Как починить батарею от шуруповерта

Правильная эксплуатация прибора

Для того, чтобы аккумулятор 12В для шуруповерта продолжительно и стабильно функционировал, необходимо один раз в месяц зарядить его до максимума, а затем полностью разрядить во время использования. Нужно выработать его энергию. Может быть эффективным даже холостой ход. Не следует перегружать инструмент. Предпочтительными в режиме работы шуруповерта будут небольшие естественные перерывы, что характерно для нормального процесса эксплуатации. Аккумулятор разряжается по максимуму и снова ставится на зарядку.

Такая процедура должна повториться 2-3 раза. Аккумулятор отключается от зарядного устройства после финальной разрядки и не должен подключаться к шуруповерту во время хранения.

Продолжительность работы источника питания будет значительно продлена благодаря этой элементарной процедуре. Такие батареи сохраняются очень долго в разряженном состоянии, не теряя своих свойств. Естественно, не нужно рассчитывать на возможность вечного использования этих аккумуляторов потому, что количество циклов полной разрядки и зарядки у них ограничено.

1 Аккумуляторный шуруповерт – какие источники питания используются?

Стоимость батарей составляет около 70 % от цены нового инструмента, поэтому логично попытаться сделать ремонт аккумулятора шуруповерта. Прежде, чем приступить к операции, следует ознакомиться с особенностями источников напряжения, узнать, какой тип батарей применяется на вашем инструменте. Их строение абсолютно одинаковое и никак не зависит от страны производства и марки. Внутри пластиковой коробки находятся последовательно соединенные элементы стандартного размера. На каждом элементе присутствует указание типа и емкости в ампер-часах (A/h).

Элемент питания шуруповерта

Аккумуляторы комплектуются элементами следующих видов:

• литий-ионные (Li-Ion) – с напряжением элемента 3,6 В;
• никель-кадмиевые (Ni-Cd) – 1,25 В на каждом элементе;
• никель-металлгидридные (Ni-Mh) – 1,2 В.

Оценка литий-ионных источников питания по параметрам качества и срока службы ставит их вне конкуренции. Они практически не поддаются саморазряду, высокой емкости, их возможно многократно, в несколько раз больше, чем батареи других типов, заряжать. Вольтаж  элемента – в три раза больший, чем у других видов, что позволяет комплектовать аккумуляторы меньшим количеством банок, уменьшая вес и габариты. У них отсутствует эффект памяти, что позволяет считать их идеальным устройством подобного рода.

Но идеала в природе не существует, и литий-ионные источники питания тоже имеют некоторые недостатки. Их невозможно использовать при минусовых температурах, о чем честно заявляют производители. Но практическое использование выявило еще один недостаток: когда заканчивается эксплуатационный ресурс такого аккумулятора (три года), литий разлагается, никакие способы сделать обратную реакцию не приносят результата. Цена таких батарей – в три раза выше, чем у других источников питания для шуруповерта.

Никель-кадмиевые аккумуляторы наиболее распространены по причине низкой стоимости. Они не боятся отрицательных температур, как литий-ионные источники напряжения. Если шуруповерт используется редко, такие элементы идеальны, ведь они могут долго храниться разряженными, сохраняя характеристики. Минусов у таких батарей достаточно много: они небольшой емкости, токсичны, поэтому их производство сосредоточено в слаборазвитых странах. Склонность к саморазряду, малая продолжительность жизни при интенсивной эксплуатации – также относятся к недостаткам этих батарей.

Никель-кадмиевые АКБ при окончании срока годности пересыхают. Знающие об этой особенности перезаливают их, но эту операцию выполнить непросто, поэтому немногие решаются на такое действие, предпочитая заменить отдельные банки аккумулятора. Если причиной выхода из строя является эффект памяти, который считается большим минусом никель-кадмиевых батарей, возможно восстановить их работоспособность перепрошивкой.

Никель-металлгидридные аккумуляторы экологически чистые, высококачественные, производятся ведущими мировыми фирмами. По сравнению с Ni-Cd обладают явными преимуществами:

• медленный саморазряд;
• эффект памяти небольшой;
• устойчивы к многочисленным циклам разряда-зарядки;
• сравнительно большой емкости.

Но при длительном хранении без работы теряется часть характеристик, не любят низких температур, к тому же, достаточно много стоят. И главный недостаток – не поддаются ремонту.

Этапы ремонта

Чтобы починить аккумулятор шуруповёрта, необходимо последовательно пройти несколько этапов:

Разборка корпуса

Корпус большинства аккумуляторов легко разбирается. Он состоит из двух частей, которые скреплены шурупами или клеем. Главное при разборке – не повредить корпус. Иногда для расклинивания следует взять нож, пройтись лезвием по периметру, удаляя заводской клей.

Результат разборки корпуса АКБ.

Первичный осмотр

Аккумулятор состоит из последовательно соединённых ячеек. Один неисправный элемент может существенно ухудшить работоспособность всего АКБ

Важно – найти и заменить слабое звено

Поиск вышедшей из строя банки осуществляется после полной зарядки. ИП извлекаются из корпуса для обеспечения свободного доступа к соединительным контактам. Далее, мультиметром замеряется напряжение на каждой банке. Для удобства составляется схема ИП, где фиксируются полученные данные. Также допускается маркировка непосредственно на ячейках.

После диагностики аккумулятор собирается, осуществляется его разрядка. По завершении блок повторно разбирается, проводиться контрольный замер. Существенная разница в напряжении банок – 0,5 – 0,7 В. Элементы, где выявлены такие показатели, негативно влияют на работу источника питания, подлежат замене.

Замена дефектных ячеек

При ремонте аккумулятора шуруповерта целесообразно устанавливать новые банки, а не восстанавливать повреждённые. Восстановленные элементы не гарантируют длительную беспроблемную работу, могут привести к ускоренной деградации целых ИП. Купить новые элементы питания можно в специализированных магазинах, на радиорынке, популярных маркетплейсах, специализированных форумах. Иногда можно воспользоваться донорами с вышедшей из строя техники. Новые элементы должны соответствовать по габаритам и показателям тока, рекомендуемым производителем.

Процесс замены отработанных банок прост, достаточно иметь начальные навыки пайки. Для начала следует отрезать неисправный элемент от соединительной пластины. Пластина будет использоваться для подключения новой банки, поэтому делать это следует аккуратно.

Замена банок с соблюдением полярности.

При установке новой батареи необходимо соблюдать полярность. Для этого батарея располагается в корпусе с соблюдением выводов с маркировкой плюс и минус. Для надёжного крепления используется изолента.

Пайка выводов к соединительной пластине должна выполняться быстро. Таким образом, исключается перегрев аккумулятора, что может него испортить.

Прогонка отремонтированной аккумуляторной батареи

После ремонта потенциал в новых и старых банках аккумулятора шуруповерта будет разным. Его необходимо уравнять. Для этого отремонтированный АКБ ставится на длительную зарядку, например, в течение суток. Далее, он остывает в течение аналогичного времени. После этого выполняется контрольный замер напряжения на всех элементах. В результате показатель на каждой банке должен быть схожим, например, для никель-кадмиевых элементов быть в пределах 1,2 – 1,3 В. Следующий этап полная разрядка шуруповерта.

Устройство батареи шуруповёрта

Количество банок в аккумуляторной батарее зависит от мощности инструмента и типа самих банок. Для бытовых шуруповёртов дрелей, шлифмашин и другой мелкой техники того же класса, обычно последовательно соединяют от 4 до 16 банок. Компактные и мощные аккумуляторные банки подороже (значительно дороже), зато занимают меньше места и легче по весу. Чем легче аккумулятор, тем проще и легче работать ручным электроинструментом.

Соединяются между собой банки контактными пластинами. Контакты с первой и последней выведены на внешнюю колодку на корпусе. Это силовые клеммы, через которые производится заряд/разряд. На этих же контактах можно замерить общий заряд аккумуляторной батареи.

Схема аккумулятора шуруповерта не нужна. Все батарейки подключены одна за другой

Вообще, контактов на разъёме, может быть, четыре или пять. Пять контактов — в технике подороже, аккумуляторы которых собраны на литиевых банках. В них надо контролировать ток заряда каждой из банок, так что требуется ещё и плата контроля, и термодатчик. И они требуют наличия более сложной зарядной станции, которая балансирует зарядные токи.

Как проверить батарейки в аккумуляторе

После полного заряда батареи берём мультиметр, и измеряем заряд на каждой. Полный заряд — до погасшей лампочки на зарядном устройстве. На мультиметре выставляем режим измерения напряжения, выбрав подходящий предел измерений. Прикладывая щупы поочерёдно к контактам каждой из банок, замеряем на них напряжение. Те, на которых оно ниже чем надо, каким-то образом обозначаем.

Уровень заряда на каждой из банок зависит от типа. Как уже говорили, на никелевых банках он должен быть 1,2 В, на литиевых — 3,6 В. Допустимая разница — 10–15%. Если показания ниже, значит, эта банка «просаживает» общий заряд аккумулятора и её стоит заменить, её и маркируем.

Для восстановления батареи шуруповёрта нужен мультиметр

Вставляем аккумулятор и работаем до тех пор, пока заметно не просядет мощность шуруповёрта. Снова разбираем корпус и повторно замеряем вольтаж. На этот раз — остаточный. На повреждённых банках падение будет больше, чем на нормальных. Таким образом, вы окончательно увидите, какие из банок надо пустить под замену.

Есть и второй способ проверить аккумуляторные батареи. Нужна будет ещё дополнительно лампочка соответствующего вольтажа. Для АКБ на 12 В, лампочка такая же. После полной зарядки АКБ шуруповёрта подключить лампу к рабочим клеммам батареи и дождаться полной разрядки. Разобрать аккумуляторную батарею и замерить остаточное напряжение на каждой банке. Те, на которых оно будет самым малым, и садят батарею. Их помечают и они идут под замену.

Как выбрать аккумуляторные банки под замену

Вообще, тип аккумуляторных банок лучше не менять. А если менять, то вместе с зарядным устройством — у никелевых и литиевых аккумуляторов зарядные токи отличаются, потому и зарядные станции имеют различные характеристики.

На корпусе банок указаны ключевые параметры

Дальше, смотрим на такие параметры аккумуляторных банок, как напряжение и количество ампер/часов, которое аккумулятор в состоянии накопить. Если выбираете под замену несколько банок, то характеристики имеет смысл брать аналогичные. Если меняете все батарейки, то мощность (количество ампер/часов) можно взять и побольше — дольше будет работать шуруповёрт на одном заряде аккумулятора.

Как переделать АКБ под литий-ионные элементы питания?

Нередко обладатели шуруповертов, работающих от никель-кадмиевых АКБ, желают подстроить АКБ под литий-ионные батареи. Такая популярность последних вполне объяснима. Они имеют множество преимуществ, по сравнению с иными вариантами. К ним можно отнести:

• возможность облегчения веса инструмента (работать с ним удобнее, если установлены литий-ионные батареи);
• есть возможность устранить пресловутый эффект памяти, потому что его попросту нет в литий-ионных элементах;
• при использовании таких батарей зарядка будет происходить в разы быстрее.

Кроме того, надо учесть и тот факт, что при определенной схеме сборки устройства есть возможность в разы приумножить емкость заряда, а это значит, что и период работы шуруповерта от единственного заряда существенно возрастет. Положительные стороны, разумеется, очевидны. Но надо иметь в виду, что есть в адаптации техники под литий-ионные батареи и определенные недочеты

Учитывать важно и те и другие. Рассмотрим, с какими минусами можно столкнуться при таких работах:

• литий-ионные компоненты питания стоят дороже, чем другие варианты;
• вам будет необходимо постоянно выдерживать определенную степень заряда такой батареи (от 2,7 до 4,2 В), а для этого надо вставить в коробку АКБ плату контроллера заряда и разряда;
• литий-ионные детали питания отличаются более внушительными габаритами, нежели наличествуют у их аналогов, потому их не всегда бывает удобно и беспроблемно расположить в корпусе шуруповерта (нередко тут приходится прибегать к разным хитростям);
• если придется работать в окружении низких температур, такой инструмент лучше не использовать (литий-ионные батарейки «боятся» холодов).

Если учитывая все плюсы и минусы, вы все равно решили заменить никель-кадмиевые батарейки на литий-ионные, то вам следует провести следующие процедуры.

• Сперва надо определить число литий-ионных источников.
• Также надо будет выбрать подходящую плату контроллера на 4 батарейки.
• Разберите корпус АКБ. Достаньте из него никель-кадмиевые баночки. Делайте все аккуратно, чтоб не сломать важные детали.
• Разрежьте всю цепочку с помощью кусачек или бокорезов. Не трогайте только верхние детали с контактами, необходимыми для подсоединения к шуруповерту.
• Термистор допустимо убрать, потому что за перегревом батареек после этого будет «наблюдать» плата контроллера.
• Далее можно переходить к сборке цепочки из литий-ионных батареек. Прикрепляйте их последовательно. Далее – присоедините плату контроллера, опираясь на схему. Следите за полярностью.
• Теперь расположите подготовленную конструкцию в корпусе АКБ. Элементы питания литий-ионного вида желательно класть в горизонтальном положении.
• Теперь можно смело закрыть АКБ при помощи крышечки. Зафиксируйте на горизонтально выложенных батареях элемент питания с контактами на старой батарейке.

Назначение всех деталей и узлов инструмента — как они называются

Если поломался шуруповерт, то перед тем, как его ремонтировать, нужно разобраться, какая конкретно деталь вышла из строя. Чтобы узнать неисправность самостоятельно, надо разобраться с назначением каждого узла и его конструктивными параметрами.

1. Кнопка пуска — именно с нее начинается работа инструмента. Данный механизм выполняет две опции — включает цепь питания, то есть подает напряжение на электромотор, а также регулирует количество оборотов вращения двигателя. Чем сильнее нажатие кнопки, тем с большей скоростью будет вращаться патрон. В качестве регулятора оборотов применяется электронный ШИМ генератор, который установлен на плате. При нажатии на кнопку происходит перемещение контакта по плате. В качестве контакта применяется полевой транзистор, который и играет роль регулятора скорости вращения
2. Электромотор — в портативных инструментах используются однофазные электродвигатели постоянного тока коллекторного типа. К достоинствам этих агрегатов относится высокая надежность и простота обслуживания. Электродвигатель состоит из магнитов (играют роль статора), якоря и щеток. Применение магнитов значительно удешевляет стоимость агрегата
3. Реверс — эта опция реализуется за счет смены полярности на клеммах. Для того чтобы пользователь не выполнял смену полярности вручную, в конструкции инструмента применяются перекидные контакты в виде переключателя. Этот переключатель расположен возле кнопки «Пуск»
4. Редуктор — это набор шестерней, за счет которых происходит увеличение момента вращения патрона или понижение скорости. В «шуриках» применяют два типа редукторов — планетарные и классические. Классические подобны тем, которые устанавливаются на дрелях, только в шуруповертах они встречаются очень редко. Более популярны планетарные редукторы, состоящие из кольцевой (промежуточная) и солнечной шестеренки, а также сателлитов. В действие от вала двигателя приводится солнечная шестерня. От ее вращения в движение приводятся сателлиты, передающие вращающий момент к кольцевой шестеренке. В зависимости от количества скоростей, планетарные редуктора могут быть двухступенчатыми или трехступенчатыми. Чем больше скоростей, тем дороже будет стоить инструмент
5. Регулятор усилия — обычно применяется 16 позиций усилий, но есть и такие модели, которые имеют большее количество. От величины усилия зависит возможность завинчивания шурупа в дерево. Если нужно завинтить шуруп в гипсокартон или другие мягкие материалы, то большое усилие для этого не потребуется, поэтому регулятор можно установить в положение от 1 до 7
6. Патрон — механизм имеет простой принцип работы. Состоит приспособление из трех кулачков, которые надежно фиксируют устанавливаемые насадки. Достоинство быстрозажимных устройств — высокая скорость смены насадок
7. Корпус — пластиковая ударопрочная конструкция, внутри которой расположены все составные детали. Чтобы отремонтировать прибор, надо разобрать корпус. Для этого производители выпускают корпуса из двух частей, соединяемых при помощи винтов
8. Аккумулятор — производители выпускают два типа портативных аккумуляторов с наполнением из никель-кадмия и литий-иона (как на мобильных телефонах). Литий-ионные являются долговечными и более надежными, однако они стоят в 3-4 раза дороже, чем инструменты с никель-кадмиевыми батареями. Обычно с шуруповертом комплектуется две никель-кадмиевые батареи, что связано с небольшим их сроком службы

Это интересно! Если встречаются аккумуляторы, которые имеют цельную конструкцию корпуса, то это означает, что они не предназначены для самостоятельного ремонта.

Если сломался шуруповерт, то отремонтировать его дома не трудно, если только отыскать поломку. К частым проблемам неисправностей шуруповертов относят выход из строя аккумуляторов, замена которых может вызвать некоторые трудности. Рассмотрим механические и электрические неисправности, а также особенности их устранения своими силами.

Выравнивание потенциалов

Восстановление позволяет временно улучшить состояние батареи, а ремонт аккумуляторов шуруповерта своими руками с заменой комплектующих поспособствует их обновлению. После работы на всех элементах необходимо выровнять потенциалы. Для этого аккумулятор полностью заряжается и сутки стоит без дела. Показатель мультиметра должен составлять 1,2 В на каждой банке. Затем необходимо устранить «эффект памяти».

Аккумулятор разряжается и заряжается несколько раз. В качестве профилактических процедур для предотвращения появления нежелательной памяти это действие необходимо повторять раз в три месяца. Это позволит существенно продлить жизнь шуруповерту до тех пор, пока не возникнет желание приобрести новый.

Типы крепления

Корпус АКБ скреплен с устройством 3 способами:

1. При помощи клея.
2. Крепление защелками.
3. Использование винтов.

В некоторых моделях применяется несколько комбинаций креплений с разным видом крепежа: например, винты и клей.

Крепление при помощи клея

С клеевым швом нужно действовать аккуратно, чтобы предотвратить на пластике появление трещин и сколов. По клеевой прослойке при помощи резиновой киянки наносятся удары в течение 10-15 минут. Действовать надо не торопясь, аккуратно оттягивать половинки корпуса и отделять их друг от друга. Постепенно клеевой шов разрушится, начнет трещать и можно использовать нож, чтобы разомкнуть шов.

Отделить проклеенный модуль можно другим способом: тонким лезвием ножа аккуратно ослабить шов, а потом плоским концом отвертки неторопливо разъединяют на две части.

Для облегчения процесса и экономии времени лучше применить строительный фен. Горячей струей фена прогревается клеевой слой по всему периметру. Под воздействием теплового воздуха клей станет мягким и дальнейшее вскрытие корпуса будет легким.

Крепление защелками

Крепление защелками — самый легкий способ отсоединения. Защелка бывает либо одна, либо две по бокам. Необходимо применить небольшое усилие, и они откроются.

Использование винтов

Для отвинчивания модуля следует подобрать подходящую по форме и длине отвертку. Разобрать блок очень просто, для этого следует открутить шурупы и отсоединить корпус. Необходимо запомнить, из каких отверстий выкручены винты, чтобы при сборке вкрутить на свое место.

Вычисление “отслуживших” банок

Первое, что надо произвести после извлечения элементов – визуальный осмотр. Безжалостно выбраковываются и утилизируются банки, имеющие:

• вздутия на корпусе;
• следы глубокой коррозии;
• потеки электролита.

Эти элементы восстановлению не подлежат, а поврежденные банки литиевых аккумуляторов еще и потенциально пожароопасны. Остальные, исправные на вид, батарейки надо проверить мультиметром – измерить напряжение без нагрузки. Оно должно быть близким к номинальному.

Измерение напряжения каждого элемента.

Тип аккумулятора	Номинальное напряжение, В	Пределы напряжения
Никель-кадмиевый	1,2	1,0-1,37
Никель-металлогидратный	1,2	1,1-1,25
Литий-ионный	3,7	2,7 – 4,2

Если напряжение банки ниже номинала, но в пределах нормы, возможно, элемент не зарядился из-за неисправных батареек. Например, если в банке обрыв, то цепь зарядки из последовательных элементов разорвется. Надо попытаться зарядить эти элементы от внешнего источника питания током 0,1..0,3 от емкости единичного аккумулятора. Разъединять элементы для этого не обязательно.

Схема зарядки отдельной ячейки.

Если напряжение восстановилось (без нагрузки оно должно быть близко к верхнему значению предела, а через некоторое время вернуться к номиналу), прошедшие этот этап батарейки переходят к следующему испытанию – на фактическую емкость. Для этого каждый элемент поочередно нагружается на резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле: R=Uбанки/С, где:

• R – искомое сопротивление;
• Uбанки – номинальное напряжение полностью заряженного элемента;
• С – емкость аккумулятора в ампер*часах.

Так, для никель-кадмиевого аккумулятора емкостью 1,2 А*ч сопротивление будет равно 1 Ому. Этим сопротивлением новый аккумулятор будет разряжен до минимального напряжения примерно за час. Если взять сопротивление в 2 Ома, то за 2 часа, 5 Ом – за 5 часов и т.д. Лампочки в качестве нагрузки использовать нежелательно, потому что их сопротивление зависит от тока. Надо помнить о том, что:

• емкость зависит от тока разряда, поэтому, строго говоря, указанной линейной зависимости времени разряда от нагрузочного сопротивления не будет, и расчетное время разрядки носит ориентировочный характер;
• заявленная емкость относится к новым элементам, поэтому у батарей, проработавших долгий срок, фактическая емкость будет заведомо ниже, чем та, что написана на корпусе.

Схема контрольной разрядки ячейки.

Во время процесса надо следить за напряжением на элементе, чтобы не допустить глубокого разряда. После окончания процедуры надо записать получившееся время для каждой банки. Те элементы, чье время разряда меньше, чем у большинства банок, отбраковываются.

Неисправные ячейки надо удалить. Для этого надо отрезать соединительные шинки. Их надо укорачивать как можно меньше, чтобы облегчить процесс установки новых банок.

Типы аккумуляторных батарей

По конструктивным особенностям различают батареи в виде слайдеров и обоймы.

Аккумулятор шуруповёрта в виде слайдера

Но это несущественные отличия по сравнению с типами батарей. И слайдер, и обойма используется в разных типах батарей.

Аккумулятор шуруповёрта в виде обоймы

Существуют три типа аккумуляторов для шуруповёрта:

Никель — кадмиевые (Ni-Cd).Никель — металлогидридные (Ni-Mh).Литий — ионные (Li-Ion).

Литий — полимерные батареи (Li-Pol) не производятся для шуруповёртов. Основные области их применения: смартфоны, сотовые телефоны, планшеты, ноутбуки, радиоуправляемые приборы, электромобили.

Никель — кадмиевые батареи самые дешёвые, быстро заряжаются, имеют более тысячи зарядных циклов. Аккумуляторы устойчивы к эксплуатации при низких температурах. Но они обладают эффектом памяти. То есть заряжать их можно только после полной разрядки, иначе ёмкость будет падать. У них высокий ток саморазряда. Они изготовлены из токсичных материалов и их сложно утилизировать. Эти батареи пользуются самым большим спросом.

Никель — металлогидридные батареи дороже, не токсичны, имеют низкий эффект памяти. Ток саморазряда больше никель — кадмиевых. Ёмкость выше, цикл заряда более пятисот. Эти аккумуляторы хуже переносят высокую скорость разряда. Они меньше подходят для максимального использования мощности инструмента. Их нужно постоянно подзаряжать.

Литий — ионные батареи дороже, мощнее, быстро заряжаются. У них отсутствует эффект памяти. Низкий ток саморазряда. Напряжение элементов аккумулятора больше, поэтому их число меньше. Следовательно габариты и вес таких батарей меньше, чему у никелевых. Но их нельзя разряжать полностью, иначе через несколько таких циклов придётся покупать новый. Чтобы повысить качество литий — ионных батарей, производители устанавливают в корпус батареи или шуруповёрта микросхему, контролирующую работу аккумулятора. Образуется многоуровневая многоступенчатая защита:

От высокой температуры.От полного разряда. Эти аккумуляторы боятся полного разряда и не могут восстановиться, если разряд будет ниже допустимой нормы.От короткого замыкания.От перезаряда, так как может произойти взрыв.От токов перегрузки.

Контролирующая плата, установленная в корпус батареи, более эффективна. Когда аккумулятор лежит отдельно от шуруповёрта и не используется, микросхема контролирует его состояние и в случае каких-то проблем размыкает цепь. Аккумулятор полностью защищён.