este foarte probabil ca prezența acestor elemente să fie necesară pentru funcționarea normală a încărcătorului standard. Prin urmare, recomand cu tărie să le salvați.
Asamblarea unei baterii litiu-ion
Iată noile celule Sanyo UR18650NSX (le găsiți pe Aliexpress folosind acest număr de articol) cu o capacitate de 2600 mAh. Spre comparație, vechea baterie avea o capacitate de doar 1300 mAh, jumătate mai mult.
Trebuie să lipiți firele la elemente. Firele trebuie luate cu o secțiune transversală de cel puțin 0,75 mm pătrați, pentru că vom avea curenți considerabili. Un fir cu această secțiune transversală funcționează în mod normal cu curenți mai mari de 20 A la o tensiune de 12 V. Cutiile de litiu-ion pot fi lipite, supraîncălzirea pe termen scurt nu le va dăuna în niciun fel, acest lucru a fost verificat. Dar aveți nevoie de un flux bun cu acțiune rapidă. Folosesc fluxul de glicerină TAGS. O jumătate de secundă - și totul este gata.
Lipiți celelalte capete ale firelor pe placă conform diagramei.
Folosesc întotdeauna fire și mai groase de 1,5 mm pătrați pentru conectorii de contact a bateriei - pentru că spațiul permite. Înainte de a le lipi la contactele de împerechere, am pus o bucată de tub termocontractabil pe placă. Este necesar pentru izolarea suplimentară a plăcii de celulele bateriei. În caz contrar, marginile ascuțite de lipire pot freca sau străpunge cu ușurință pelicula subțire a celulei cu litiu-ion și pot provoca un scurtcircuit. Nu trebuie să utilizați termocontractabil, dar cel puțin să puneți ceva izolator între placă și elemente este absolut necesar.
Acum totul este izolat așa cum ar trebui.
Partea de contact poate fi întărită în carcasa bateriei cu câteva picături de super lipici.
Bateria este gata de asamblare.
Este bine când carcasa este pe șuruburi, dar acesta nu este cazul meu, așa că lipic jumătățile împreună din nou cu „Moment”.
Bateria se incarca folosind un incarcator standard. Adevărat, algoritmul de operare se schimbă.
Am două încărcătoare: DC9710 și DC1414 T. Și acum funcționează diferit, așa că vă voi spune exact cum.
Incarcator Makita DC9710 si baterie litiu-ion
Anterior, încărcarea bateriei era controlată de dispozitivul însuși. Când a fost atins nivelul complet, acesta a oprit procesul și a semnalat finalizarea încărcării cu un indicator verde. Dar acum circuitul BMS pe care l-am instalat este responsabil pentru controlul nivelului și oprirea alimentării. Prin urmare, când încărcarea este completă, LED-ul roșu de pe încărcător se va stinge pur și simplu.
Dacă ai un dispozitiv atât de vechi, ai noroc. Pentru că totul este simplu la el. Dioda este pornită - încărcarea este în curs. Se stinge – încărcarea este completă, bateria este încărcată complet.
Incarcator Makita DC1414 T si baterie litiu-ion
Există o mică nuanță aici pe care trebuie să o știți. Acest încărcător este mai nou și este conceput pentru a încărca o gamă mai largă de baterii de la 7,2 la 14,4 V. Procesul de încărcare a acestuia se desfășoară ca de obicei, LED-ul roșu este aprins:
Dar când bateria (care în cazul celulelor NiMH ar trebui să aibă o tensiune maximă de 10,8 V) ajunge la 12 volți (avem celule Li-Ion, pentru care tensiunea totală maximă poate fi de 12,6 V), încărcătorul va merge. nebun. Pentru că nu va înțelege ce baterie încarcă: fie una de 9,6 volți, fie una de 14,4 volți. Și în acest moment, Makita DC1414 va intra în modul de eroare, aprinzând alternativ LED-ul roșu și verde.
Este în regulă! Noua ta baterie se va încărca în continuare - deși nu complet. Tensiunea va fi de aproximativ 12 volți.
Adică veți pierde o parte din capacitatea acestui încărcător, dar mi se pare că acest lucru poate fi supraviețuit.
În total, modernizarea bateriei a costat aproximativ 1000 de ruble. Noul Makita PA09 costă de două ori mai mult. Mai mult, am ajuns să avem o capacitate de două ori mai mare, iar reparațiile ulterioare (în cazul unei defecțiuni pe termen scurt) vor consta doar în înlocuirea elementelor litiu-ion.
Industria produce șurubelnițe de mult timp, iar mulți oameni au modele mai vechi cu baterii nichel-cadmiu și nichel-hidrură metalică. Conversia unei șurubelnițe în litiu se va îmbunătăți caracteristici de performanta dispozitiv fără a cumpăra instrument nou. Acum multe companii oferă servicii pentru transformarea bateriilor de șurubelniță, dar o puteți face singur.
Beneficiile bateriilor litiu-ion
Bateriile nichel-cadmiu au un preț scăzut, rezistă multor cicluri de încărcare și nu se tem de temperaturi scăzute. Dar capacitatea bateriei va scădea dacă o încărcați înainte ca aceasta să fie complet descărcată (efect de memorie).
Bateriile litiu-ion au următoarele avantaje:
- capacitate mare, ceea ce va asigura un timp de funcționare mai lung al șurubelniței;
- dimensiune și greutate mai mici;
- păstrează bine încărcarea atunci când nu este utilizat.
Dar o baterie cu litiu pentru o șurubelniță nu rezistă bine la descărcarea completă, astfel încât instrumentele din fabrică de pe astfel de baterii sunt echipate cu plăci de circuite suplimentare care protejează bateria de supraîncălzire, scurtcircuit și supraîncărcare pentru a evita explozia sau descărcarea completă. Când microcircuitul este instalat direct în baterie, circuitul se deschide dacă bateria nefolosită este amplasată separat de unealtă.
Dificultăți în reluare
Bateriile Li-Ion au dezavantaje obiective, cum ar fi performanța slabă când temperaturi scăzute. În plus, atunci când convertiți o șurubelniță în baterii cu litiu 18650, puteți întâmpina o serie de dificultăți:
- Standardul 18650 înseamnă că diametrul unei celule de baterie este de 18 mm cu o lungime de 65 mm. Aceste dimensiuni nu coincid cu dimensiunile elementelor de nichel-cadmiu sau nichel-hidrură metalică instalate anterior în șurubelniță. Înlocuirea bateriilor va necesita plasarea lor într-o carcasă standard pentru baterii, plus instalarea unui microcircuit de protecție și fire de conectare;
- Tensiunea de ieșire a celulelor cu litiu este de 3,6 V, iar pentru celulele cu nichel-cadmiu este de 1,2 V. Să presupunem că tensiunea nominală a unei baterii vechi este de 12 V. Această tensiune la conexiune serială Elementele Li-Ion nu pot fi furnizate. Sfera fluctuațiilor de tensiune în timpul ciclurilor de încărcare-descărcare ale unei baterii ionice se modifică, de asemenea. În consecință, bateriile transformate pot să nu fie compatibile cu șurubelnița;
- Bateriile ionice diferă în ceea ce privește specificul funcționării lor. Ele nu suportă tensiuni de supraîncărcare mai mari de 4,2 V și tensiuni de descărcare mai mici de 2,7 V până când nu se defectează. Prin urmare, atunci când bateria este reconstruită, în șurubelniță trebuie instalată o placă de protecție;
- Este posibil ca încărcătorul existent să nu poată fi utilizat pentru o șurubelniță cu o baterie Li-Ion. De asemenea, va trebui să-l refaceți sau să cumpărați altul.
Important! Dacă un burghiu sau o șurubelniță este ieftină și nu de calitate foarte bună, atunci este mai bine să nu o remodelați. Acest lucru poate costa mai mult decât costul instrumentului în sine.
Selectarea bateriei
Șurubelnițele folosesc adesea baterii de 12 V. Factori de luat în considerare atunci când alegeți o baterie Li-Ion pentru o șurubelniță:
- Astfel de instrumente folosesc elemente cu valori mari curent de descărcare;
- În multe cazuri, capacitatea elementului este invers legată de curentul de descărcare, așa că nu o puteți selecta doar pe baza capacității. Indicatorul principal este curent. Valoarea curentului de funcționare al șurubelniței poate fi găsită în pașaportul pentru scule. De obicei este de la 15 la 30-40 A;
- Când înlocuiți o baterie de șurubelniță cu un Li-Ion 18650, nu este recomandat să utilizați celule cu sensuri diferite containere;
- Uneori există sfaturi pentru a utiliza o baterie cu litiu de la un laptop vechi. Acest lucru este absolut inacceptabil. Sunt proiectate pentru un curent de descărcare mult mai mic și au caracteristici tehnice necorespunzătoare;
- Numărul de elemente este calculat pe baza raportului aproximativ - 1 Li-Ion la 3 Ni-Cd. Pentru o baterie de 12 volți, va trebui să înlocuiți 10 cutii vechi cu 3 noi. Nivelul de tensiune va fi ușor redus, dar dacă sunt instalate 4 elemente, tensiunea crescută va scurta durata de viață a motorului.
Important!Înainte de asamblare, este necesar să încărcați complet toate elementele pentru egalizare.
Demontarea carcasei bateriei
Carcasa este adesea asamblată folosind șuruburi autofiletante, alte opțiuni sunt asamblate folosind zăvoare sau lipici. Blocul lipit este cel mai dificil de dezasamblat, trebuie să folosiți un ciocan special cu cap de plastic pentru a nu deteriora părți ale corpului. Totul din interior este îndepărtat. Puteți reutiliza numai plăcile de contact sau întregul ansamblu terminal pentru conectarea la o unealtă sau încărcător.
Conexiunea celulei bateriei
CompusLi– Ionbaterii pentru șurubelnițăefectuat în mai multe moduri:
- Utilizarea casetelor speciale. Metoda este rapidă, dar contactele au o rezistență mare de tranziție și pot fi distruse rapid de curenți relativ mari;
- Lipirea. O metodă potrivită pentru cei care știu să lipize, deoarece trebuie să ai anumite abilități. Lipirea trebuie făcută rapid, deoarece lipirea se răcește rapid, iar încălzirea prelungită poate deteriora bateria;
- Sudură în puncte. Este metoda preferată. Nu toată lumea are aparat de sudura, astfel de servicii pot fi furnizate de specialiști.
Important! Elementele trebuie conectate în serie, apoi se adaugă tensiunea bateriei, dar capacitatea nu se modifică.
În a doua etapă, firele sunt lipite de contacte baterie asamblată si la placa de protectie conform schemei de conectare. Firele cu o secțiune transversală de 1,5 mm² sunt lipite la contactele bateriei în sine pentru circuitele de alimentare. Pentru alte circuite, puteți lua fire mai subțiri - 0,75 mm²;
O bucată de tub termocontractabil este apoi plasată peste baterie, dar acest lucru nu este necesar. De asemenea, puteți pune termocontractare pe microcircuitul de protecție pentru a-l izola de contactul cu bateriile, altfel proeminențele ascuțite de lipire pot deteriora carcasa elementului și pot provoca un scurtcircuit.
Înlocuirea suplimentară a bateriei constă în următorii pași:
- Părțile dezasamblate ale corpului sunt bine curățate;
- Deoarece dimensiunile noilor celule de baterie vor fi mai mici, acestea trebuie să fie fixate în siguranță: lipite de perete interior carcase cu adeziv sau etanșant Moment;
- Firele pozitive și negative sunt lipite de blocul de borne vechi, acesta este plasat în locul inițial în carcasă și fixat. Placa de protecție este așezată, părțile pachetului de baterii sunt conectate. Dacă au fost lipite anterior, atunci „Moment” este folosit din nou.
Bateria litiu-ion a șurubelniței nu va putea funcționa corect fără placa de protecție BMS. Copiile vândute au parametri diferiți. Marcajul BMS 3S presupune, de exemplu, că placa este proiectată pentru 3 elemente.
La ce trebuie să acordați atenție pentru a alege un microcircuit potrivit:
- Prezența echilibrării pentru a asigura o încărcare uniformă a elementelor. Dacă este prezent, descrierea datelor tehnice trebuie să includă valoarea curentului de echilibrare;
- Valoarea maximă a curentului de funcționare care poate fi suportată mult timp. În medie, trebuie să vă concentrați pe 20-30 A. Dar asta depinde de puterea șurubelniței. Cele de putere mică au nevoie de 20 A, cele de mare putere – de la 30 A;
- Tensiune la care bateriile sunt oprite la supraîncărcare (aproximativ 4,3 V);
- Tensiunea la care se oprește șurubelnița. Această valoare trebuie selectată pe baza parametri tehnici celula bateriei (tensiune minima - aproximativ 2,6 V);
- Curent de protecție la suprasarcină;
- Rezistența elementelor tranzistorului (selectați valoarea minimă).
Important! Mărimea curentului de declanșare în timpul suprasarcinii nu este foarte importantă. Această valoare este ajustată la curentul de sarcină de funcționare. În cazul supraîncărcărilor pe termen scurt, chiar dacă instrumentul s-a oprit, trebuie să eliberați butonul de pornire și apoi puteți continua să lucrați.
Dacă controlerul are o funcție de pornire automată poate fi determinat de prezența intrării „Recuperare automată” în datele tehnice. Dacă nu există o astfel de funcție, atunci pentru a porni din nou șurubelnița după ce protecția a declanșat, va trebui să scoateți bateria și să o conectați la încărcător.
Încărcător
Bateria litiu-ion a șurubelniței nu poate fi încărcată prin conectarea acesteia la o sursă de alimentare convențională. Pentru aceasta este folosit un încărcător. Sursa de alimentare produce pur și simplu o tensiune de încărcare stabilă în limitele specificate. Și în încărcător, parametrul determinant este curentul de încărcare, care afectează nivelul de tensiune. Sensul lui este limitat. Circuitul încărcătorului conține noduri responsabile pentru oprirea procesului de încărcare și alte funcții de protecție, de exemplu, oprirea în cazul polarității incorecte.
Cel mai simplu încărcător este o sursă de alimentare cu o rezistență inclusă în circuit pentru a reduce curentul de încărcare. Uneori se conectează și un cronometru care se declanșează după ce a trecut o perioadă de timp stabilită. Toate aceste opțiuni nu sunt utile pentru o lungă perioadă de timp service baterie.
Metode de încărcareLI Ionbaterii pentru șurubelniță:
- Folosind un încărcător din fabrică. Adesea este potrivit și pentru încărcarea unei baterii noi;
- Relucrarea circuitului încărcătorului, cu instalarea de elemente suplimentare de circuit;
- Achiziționarea unei amintiri gata făcute. O opțiune bună– IMax.
Să presupunem că există un încărcător Makita DC9710 vechi pentru încărcarea unei baterii Ni-Cd de 12 V, care are o indicație sub forma unui LED verde care semnalează sfârșitul procesului. Prezența unei plăci BMS vă va permite să opriți încărcarea atunci când sunt atinse limitele de tensiune specificate per element. LED-ul verde nu se va aprinde, dar cel roșu se va stinge pur și simplu. Încărcarea este completă.
Încărcătorul Makita DC1414 T este conceput pentru a încărca o gamă largă de baterii 7,2-14,4 V. În ea, atunci când oprirea de protecție este declanșată la sfârșitul încărcării, indicația nu va funcționa corect. Luminile roșii și verzi clipesc, ceea ce semnalează și sfârșitul încărcării.
Costul înlocuirii bateriilor de șurubelniță cu baterii litiu-ion depinde de puterea instrumentului, de necesitatea de a cumpăra un încărcător etc. Dar dacă burghiul / șoferul este în stare bună de funcționare și încărcătorul nu necesită modificări majore sau înlocuire, atunci pentru câteva mii de ruble puteți obține o unealtă electrică îmbunătățită, cu o durată de viață crescută a bateriei.
Video