Запитка
Назад

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта

Опубликовано: 21.05.2021
Время на чтение: 7 мин
0
1208

Переносной аккумуляторный электроинструмент используется как в быту, так и на производстве. Основное его достоинство – мобильность при достаточной мощности и производительности. Слабым местом такого инструмента являются аккумуляторные батареи. В большинстве случаев они выходят из строя задолго до выработки ресурса механической части. В итоге вполне исправный аппарат зачастую не может эксплуатироваться дальше – приобретать АКБ заново недешево, а в некоторых случаях невозможно. Приходиться изобретать разные способы питания электроинструмента от сети 220 вольт и т.д. Но рабочий ресурс батарей можно продлить, правильно эксплуатируя АКБ.

Типы аккумуляторов и их особенности

Аккумуляторный электроинструмент комплектуется батареями, выполненными на различной основе. Эти АКБ в эксплуатации и при зарядке ведут себя по-разному, и к ним нужен дифференцированный подход, основанный на знании свойств электрохимических источников питания.

Никель-кадмиевый

Классика жанра для переносного электроинструмента. Многие батареи для шуруповертов напряжением от 12 в до 14 в построены на таких элементах. Недорогие, достаточно емкие аккумуляторы получили широкое распространение, долгое время были единственным бытовым типом источников питания с возможностью возобновления энергии. К их плюсам относят:

  • способность работать при низких (до минус 40 град.С) температурах;
  • отсутствие склонности к самовозгоранию;
  • высокую надежность.

К недостаткам, прежде всего, относят проблемы с утилизацией (кадмий токсичен), а также относительный проигрыш по электрическим параметрам батареям, созданным по более поздним технологиям. Однако есть области, где альтернативы Ni Cd элементам нет, и они еще долго не сойдут со сцены.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Никель-кадмиевая батарея от компании Metabo.

Металлогидридный

Аккумуляторы структуры NiMH разработаны на смену никель-кадмиевым электрохимическим источникам тока. Батареи предыдущего поколения обладают хорошими характеристиками, но содержат кадмий – токсичный элемент, создающий проблемы с утилизацией АКБ. Более новые источники имеют несколько большую удельную емкость, но выдерживают меньшее количество циклов заряда-разряда. Также для них характерна большая токоотдача (до 1,5 крат по сравнению с Ni Cd) и меньший ток саморазряда. Никель-металлогидридные элементы можно хранить на холоде (но не при температурах ниже нуля!) до месяца без необходимости последующей подзарядки. Хранение элементов стало безопасным – авиакомпании принимают Ni-MH батареи к перевозке.

По сравнению с никель-кадмиевыми моделями NiMH батареи имеют полное превосходство почти по всем электрическим параметрам, но при низких температурах они работают плохо. В этой категории устаревшая концепция NiCd конкуренции не имеет.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Никель-металлогидридная батарея 18 вольт.

Литий-ионный

Самый популярный тип аккумуляторов. Считается лучшим и передовым по совокупности свойств. К плюсам таких батарей относят:

  • высокую удельную емкость;
  • низкий ток саморазряда;
  • высокую токоотдачу;
  • повышенное напряжение единичного элемента имеет преимущество при построении относительно «высоковольтных» батарей (18 в или 20 в) – так как элементов надо меньше, то при том же геометрическом объеме общая емкость будет выше;
  • микроскопический эффект памяти (долгое время считалось, что он отсутствует полностью);
  • относительно долгий срок службы.

На практике не все так радужно, и у литий-ионных батарей есть существенные недостатки:

  • литий-ионные элементы выходят из строя при перезаряде, требуется тщательный контроль под управлением микропроцессоров;
  • выходят из строя при глубокой разрядке;
  • теряют свойства при хранении (даже без заряда-разряда);
  • плохо работают при низких температурах.

Для контроля глубины разряда под нагрузкой и предотвращения перезаряда литий-ионные батареи часто оснащаются встроенным контроллером. Он помогает правильно зарядить Li-ion аккумулятор шуруповерта В этом случае батарея работает в более благоприятных режимах и срок ее службы увеличивается. Но не все производители устанавливают в свою продукцию такие платы, несмотря на декларации об их наличии.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Литий-ионая АКБ на 20 вольт.

Также недостатком аккумуляторов Li-ion считается их склонность к самовозгоранию и к взрыву. Проблема усугубляется тем, что в результате химических реакций для поддержания горения им не нужен приток кислорода извне. А с водой содержимое АКБ реагирует, выделяя еще больше взрывоопасных газов. Поэтому тушить такие элементы очень трудно. В результате после нескольких инцидентов и даже катастроф при перевозке Li-Ion элементов авиакомпании стали вводить ограничения и запреты на транспортировку таких источников тока.

Для удобства сравнения основные свойства аккумуляторов разных типов сведены в таблицу.

Тип батареиЭДС одного элемента, ВКоличество циклов заряд/разрядЭффект памяти
Li-ion2,5..4,2до 600Незначителен для практических целей
Ni-Cd1,37до 1000Ярко выражен
Ni-MH1,25 (без нагрузки 1,4 В)200-300Отсутствует при неглубоком разряде

Виды зарядных устройств

В комплекте к шуруповерту прилагается одна или две АКБ с зарядным устройством. Сейчас у производителей электроинструмента в ходу тренд на продажу изделий без аккумуляторов. Этот маркетинговый прием заставляет покупателей приобретать модели производителей, уже имеющихся в их арсенале. В любом случае, если аккумулятор приобретается, даже отдельно, к нему можно взять и ЗУ. Дело еще в механической конструкции – зарядное одного производителя, скорее всего, не подойдет к зарядке другого.

Практически всегда устройство для пополнения энергией оптимизировано для конкретного типа аккумуляторов, заряжает его в наиболее благоприятном токовом режиме, прекращает зарядку автоматически по окончании процесса. Поэтому приобретая зарядное и батареи одного производителя, можно не задумываться о совместимости, если ЗУ предназначено для АКБ того же производителя и типа.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Зарядное устройство.

В большинстве случаев ЗУ продаются в импульсном исполнении. Но для никель-кадмиевых аккумуляторов существуют зарядные устройства, считающиеся профессиональными (стоимость соответствующая). Они называются импульсно-реверсными. На каждый положительный импульс они выдают выброс отрицательной полярности небольшой амплитуды. Так устраняется эффект памяти, свойственный Ni Cd аккумуляторам и сохраняется их емкость.

Как правильно заряжать аккумулятор

Правильный подход к заряжанию аккумуляторов позволяет значительно продлить срок службы АКБ. У каждого типа батарей есть свои требования.

В первый раз после покупки

Аккумуляторы, идущие в комплекте с шуруповертом, продают в частично заряженном состоянии. Возможно, их и зарядили полностью, но на какую величину снизился запас энергии во время хранения за счет эффекта саморазряда, неизвестно. Литий-ионный аккумулятор заряжать можно сразу, чтобы батарея была в полной готовности к работе. Никель-кадмиевую батарею надо сначала разрядить до начала падения оборотов вала шуруповерта, и потом зарядить полностью. Это поможет избежать потери емкости. Таким же образом желательно поступить и с NiMH АКБ, хотя у нее эффект памяти выражен не столь отчетливо.

На каком этапе разряда подключить зарядку

В большинстве случаев шуруповерт сам подскажет, когда надо возобновить энергию батарей. При разряженной АКБ падают обороты вала и уменьшается вращающий момент, работать становится невозможно и потребуется заменить аккумулятор на заряженный. До глубокого разряда дело в такой ситуации не дойдет.

Разряженный в процессе работы аккумулятор надо обязательно в ближайшее время зарядить, потому что при длительном хранении (даже без включения электродвигателя) будет происходить разряд элементов АКБ через собственное внутреннее сопротивление. Это может привести к глубокой разрядке батареи и к выходу ее из строя.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Индикация уровня остаточного заряда на шуруповерте от китайского бренда Deco.

Многие шуруповерты имеют индикатор уровня заряда батареи. Можно ориентироваться на него. Но такие системы довольно грубы и нелинейны, поэтому их можно использовать для очень приблизительной оценки состояния остаточной энергии. Если батарея литий-ионная, то заряжать ее можно в любое время с любого уровня.

Сколько по времени заряжать

Время заряжания аккумуляторов может быть различным. Оно зависит:

  • от степени разряда элементов;
  • от текущей фактической емкости АКБ;
  • от зарядного тока – большим током батарея зарядится быстрее.

Фактическая емкость батареи никогда неизвестна (ее можно замерить контрольным разрядом, но реально это бессмысленно). В процессе эксплуатации она изменяется от заявленного производителем максимума (у новой АКБ) до практического нуля (в конце срока работы). Уровень остаточного заряда в процентах также точно определить невозможно (его можно лишь косвенно оценить по фактическому напряжению). По этим причинам контролировать заряд по времени не получится. Можно лишь говорить о том, что глубоко разряженный новый аккумулятор при одинаковом токе заряжается дольше слегка разряженного старого. Для окончания заряжания и отключения ЗУ используются другие критерии:

  • повышение напряжения на элементе до установленного значения;
  • снижение зарядного тока ниже установленного значения.

Существуют и другие способы определения окончания процесса зарядки.

Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Li-ion батарея в процессе зарядки – горит красный индикатор.
Как правильно заряжать аккумуляторы шуруповерта
Зарядка закончена, горит зеленый индикатор.

Для NiMH элементов при заряжании большим током в конце процесса наблюдается эффект снижения напряжения на элементе. Это явление можно использовать в качестве сигнала выключения зарядного устройства. Также можно контролировать процесс по снижению скорости нарастания напряжения в конце заряжания, но этот метод требует точного измерения напряжения и применения микроконтроллеров для математических вычислений.

Зарядная характеристика никель-металлогидридного аккумулятора (на графике напряжения виден участок с замедлением роста напряжения и с уменьшением напряжения по окончании заряжания)

Рекомендуем к просмотру тематическое видео.

Правила хранения аккумулятора шуруповерта

Независимо от типа применяемых источников питания, хранить шуруповерт надо в сухом и прохладном месте (при положительной температуре). Высокая влажность вредна тем, что вызывает коррозию металлических корпусов элементов, которая в итоге становится причиной вытекания электролита и порче других элементов и контактов батареи. Также повышенное содержание воды в воздухе неблагоприятно действует на контакты электроинструмента и на обмотки электродвигателя.

Читайте также: Как сделать из аккумуляторного шуруповерта сетевой

Если говорить только об аккумуляторах, то никель-кадмиевые АКБ можно хранить полностью разряженными. Литий-ионные и никель-металлогидридные должны быть заряжены хотя бы частично. Примерно раз в месяц батареи желательно заряжать, чтобы за счет саморазряда аккумуляторы не ушли в глубокий разряд. Это больше относится к NiMH аккумуляторам, имеющий высокий ток саморазряда, и в меньшей – к литий-ионым. Ni Cd батарею, если у нее есть остаточный заряд, подзаряжать просто так нельзя – надо делать цикл разряд-заряд во избежание потери емкости. Надо установить АКБ на шуруповерт, на холостом ходу (или нагрузить, если есть возможность) разрядить до потери оборотов, и произвести полное заряжание. Если никель-кадмиевая батарея хранилась долго, то для восстановления емкости может потребоваться несколько полных циклов заряд-разряд.

Правильное обращение с аккумуляторными батареями шуруповерта может значительно продлить срок ее эксплуатации. Но не стоит безоговорочно доверять советам, размещенным в интернете – там достаточно сомнительных рекомендаций. Лучше самостоятельно разобраться в особенностях каждой конструкции и относиться к советам осознанно.

Автор:
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Отправляя данную форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и правилами нашего сайта.
Adblock
detector