Ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками, как проверить мультиметром, восстановить батарею и заменить её элементы

Диагностика неисправностей АКБ

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

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

Проверка мультиметром;
Проверка нагрузкой.

Метод мультиметра

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

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

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

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

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

Метод нагрузки

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

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

Схема проверки:

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

Поэлементная проверка

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

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

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

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

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.

Процесс разрядки аккумулятора шуруповерта

Для начала разберите аккумуляторный блок и аккуратно выньте оттуда связку «банок», предварительно отпаяв ее от других частей электросхемы. Теперь нужно подсоединить к клеммам АКБ лампочку с таким же показателем напряжения, как и у инструмента — обычно это 12 или 13 вольт. U и ток именно вашего шуруповерта, как правило, указаны в инструкции по его применению, либо на его корпусе.

По мере нагревания лампы она берет все больше энергии из батареек, и в конечном итоге они разряжаются полностью. Когда лампочка полностью потухнет, это значит, что батарея разряжена, и «эффект памяти» можно считать снятым.

Теперь вам известно, как правильно можно воспользоваться этим простым способом в домашних условиях и как разрядить аккумулятор шуруповерта без вреда для самого инструмента. Если вы будете замечать, что никель-кадмиевая батарея начинает накапливать «эффект памяти», у вас всегда будет возможность использовать обычную лампочку для ее полной и качественной разрядки.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

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

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

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

Из инструментов следует обзавестись:

плоскогубцами;
отверткой;
ножом;
паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

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

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

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

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

Проверка под нагрузкой

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

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

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

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

Проверка по величине сопротивления

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

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

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

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

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

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

Ремонт аккумуляторных батарей шуруповертов

Перед разборкой и ремонтом аккумулятор полностью заряжается штатным зарядным устройством. Восстановление производится в следующей последовательности:

Разборка корпуса

Корпус батареи состоит из двух частей. Встречается соединение на шурупах – в таких случаях разбор не представляет труда. При клеевом соединении необходимо тщательно обстучать киянкой места склейки. По мере разрушения клеевого слоя необходимо прикладывать усилия для разъединения частей. Может помочь острый тонкий нож, который вводится в щель между частями.

Определение дефектных банок

Порядок действий для определения дефектных банок:

элементы внимательно осматриваются;
выявляются вздутые, со следами вытекшего электролита на корпусе и т. п., которые невозможно починить, для замены;
тестером проверяется выходное напряжение на каждой банке. В никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементах должно быть 1,2 V, в литий-ионных – от 3, 6 до 4 V в зависимости от модели. Если аккумулятор эксплуатируется долго, показатели будут меньше, однако снижение не должно превышать 10-20%. Цель проверки – выявить аккумуляторы, имеющие заряд меньше половины от номинала.

Электрическая емкость снижается вследствие неравномерности заряда элементов штатной зарядкой. Устройство отключается, когда температура бочки, на которой установлен термодатчик, достигнет значения полного заряда. Часть элементов при этом могут быть недозаряжены. Это губительно для никель-кадмиевых батарей, так как из-за эффекта памяти после нескольких циклов с неполным зарядом их характеристики значительно ухудшаются.

Восстановление элементов

Алгоритм восстановления банок:

разряженный элемент подключается с соблюдением полярности к универсальному зарядному устройству, например Imax B6. Прибор проводит зарядку-разрядку основных типов аккумуляторов токами разной силы в автоматическом режиме с постоянным контролем состояния батарей;
проводится 2-3 цикла полный заряд/полный разряд током, соответствующим типу батареи. Обычно этого достаточно для получения высокого заряда батарейки. Процесс повторяется с другими разряженными элементами. Необходимо помнить, что для устранения эффекта памяти Ni-Cd аккумулятору необходимо 5-6 циклов глубокий разряд/максимальный заряд.

Существуют и другие способы восстановления работоспособности батарей:

кратковременное воздействие токами, значительно превышающими силу токов зарядки. Утверждается, что таким способом можно быстро восстановить любую «убитую» батарею. Действительно, при импульсном воздействии тока в 10 и более раз превышающего силу тока зарядки Ni-Cd и Ni-MH батареи быстро достигают номинальной емкости. Однако эффект такого воздействия длится 2-3 цикла, затем батарея обычно восстановлению не подлежит.
добавление внутрь корпуса элемента дистиллированной воды: в корпусе сверлится небольшое отверстие, через него внутрь вводится 1 куб. см. дистиллята, проводится полная зарядка элемента. Через несколько дней проверяется уровень заряда: если он низкий, внутрь вводится еще 1 куб. см. воды и батарея вновь заряжается.

При достижении нормальных показателей емкости и напряжения корпус герметизируется, и аккумулятор готов к работе. Этот способ более эффективен, чем способ зарядки высокими импульсными токами.

Сборка аккумулятора

После того, как ремонт АКБ шуруповерта завершен, батарею можно собирать:

элементы вставляются в основание корпуса батареи без больших усилий – соединения пайкой не так надежны, как сварные и могут повредиться;
провода, идущие на клеммы батареи, укладываются без сильных перегибов. Не допускается их соприкосновения друг с другом или с полюсами банок;
при сборке литиевых батарей плату-контроллер изолируют от элементов прокладкой из картона, полиэтилена и т. п., чтобы избежать короткого замыкания в схеме;
части корпуса соединяются друг с другом шурупами, если это предусмотрено конструкцией, или с помощью клея. Рекомендуется клей-герметик – соединение получается надежное и герметичное, в при необходимости быстроразъемное.

Перечень необходимых инструментов

Ремонт или диагностика АКБ шуруповёрта невозможны без определённого инструмента и измерительных приборов. Для восстановления аккумуляторной батареи не обязательно покупать дорогие инструменты, вполне подойдут бюджетные производители.

Перечень инструмента, необходимого для ремонта АКБ шуруповёрта:

Мультиметр. Измерительный прибор, который позволяет определить постоянное и переменное напряжение, сопротивление, силу тока или прозвонить цепь на предмет обрыва. Более дорогие модели способны измерять ёмкость элементов, но они не пригодятся домашнему мастеру.
Плоская и фигурная отвёртки. Незаменимый инструмент, который не раз выручит в дальнейшем.
Монтёрский нож со сменными лезвиями.
Паяльник. Мощности в 40 Вт будет вполне достаточно. Более мощные модели стоят дороже, и при неправильном обращении с ними можно повредить элемент.
Олово и припой. Недорогие расходные материалы.

Пригодятся и расходные материалы, например, изолента или термоусадочная трубка, бытовой клей, небольшие отрезки проводов.

Как отремонтировать аккумулятор шуруповёрта

Рекомендации по хранению