Как правильно заряжать новый аккумулятор?
Для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов важное значение имеют начальные циклы зарядки, которые позволят им использовать всю возможную емкость. Батареи первого типа нужно полностью разрядить, а затем зарядить трижды, чтобы достигнуть максимальной величины их емкости
Далее их заряжают лишь полностью, об окончании этого процесса сообщат индикаторы или потепление корпуса. Аккумуляторы второго типа требуют 4-5 циклов полной разрядки и зарядки. Далее их заряжают по мере необходимости, не ожидая полного разряда. Тем не менее, циклы разряда-заряда регулярно повторяют по 4-5 раз, чтобы восстановить емкость.
Литий-ионные батареи не имеют эффекта памяти, поэтому рекомендаций, как правильно зарядить новый li-ion аккумулятор для шуруповерта, нет.
Этапы тестирования
Диагностика на дому выполняется несколькими методами. Все зависит от того, что нужно узнать.
Первичная проверка
Проверка напряжения одного элемента питания.
Сперва надо полностью зарядить источник питания до номинального напряжения. Далее ждут примерно час (за это время стабилизируются процессы саморазряда) и снова меряют напряжение – должно показать столько, сколько указано на корпусе. Не всегда сходство 100% – маркетинг никто не отменял. Поэтому правильней мерить напряжение так: берут напряжение одного элемента и умножают на количество ячеек в АКБ.
Если инструмент питается от литий-ионного аккумулятора, а на его корпусе указано 20 В, то напряжение полностью заряженной батареи будет: 3.7 х 5 = 18.5 В. Если ниже, значит какие-то элементы «отстают». Или банки в обрыве, и при последовательном соединении не позволяют другим получить заряд (прерванная цепь протекания тока заряда).
Проверка под нагрузкой
Проверка аккумулятора под нагрузкой.
Если при первичной проверке результаты удовлетворительны, переходят к другому испытанию. Эквивалентом двигателю послужит резистор. Для подбора сопротивления отталкиваются от номинального тока нагрузки шуруповерта: на холостом ходу – не более 2 А (обычно 1 – 1.5 А), средняя нагрузка – 5 А, максимальная – не более 10 А. Получается, для тестов нужен резистор с током 5 – 10 А. Номинал считают по закону Ома: R = U/I. Если инструмент на 12 В, сопротивление резистора будет 1.2 – 2.4 Ома, а мощность – 60 – 120 В. Отыскать такой резистор нелегко, но есть выход из ситуации: параллельно соединить 6 резисторов 10 Вт по 10 Ом. В итоге получится нагрузка 60 Вт и сопротивление 1.6 Ом. Далее на эквивалент нагружают заряженную АКБ и меряют напряжение.
Другой вариант – использовать лампы накаливания, которые можно параллельно соединить, чтобы получить нужную мощность. Но здесь есть момент: сопротивление нити лампы зависит от тока, который через нее протекает. Со светодиодными устройствами это не надо учитывать, но они потребляют куда меньше энергии. И, чтобы набрать 60 Вт потребляемой мощности, понадобится немало LED-лампочек.
Под нагрузкой напряжение будет ниже, чем при холостом ходу. Чем более изношена батарея – тем сильнее разница. Для сравнения можно ориентироваться на новый аккумулятор.
Проверка банок
Одновременно все элементы аккумулятора не могут быть испорчены, поэтому поочередно проверяют каждую ячейку, чтобы оценить их состояние. Для этого вскрывают корпус батареи, извлекают элементы и смотрят, нет ли вздутий, потеков электролита, следов ржавчины. Если что-то из этого обнаружено на ячейке – ее уже нет смысла ремонтировать. Что до остальных – замеряют напряжение холостого хода.
Если отлично от номинала, но в допустимых пределах, пробуют подзарядить, выставив ток 0.1 – 0.2 С. Для этой цели понадобится регулируемый источник тока. Зарядку выполняют вручную, отслеживая параметры, чтобы не допустить перезарядки. В случае с Li-Ion АКБ дополнительно контролируют температуру. Или ставят термовыключатель, который разрывает цепь в случае перегрева. Если спустя какое-то время напряжение не пришло в норму – ячейка негодна.
Измерение остальных параметров
Для определения реальной энергоемкости используют емкостные тестеры, которые отправляют аккумулятору зондирующие импульсы. Ответный сигнал считывается, процессор делает вычисления и выдает информацию на экран.
Определить ток утечки можно мультиметром:
Функции мультиметра.
- На приборе выставляют определение Ампер на 10 А.
- Разрывают цепь, и в место разрыва на «минус» подкидывают тестер.
- Смотрят на дисплей. Норма – от 30 до 70 мА.
Еще один параметр – саморазряд. Узнать его несложно – надо каждый день замерять напряжение в течение месяца. В итоге станет понятно, как быстро разряжаются ячейки.
Мультиметр – полезный в быту измерительный прибор, с помощью которого реально оценить состояние аккумуляторной батареи. Прежде чем отправляться в магазин за новым источником питания, не лишним будет продиагностировать имеющийся. И если какие-то «банки» неисправны, их замена обойдется дешевле, чем покупка целой АКБ.
Сколько времени нужно для полного заряда
Сколько времени заряжается аккумулятор шуруповёрта? Следует уточнить, в каких целях заряжается. Производители стремятся ускорить время зарядки, для снижения перерывов в работе и повышения конкурентности. Поэтому устанавливают максимально допустимые значения зарядного тока. Часто жертвуют зарядом в 10–20 % ёмкости в конце зарядного цикла.
Это видно на графике заряда литиевого элемента питания. Где за первый час зарядки набирается 70 % ёмкости, за второй час — ещё 20 %, что составляет уже 90 %, а на набор последних 10 % уходит ещё 1 час, всего 3 часа. А штатная зарядка «Бош» из Китая заряжает литиевый аккумулятор всего за 30 минут. С учётом этих тонкостей теперь можно ответить на заданный вопрос.
Для работы инструмента аккумулятор достаточно зарядить один раз. В случае необходимости можно не дожидаться окончания времени заряда, и уже через половину времени стандартной зарядки приступить к работе. Недозаряд элементов питания в единичных случаях не несёт негативных последствий.
Для проведения тренировочных циклов требуется максимальная зарядка батареи и тем более для восстановления её ёмкости. Как это сделать на штатном зарядном устройстве, если оно автоматически отключается? После стабилизации напряжения, через 20–30 минут можно снова продолжить заряд аккумулятора на штатном устройстве. Он возьмёт ещё объём энергии. Цикл заряда стоит проводить до трёх раз. Так аккумулятор будет заряжен почти 100 %
Это важно, чтобы в последующем тренировочном цикле разряда был задействован весь объём электролита
Новые Ni-Cd и Ni-MH элементы заряжаются на штатном устройстве от 1 до 8 часов, согласно паспортам разных производителей. Такой разброс во времени вызван разными настройками величины зарядного тока, в зависимости от позиции изготовителя в этом вопросе. Кроме того, зарядные устройства даже одного производителя могут иметь разброс до 2 часов из-за погрешности настроек, ведь на конечном этапе зарядки ток снижается крайне медленно. А минимальный ток будет всегда.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Совет! В процессе длительной эксплуатации шуруповёрта фактическая ёмкость снижается. Полезно измерить время заряда новых аккумуляторов после проведения тренировочных циклов и записать на корпусе. Сравнивая с последующим временем заряда через год, два, можно понять, какую часть ёмкости потеряла АКБ.
Новые литиевые (Li) аккумуляторы заряжаются от 30 минут до 120. Это также зависит от настроек зарядного устройства у каждого производителя.
Проверка каждой банки по отдельности
Вероятность выхода из строя сразу всех элементов крайне мала, поэтому есть смысл проверить каждую ячейку аккумулятора отдельно, чтобы выяснить состояние каждой составляющей и принять решение о выбраковке.
Визуальный осмотр банок АКБ.
После вскрытия корпуса батареи надо извлечь элементы и внимательно их осмотреть (рассоединять их пока не надо). Ячейки, имеющие вздутия, потеки электролита, следы глубокой коррозии сразу помечаются, как неисправные. Нет никакого смысла в их дальнейшей проверке. На остальных ячейках надо измерить напряжение холостого хода.
Измерение напряжения каждого элемента.
Если оно отличается от номинала, но остается в указанных выше пределах, то можно попробовать зарядить отстающий элемент (возможно, полностью восстановить заряд в составе батареи не получилось из-за неисправных ячеек) током 0,1..0,2С. Для этого нужен регулируемый источник тока и измерительные приборы. Заряжать придется вручную, контролировать параметры, чтобы избежать перезаряда, тоже. У незащищенных литий-ионных аккумуляторов желательно следить и за температурой элемента. Еще лучше поставить термовыключатель, разрывающий цепь заряда при перегреве.
Зарядка одной банки в составе батареи.
Если в течение разумного времени напряжение не восстановилось, ячейка подлежит отбраковке.
После того, как остались элементы, нормально поддающиеся зарядке, можно испытать их под нагрузкой – этот тест для раздельных ячеек будет более информативным, чем для АКБ в целом. Нагружать элементы надо поочередно на одинаковое сопротивление. Уровень просадки напряжения каждый раз надо записывать. Тогда после окончания проверки будет понятно, какие ячейки не держат нагрузку – у них снижение напряжения будет более значительным, чем у большинства банок. Эти «батарейки» также надо отбраковать.
Сколько по времени нужно заряжать АКБ шуруповерта
К каждому электроинструменту всегда приложена инструкция по эксплуатации, в которой точно указано, сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта. Как уже говорилось, подавляющее большинство современных зарядных устройств имеют индикаторы уровня зарядки, что значительно облегчает их использование. Когда индикатор загорается зеленым, либо иным цветом, сигнализирующим о том, что время зарядки аккумулятора шуруповерта подходит к концу, нужно вовремя отсоединить батарею.
Среднее время, в течение которого батарея заряжается полностью, составляет 7 часов. А если АКБ требуется просто подзарядить, его можно оставить на зарядке 30 минут. Хотя, в случае с Ni Cd аккумуляторами, имеющими «эффект памяти», частые и короткие подзарядки проводить не рекомендуется.
Есть несколько разновидностей зарядных устройств для шуруповерта, в зависимости от сферы их применения. Рядовое ЗУ, как правило, входит в комплектацию бытовых электроинструментов. Время зарядки АКБ с его помощью варьируется от трех до семи часов. Существуют еще мощные зарядники импульсного типа, которыми комплектуются профессиональные инструменты. Сколько заряжать аккумулятор шуруповерта таким устройством? «Импульсники» могут полноценно зарядить батарею в течение часа, что является их неоспоримым преимуществом. Однако и стоимость такого инструмента, разумеется, гораздо выше.
Определение неисправности
Для выявления проблемы специалисты предлагают отключить батарею, разобрать корпус АКБ шуруповерта и извлечь последовательно соединены элементы питания или «банки». В зависимости от вольтажа батареи их количество варьируется от 10 до 15. По внешним признакам неисправность определить сложно. Все батарейки выйти из строя не могут, поэтому мастер должен выяснить, какой из элементов звена цепи утратил свою энергоемкость.
Существует 2 основных метода:
- проверка с помощью тестера (мультиметра);
- идентификация неисправных «банок» при помощи нагрузки.
В первом случае необходимо произвести зарядку АКБ в течение 6 ч. Затем тестер переключают в режим изменения постоянного тока, замеряют номинальное напряжение каждого элемента. Для никель-кадмиевых батарей оно должно составлять 1.2 В, а у литий-ионных – от 3.6 до 3.8 В. Некачественными считаются детали, напряжение которых меньше.
После проведения замеров аккумулятор вновь собирают и устанавливают в шуруповерт. После полной разрядки повторно разбирают батарею и проводят процедуру измерения напряжения на каждой «банке», что позволит более точно выявит непригодные элементы. Замене подлежат детали с самыми низкими показателями (менее 0.5–0.7 В).
АКБ утрачивает работоспособность даже при условии наличия в цепи одной батарейки, емкость которой значительно снизилась. Независимо от бренда модели – Бош, Интерскол, Makita, условия и последовательность замены неисправных элементов идентичны.
Если вышеописанная процедура не показала неисправностей, то проводят проверку под нагрузкой. Процедура рассчитана на уточнение времени разрядки аккумулятора. Выбор нагрузки проводят с учетом мощности инструмента. При отсутствии данных о характеристике ее принимают равной половине силы тока.
АКБ предварительно полностью разряжают, затем к минусовой клемме подключают лампу на 12 В с мощностью 40 Вт. Второй провод подсоединяют к плюсу. Значения регистрируют на мультиметре. Аккумулятор подключают на 2-3 минуты и контролируют яркость горения лампы. Если происходит быстрое затухание, то емкость проверяемого элемента слишком мала. При снижении вольтажа в пределах 12-12.4 В подтверждается наличие непригодного элемента в блоке.
Проверка мультиметром аккумуляторных батареек шуруповерта
Что делать после диагностики
Установив достоверно, какое оборудование неисправно, надо выбрать путь решения проблемы. Самое простое действие – заменить неисправный блок. Этот путь не всегда оптимален по экономическим соображениям – аккумуляторы и ЗУ стоят недешево, и выбрасывать их из-за копеечной поломки нерационально. Да и не всегда можно приобрести комплектующие, особенно к старым моделям.
Во многих случаях работоспособность электрооборудования можно восстановить. Если обнаружены окисленные или ржавые выводы зарядного устройства, их надо зачистить мелкой шкуркой. А еще лучше заменить контактные пластины, взяв их с неисправного зарядника-донора.
Замена контактов зарядного устройства.
Для этого потребуется паяльник, а к нему припой и флюс на основе канифоли (бескислотный). То же самое относится к поврежденным контактам аккумуляторного блока.
Если на плату зарядного устройства не приходит сетевое напряжение, то надо заменить сетевой шнур. Его можно взять от любого другого устройства или сделать самостоятельно, приобретя вилку и отрезок провода.
Пример схемы зарядного устройства шуруповерта.
Если все в порядке, а зарядник не мигает светодиодами и не выдает напряжение, то неисправна плата управления. Ее можно попробовать починить. Для этого нужна определенная квалификация и приборы (как минимум, мультиметр и осциллограф). Схему ЗУ можно найти в интернете.
Параметры АКБ и ЗУ нанесены на корпус устройств.
Если неисправен аккумулятор, то можно попытаться его реанимировать, а метод восстановления зависит от типа элементов АКБ. Для NiCd батарей надо вскрыть пластиковый кожух блока и извлечь все элементы. Далее следует произвести визуальный осмотр, который поможет выявить потекшие, окисленные, поврежденные элементы. Их надо выпаять и заменить на новые. Если таких нет, надо замерить напряжение на каждом элементе.
Элементы аккумуляторной батареи без внешнего кожуха.
Отстающие банки или элементы с нулевым напряжением надо отпаять и отложить отдельно. Если напряжение равно нулю, то можно предположить пересыхание электролита. В этом случае надо просверлить отверстие в корпусе аккумулятора и попытаться постепенно ввести внутрь около 1 миллилитра дистиллированной воды с помощью шприца. Если вода не впитывается, элемент восстановлению не подлежит.
Добавление воды внутрь NiCd элемента.
Если удастся напитать внутреннюю полость водой, то надо попытаться подзарядить каждый неисправный элемент (включая отстающие банки) импульсным током до напряжения в 1,2 вольта. Суть метода сводится к зарядке током, превышающим емкость в 10+ раз импульсами по 2-4 секунды. Если операция пройдет удачно, надо запаять отверстие в корпусе элемента и дать ему полежать несколько дней. Потом батарею надо заново спаять и собрать в пластиковый кейс.
Никель-металлогидридные элементы можно попробовать восстановить методом тренировки. Опыт показывает, что для аккумуляторов, не подвергшихся глубокому разряду, шансы на успех высоки. Для этого отстающие элементы надо индивидуально разрядить до уровня 1 вольта, нагрузив их на лампочку или резистор. Потом снова зарядить до номинала, и повторить этот цикл несколько раз.
Из видеоролика узнаете: Почему перестал заряжаться аккумулятор шуруповерта Риоби.
Восстановить емкость Li-ion аккумулятора невозможно, но батарея может потерять работоспособность при глубоком разряде одного или нескольких элементов. В этом случае схема управления предполагает элементы вышедшими из строя, и блокирует их заряд. Можно попробовать «подтянуть» аккумуляторы до номинала, чтобы балансир не отключал их при зарядке. Для этого разряженный элемент (его можно найти, замеряя напряжение на каждом аккумуляторе), надо вынуть и собрать несложную схему.
Схема восстановления литий-ионного аккумулятора.
Напряжение надо поднять с нуля до достижения тока примерно 0,2 от емкости аккумулятора. В этом режиме элемент надо заряжать до 3,7 вольта, а потом отключить и несколько дней контролировать напряжение на нем. Если оно снижается за счет саморазряда, то элемент подлежит отбраковке. Если нет – можно провести контрольный цикл заряд-разряд. Надо иметь в виду, что если даже работоспособность восстановилась, этот эффект временный. Элемент скоро выйдет из строя, поэтому надо быть готовым к полной замене батареи.
Если выяснится, что шуруповерт не заряжается, то эту проблему во многих случаях можно решить. Но подход должен быть осознанным, в противном случае ситуация лишь усугубится и приведет к финансовым потерям.
Что делать, когда аккумулятор не заряжается
Если АКБ не держит заряд (быстро садится) или вообще не набирает запас энергии, начинать нужно с выявления причины, исходя также из типа батареи.
Неисправность может крыться в самой батарее, в блоке зарядки, а также в месте их контакта. Дополнительно стоит проверить, а подходит ли зарядное для данного аккумулятора.
Малое время работы
Для Ni-Cd (в меньшей степени и для Ni-Mh) емкость может падать из-за «эффекта памяти».
Где теряется емкость
Для исправления нужно полностью разрядить устройство, и затем провести полноценную зарядку. Такой цикл нужно повторить 2, а лучше все 3 раза. Как правило, этого достаточно, чтобы «раскачать» АКБ практически до прежних значений.
Не идет зарядка
Если индикатор на зарядном загорается, однако батарея либо не заряжается, либо процесс быстро прекращается, нужно проверить контакты. При наличии пыли или следов окисления их надо почистить и протереть спиртом.
Кроме того, нужно убедиться, что выходы не отогнулись – это банальная, но нередкая причина, почему устройство не работает. Если они не достают до разъема аккумулятора, то нужно аккуратно подогнуть их обратно (может потребоваться разборка зарядного устройства).
Проверка напряжения
Также при помощи мультиметра можно проверить, что на выходе у зарядного. Для этого в режиме постоянного напряжения нужно соединить красный и черный щупы с выходами «+» и «-» соответственно. Далее показания прибора нужно сверить с указанными на блоке значениями. Выход за их пределы говорит о необходимости ремонта зарядки.
Неисправные модули АКБ и их замена
Отдельный случай – выход из строя части батареи. Дело в том, что обычно аккумулятор собирается из стандартных блоков («банок»). И если несколько потеряют емкость, деградирует вся батарея. Например, если не заряжается на весь объем аккумулятор шуруповерта Интерскол, то вполне вероятно причина именно в этом. Данный метод потребует сноровки и навыка работы с паяльником, так как для соединения элементов применяется пайка, а слишком долгий нагрев может привести к повреждению или взрыву/возгоранию батареи.
Внутреннее устройство
Порядок действий:
снять крышку (защелки или винты);
проверить тестером напряжение на каждом элементе. Обычно порядка 1.2 в на «банку» в норме, если ниже или отсутствует – надо восстанавливать. Более сложный вариант – проверить ток разряда при помощи нагрузочного резистора. У неисправного фрагмента он значительно ниже;
если напряжение каждого блока достаточное, нужно проверить уровень внутреннего сопротивления (напряжение делить на силу тока, вычесть сопротивление нагрузки), затем сравнить полученное значение со штатными параметрами блока;
поставить новый модуль – можно взять рабочий из аналогичного АКБ или использовать подходящий по характеристикам
Важно припаять его в той же ориентации, чтобы инструмент мог работать.
Замена на более совершенные блоки
Альтернативный вариант – переделка на использование модулей другого типа с аналогичными характеристиками по напряжению/сопротивлению. Например, можно заменить Ni-Cd на Li-Ion.
Попутно надо проверить качество соединений – при необходимости заменить или восстановить изоляцию. Плата контроля также должна быть изолирована от блоков картонной прокладкой. Для проверки работы надо отследить рост напряжения по мере зарядки. В норме для АКБ на 18 это может быть 13-13.5-14 через 0.5-1-2 часа соответственно, с выходом на 17 или более воль к концу.
Неисправные электронные компоненты
Также возможен выход из строя отдельных частей электроники зарядного устройства. Восстанавливать их можно только при уверенном владении паяльником и наличии запчастей:
- предохранитель (обычно на 5в) – замена аналогом, если тестер при прозвоне не пищит;
- конденсатор – вздувшиеся (или с сопротивлением 0 в режиме постоянного напряжения) блоки заменяют на аналогичные по параметрам;
- выпрямитель – замена диодов (неисправные пропускают напряжение в обоих направлениях);
- дроссель/резистор – сбойный при прозвоне не пищит.
При поломке микроконтроллера или термистора (относится к первичной обмотке трансформатора) ремонт обычно нецелесообразен, лучше провести замену всего устройства.
Цикл зарядки аккумулятора
Зарядка аккумулятора – сложный электрохимический процесс. Простейшие модели зарядных устройств заряжают батарею последовательно. Это значит, что электроны проходят по очереди через все элементы. При этом в крайних батареях процесс диссоциации будет более полным, а в средних пройдёт не до конца. На зарядку также уйдёт гораздо больше времени. Более совершенные зарядные устройства заряжают каждый элемент в батарее отдельно. При этом зарядка длится в несколько раз быстрее, и все элементы в батарее заряжены примерно одинаково, процесс диссоциации в них проходит практически до конца.
В первом способе зарядки есть определённый недостаток. Элементы в середине цепи заряжаются не полностью, и со временем начинают утрачивать свои свойства. Может потребоваться замена батареи. Поэтому, если у вас есть возможность, оставляйте такой аккумулятор включенным на зарядку на ночь, но не более того. За ночь все элементы зарядятся.
Для аккумуляторов всех типов существует такое понятие, как эффект памяти.
Именно поэтому рекомендуется разряжать аккумуляторы до конца.
