Как зарядить шуруповерт, чтобы увеличить срок его службы?

Шуруповерт занимает не последнее место в линейке аккумуляторных электроинструментов. В отличие от шнуровых устройств он незаменим при проведении работ на высоте или в местах, не оборудованных сетью питания. Он не отличается от шнуровых шуруповертов величиной крутящего момента, диаметром патрона и функционалом. Единственный его недостаток — это ограниченное время работы. Чтобы знать, как зарядить аккумулятор шуруповерта правильно, нужно изучить устройство и принцип работы источника питания.

Шуруповерт — аккумуляторный электроинструмент.

Устройство аккумулятора шуруповерта

АКБ инструмента представляет собой набор последовательно соединенных никель-кадмиевых элементов. Они располагаются в специальном съемном пластиковом боксе, расположенном в пяте корпуса, и служат его опорой. Съемный источник энергии имеет 2 встроенных пластинчатых контакта, предназначенных для подсоединения к электродвигателю и клеммам зарядного устройства (ЗУ).

Ni-Cd-аккумулятор является химическим источником тока, в котором анод выполнен из гидрата закиси никеля, а катод — из кадмия. В качестве электролита используется гидроксид калия плотностью 1,19-1,21 г/см³. Напряжение заряженного элемента составляет около 1,37 В, а разряженного — 1 В. Срок службы — от 100 до 900 циклов заряда-разряда, а саморазряд — 10% в месяц.

Благодаря низкому внутреннему сопротивлению аккумулятор не нагревается даже при заряде большим током. При перезаряде аккумулятора его температура повышается, что является признаком окончания заряда. Эксплуатироваться батарея может в диапазоне -50…+40°С без потери емкости.

NiCd-системы подвержены «эффекту памяти». Он проявляется, когда аккумулятор подвергают зарядке раньше, чем он полностью разрядится. Потерянная в результате этого емкость восстанавливается после проведения глубокого разряда с последующим зарядом.

Внутреннее устройство аккумулятора шуруповерта.

Суммарное напряжение батареи составляет 18 В и состоит из суммы напряжений отдельных аккумуляторов. Блок элементов собирается при помощи шин, которые припаиваются к электродам. Это улучшает контакт и уменьшает переходное сопротивление в местах крепления. Для предохранения от перегрева блок оборудован тепловой защитой (термистором).

Некоторые модели электроинструмента оснащены литиевыми элементами. Однако они увеличивают цену изделия. Кроме того, литиевые источники чувствительны к качеству заряда и должны комплектоваться специальными зарядными блоками.

Общие правила зарядки

Зарядке подлежат полностью разряженные аккумуляторы. Для пополнения емкости применяются штатные ЗУ, имеющиеся в комплекте шуруповерта. В связи с тем, что при заряде температура элементов увеличивается, не рекомендуется оставлять комплект на солнце или в закрытых помещениях с температурой более +30°С. Комплектные зарядные блоки не имеют регулировки параметров. Процесс пополнения емкости аккумулятора отслеживается по светодиодной индикации.

Время заряда зависит от типа используемого источника питания и может продолжаться от 0,5 до 5-6 часов. Не рекомендуется оставлять заряженное изделие в ЗУ. После остывания АКБ готова к эксплуатации.

Комплектующее зарядное устройство для шуруповерта.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Для нормальной работы источников питания любого типа рекомендуется их:

• не перегревать;
• не перезаряжать;
• не переразряжать.

Для пополнения емкости батарей используют импульсные либо стандартные нерегулируемые зарядные блоки. Первоначальный заряд проводят предварительно разряженным АКБ. Новым NiCd-элементам рекомендуют сделать 3-кратный режим разряда-заряда. В последующем будет необходим только полный заряд. Показателем окончания пополнения емкости станет ощутимый нагрев корпуса аккумуляторного блока.

Никель-металлгидридные аккумуляторы, в отличие от кадмиевых, должны храниться с небольшим (30-40%) уровнем емкости. Эти батареи более чувствительны к нагреву, поэтому их нельзя перегружать в процессе работы. Для этого на шуруповерте имеется кольцо выбора крутящего момента. В связи с тем, что Ni-MH-аккумулятор подвержен «эффекту памяти», для восстановления емкости нужно периодически проводить 4-6-кратные режимы «тренировок».

После проведения заряда АКБ необходимо дать время для остывания. В противном случае это скажется на величине токоотдачи. Если в процессе разряда было достигнуто напряжение 0,9 В и ниже, некоторые ЗУ не «увидят» вставленный элемент. На любом ЗУ с малыми токами нужно будет достичь необходимого значения, а потом продолжить зарядку штатным устройством.

Литий-ионные батареи можно заряжать, не дожидаясь их полного разряда. Отдаваемая емкость сильно зависит от температуры окружающей среды. Оптимальные параметры достигаются в комнатных условиях. Li-ion-аккумуляторы чувствительны к величине зарядного тока, особенно в конце процесса. Разрешенный допуск составляет 0,05 В. Средний элемент заряжается около 3 часов. Время может изменяться в зависимости от емкости.

Литиевые аккумуляторы с защитой не страдают от пере- или недозаряда. Встроенная плата защиты отсекает чрезмерное напряжение (более 3,7 В на банку) при зарядке и отключает аккумулятор, если уровень заряда упал до минимального, около 2,4 В. Наличие устройства существенно продлевает время жизни элемента.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

В случае отсутствия комплектного ЗУ или выхода его из строя пополнить емкость батареи можно и без него. Для этого подойдут:

• автомобильное ЗУ;
• внешние источники электроэнергии;
• самодельные устройства.

Лучший выход из сложившейся ситуации — приобретение совместимой с имеющейся моделью зарядки или ремонт штатной. Эксплуатация шуруповерта без зарядного устройства приведет к быстрому выходу из строя аккумулятора.

Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора

Для подзарядки аккумулятора шуруповерта можно использовать ЗУ для автомобиля. Благодаря тому, что напряжение АКБ инструмента составляет 18 В, а применяемый зарядник имеет не более 16,5 В, этот процесс опасности для источника питания не составляет. Желательно применять устройство с регулятором тока. В процессе заряда необходимо вести периодический контроль за температурой и напряжением АБ. Все условия начала заряда должны соблюдаться для любых питающих элементов.

Для контроля зарядного тока можно использовать мультиметр или тестер, последовательно включенный в цепь низкого напряжения. Значение его не должно превышать 0,1-0,3 части емкости батареи. Признаками окончания заряда является нагрев корпуса блока.

Для подсоединения ЗУ к аккумулятору используют специальные зажимы («крокодильчики»). При этом проверяется соответствие полярности обоих устройств. Места контактов не должны нагреваться, иначе пластик корпуса покоробится.

Изготовление самодельного заряжающего блока

Самодельные ЗУ применяют не только при отсутствии штатного прибора. Последний имеет небольшую мощность, что увеличивает время пополнения емкости. Зарядное устройство представляет собой генератор тока на мощном составном транзисторе КT829, который питается от выпрямительного мостика, подключенного к понижающему трансформатору с достаточным выходным напряжением.

Самодельное зарядное устройство для аккумуляторов шуруповерта.

Ток заряда регулируется переменным резистором номиналом 10 кОм. Балластное сопротивление (2 Вт, 1 Ом) ограничивает максимальный ток. ЗУ собирается в отдельном корпусе с выводными концами для подключения аккумулятора.

Если имеется нерабочее ЗУ, подходящее по конструкции к данному типу батареи, то устройство лучше разместить в нем.

Тогда не возникнет проблемы с подключением АБ. Для защиты схемы в цепь трансформатора устанавливают предохранитель на 0,5 А. Замеры параметров в процессе заряда контролируются мультиметром.

Оборудование батареи USB-разъемом

Зарядку аккумулятора через ЮСБ-разъем можно проводить, если поменять кадмиевые аккумуляторы на Li-ion. Новый элемент питания имеет ту же емкость, но по габаритам меньше примерно в 2 раза. Для управления применяется плата защиты и контроля АБ. Ток нагрузки не должен превышать 1 А. В противном случае плата будет греться.

Зарядка через внешние источники электричества

Зарядка таким способом может производиться от рабочего автомобильного аккумулятора как непосредственным подключением к АКБ с постоянным контролем зарядного тока, так и от USB-зарядки через гнездо прикуривателя. Плата управления позволит пополнить емкость до номинальной. Однако таким образом можно заряжать литиевые источники питания. При выходе из строя батареи можно работать шуруповертом, подключив его напрямую к любой АКБ напряжением 12 В.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Прибором проверяют напряжение и силу тока блока питания под нагрузкой. Первый параметр необходимо замерять при работающем приборе, т. к. отсоединенный аккумулятор покажет ЭДС источника. Чтобы измерить напряжение под нагрузкой, необходимо от клемм АКБ вывести 2 провода, подсоединить к ним мультиметр и включить шуруповерт.

Если в боксе установлено 10 кадмиевых элементов, то величина не должна быть ниже 10 В. В противном случае либо источник разряжен, либо имеются поврежденные элементы. Чтобы их найти, необходимо измерить напряжение каждой банки.

Для контроля тока прибор включают в цепь последовательно с нагрузкой. Переключатель режимов устанавливают в положение 10 А. Таким же способом можно замерить ток зарядного устройства. Его величина не должна отличаться от паспортной.

Рекомендации по хранению

При длительном хранении источники должны быть отсоединены от инструмента.и располагаться в сухом помещении при комнатной температуре. Ni-MH-аккумуляторы заряжаются до полной емкости, а NiCd и Li-ion — до величины 30-50%. При правильном уходе и хранении литиевые элементы прослужат 3-5 лет с даты изготовления, а никелевые — 2-3 года.

Хранящиеся аккумуляторы подлежат ежемесячному осмотру, а в случае необходимости — подзарядке. После длительного хранения никелевому аккумулятору необходимо провести 2-3 цикла заряд/разряд током, численно равным номинальной емкости (1C), чтобы он вошел в рабочий режим и работал с полной отдачей.

Как завести автомобиль от аккумулятора шуруповерта

Некоторые автолюбители заводили машину при помощи аккумулятора шуруповерта. Для этого они на 15-20 минут подсоединяли полностью заряженный источник к разряженной АКБ. Иногда это давало положительный результат. Этого нельзя сделать с автомобильным источником, исчерпавшим установленный ресурс. В зимнее время такие попытки ни к чему не приводят. Утверждать, что пуск двигателя от батареи шуруповерта возможен, — некорректно, т. к. речь идет о подзарядке севшего автомобильного аккумулятора.

Аккумуляторные шуруповерты позволяют свободно перемещаться в процессе ремонта и проводить работы без постоянного доступа к розетке. Но при потере или поломке оригинального зарядного устройства у владельца возникнет проблема, как зарядить аккумулятор шуруповерта другим источником питания.

Чтобы не навредить батарее, нужно подбирать альтернативу с учетом напряжения и емкости аккумулятора.

Содержание

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумуляторы состоят из нескольких деталей:

1. Питающие элементы (банки). Они размещены внутри корпуса и последовательно соединены между собой. Накопитель шуруповерта состоит из 10 элементов. Внутри каждого из них расположены положительный и отрицательный электроды, электролит и контакты, соединяющие элемент с другими банками. Сервисные контакты выравнивают заряды во всех элементах. При поломке отдельных питающих единиц можно поменять весь аккумуляторный блок (АКБ) или разобрать батарею и заменить поврежденные банки.
2. Термистор. Он выполняет функции датчика, который предупреждает перегрев накопителя. При повышении температуры системы до +50…+60°С термоэлемент снижает или отключает ток, ограничивая дальнейшее выделение тепла. Принцип работы термистора основан на свойствах материала: при повышении температуры аккумулятора снижается сопротивление резистора, что создает альтернативный путь для тока. Номинальное сопротивление термистора непосредственно влияет на продолжительность непрерывной работы инструмента.
3. Корпус с подведенными к нему контактами. На коробке АКБ располагаются основные силовые контакты, которые предназначены для зарядки и питания электроприбора. Изнутри к ним подведены провода от свободных клемм накопительных элементов.

По типу пластин внутри питающих элементов батареи шуруповертов классифицируются на:

• никель-кадмиевые (Ni-Cd);
• металлогидридные (Ni-MH);
• литий-ионные (Li-ion).

Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторы имеют выходное напряжение 1,2 В, а Li-ion – 3,5-3,7 В. Суммарное выходное напряжение накопителя соответствует сумме параметров банок.

Кадмиевые накопители имеют склонность к саморазряду, небольшую емкость и короткий срок эксплуатации. При неполном разряде в них возникает «эффект памяти», который снижает рабочую емкость батареи. Металлогидридные накопители имеют менее выраженный эффект памяти и более длительный срок использования, но более чувствительны к низким температурам, чем никель-кадмиевые.

Литий-ионные накопители служат дольше других АКБ, имеют минимальную склонность к саморазряду и не теряют емкость при неполном разряде. Минусом является чувствительность к перегреву. В литий-ионные аккумуляторы встроена управляющая плата, которая контролирует процесс заряда и разряда накопителя.

Общие правила зарядки

При зарядке батареи строительного инструмента нужно соблюдать следующие правила:

1. Заряжать АКБ следует в помещении при температуре +10…+40°С.
2. Для предупреждения перегрева во время накопления заряда можно время от времени отключать аккумулятор от сети (при наличии встроенного термистора данная мера не требуется).
3. Новые накопители не следует устанавливать на шуруповерт без предварительного заряда и проверки мультиметром.
4. Подзаряжать аккумулятор нужно сразу после того, как он сел: при саморазряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, в результате чего накопитель выйдет из строя.
5. Не следует оставлять АКБ подключенным к сети после восстановления заряда: рекомендуемый промежуток времени между окончанием процесса и отключением – не более 20-30 минут.

Кстати, почитайте эту статью тоже:  Линейка зарядных устройств для аккумуляторов «Кедр»

Продолжительность зарядки может составлять от 0,5 до 6-7 часов в зависимости от типа накопителя и степени разряда. При использовании импульсного зарядного устройства (ЗУ) она сокращается до 60-100 минут.

Слишком быстрое восстановление может указывать на «эффект памяти» батареи, выход из строя части банок или поломку в контроллере, который отслеживает величину заряда.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка накопителей из различных материалов отличается следующими аспектами:

• номинальное напряжение, ток и продолжительность восстановления;
• необходимость цикла зарядов-разрядов;
• особенности хранения;
• возможность подзарядки при неполном разряде.

Параметры зарядки указываются в инструкции к инструменту и маркировке аккумулятора. Номинальное напряжение кратно вольтажу 1 питающего элемента и зависит от количества банок.

Цикл полного разряда и заряда необходим для восстановления номинальной емкости при проявлении «эффекта памяти». Повторить процедуру рекомендуется несколько раз.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Чтобы запитать аккумуляторный блок без зарядного устройства производителя, можно использовать следующие устройства:

• зарядные модули для автомобиля;
• самодельный источник питания;
• универсальное ЗУ;
• внешние источники питания.

При выборе ЗУ нужно учитывать зарядные параметры АКБ.

Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора

Номинальный ток и напряжение автомобильных ЗУ существенно выше, чем необходимо для строительного инструмента. Для зарядки накопителя шуруповерта можно использовать только устройства с регулируемыми параметрами заряда.

Рекомендуемый ток подзарядки составляет 5-10% от емкости. Например, если емкость составляет 1,8 А/ч, то сила тока должна составлять от 90 до 180 мА.

Если отрегулировать ток нельзя, а подзарядка требуется срочно, то можно включить в схему дополнительное сопротивление (лампу, резистор и др.). Для расчета сопротивления необходимо поделить напряжение в схеме на силу тока, а затем отнять собственное сопротивление ЗУ.

При восстановлении АКБ после глубокого разряда стоит использовать импульсные ЗУ с регулировкой параметров.

Самодельный блок можно спаять на основе блока питания «родного» ЗУ или устройства со схожими параметрами заряда (например, блока питания ноутбука). Зарядный блок состоит из следующих элементов:

• транзисторов;
• плавкого предохранителя;
• конденсаторного фильтра;
• электромагнитного реле;
• светодиодов для выпрямителя и индикации;
• микросхемы (например, HCF4060BE, CD4060);
• стабилитрона 12 В.

Для защиты от перегрева можно добавить в схему датчик в виде термопары, а для охлаждения схемы ЗУ – небольшой радиатор.

Оборудование батареи USB-разъемом

Наличие USB-разъема облегчает процесс поиска ЗУ. Разъем монтируется в корпус через предохранитель, контакты припаиваются с соблюдением полярности. Контакты изолируются с помощью термоусадочных трубок или изоленты.

Внешние источники питания применяются только для изношенных приборов, которые будут работать в течение ограниченного срока. В этом случае покупка универсальной или «родной» зарядки нецелесообразна.

Для получения энергии напрямую от сети можно использовать блок питания от компьютера или другого прибора с подходящими параметрами вольтажа и силы тока. Если он имеет подходящий размер, то его можно вставить в корпус батареи.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Для определения степени заряда и функциональности аккумулятора можно использовать комплекс вольтметра и амперметра либо мультиметр. Проверка АКБ проводится в следующих состояниях:

• в свободном положении;
• в процессе зарядки;
• под нагрузкой.

Для диагностики накопителя необходимо:

1. Установить мультиметр в режим проверки постоянного напряжения.
2. Подсоединить щупы прибора к выходам блока аккумулятора, определить степень разряда.
3. Подключить ЗУ. Измерить напряжение в начале зарядки, через 30 и 120 минут. В первые полчаса напряжение изменяется на 0,5 В, в следующие 1,5 часа – еще на 0,5 В. В первый час наблюдается устойчивый рост силы тока, поэтому функцию батареи можно проверить и в режиме амперметра.
4. Проверить вольтаж АКБ в полностью заряженном состоянии. Если он отличается от номинального, нужно разобрать корпус для диагностики элементов.
5. Подвести щупы к выходам каждой банки. В разряженном состоянии их напряжение должно быть выше 1 В (для Ni-Cd, Ni-MH) и 2,2 В (для Li-ion), а заряженном – 1,2 В и 3 В соответственно. Вздутые, поврежденные и не держащие заряд элементы заменяются.
6. Для проверки банок под нагрузкой следует применять резистор (25 Вт, 10 Ом), а всего АКБ – спот-лампу (12 В) или фару автомобиля (35 В).

Зарядка кадмиевой батареи для проверки проводится после полного разряда. В противном случае результат будет иметь погрешность из-за эффекта памяти.

Причинами проблем с зарядкой могут стать неполадки ЗУ. Для проверки нужно включить устройство, подсоединить к его выводам щупы мультиметра и сравнить полученную величину напряжения с номинальной.

Рекомендации по хранению

Хранить аккумуляторы разряженными нельзя. Рекомендованная величина заряда при отправке на хранение зависит от типа АКБ:

• никель-кадмиевые накопители должны быть заряжены на 90-100%;
• никель-металлогидридные элементы склонны к сильному саморазряду, поэтому их нужно заряжать на 95-100%, а после длительного хранения – медленно восстанавливать низким током;
• литий-ионным устройствам достаточно 50% заряда.

После месяца хранения исправные Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% заряда, Ni-MH – до 30%, а Li-ion – до 8%.

Вне зависимости от типа батареи ее запрещено хранить подключенной к шуруповерту. Для хранения аккумулятора в ящике инструмента предназначено специальное гнездо.

Похожие статьи

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиляЗарядные устройства для зарядки шуруповертаЛинейка зарядных устройств для аккумуляторов «Кедр»Как можно зарядить аккумулятор ноутбука без него самогоАккумулятор кипит при зарядке: причины и способы определения закипания, профилактические мерыМожет ли взорваться автомобильный аккумулятор и почему?Ni-MH-аккумуляторы: основные параметрыКак реанимировать литий-ионный аккумуляторДата изготовления аккумулятора БошЗарядка ноутбука от повербанка

Используемые источники:

• https://3batareiki.ru/zu/kak-zaryadit-akkumulyator-shurupoverta-bez-zaryadnogo-ustrojstva
• http://talkdevice.ru/kak-zaryadit-akkumulyator-shurupoverta-bez-zaryadnogo-ustrojstva.html
• https://tehnopanorama.ru/instrumenty/kak-zaryadit-shurupovert.html