Шуруповёрт с замененными аккумуляторами NiCd на LiFe18650

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 09.09.18
Просмотров: 862, Комментариев: 14

Андрей-АА
Шуруповёрт с замененными аккумуляторами NiCd на LiFe18650.
В очередной раз мой шуруповёрт с никель-кадмиевыми аккумуляторами меня достал: появился большой саморазряд аккумуляторов и сильно снизилась ёмкость. Перебрал, оставил в работе лучшие банки, остальные – в утилизацию.

Естественно, высвободился один из двух корпусов от аккумуляторов. Решил поставить в него литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4, они же – «лиферы»), 4 шт. Прикинул, что влезут типоразмером не больше 18650 и оказался прав, т.к. в оставшееся место поставил разъемы на 5 контактов для вывода с каждого элемента для контроля и балансировки.

Купил вот что:
- "Аккумулятор ROBITON LiFe18650 ёмкость 1100мАч" - 4шт. по 185 руб.
- "Батареечный отсек ROBITON Bh2x18650/pins с выводами для пайки PH1" – 2шт. по 70 руб.
Разъемы взял и сколхозил от разобранного компьютера, 2 шт. В них хорошо втыкались щупы обычного тестера, поэтому их и выбрал.
Если будете покупать ROBITON, то заходите на их сайт, выбираете товар и там же у них есть ссылки – где дешевле купить с ценами! Класс!
Пришли аккумуляторы и сразу выяснилось, что между ними разброс до 0,3 Вольт, что сразу навело меня на мысль о необходимости разработки балансира. Но, об этом ниже, т.к. мной обнаружена возможность балансировки этих лиферов без всяких дополнительных устройств.
Да и внутренне сопротивление оказалось больше, чем в Спецификации (приложена). Ну, обгавкал слегка поставщика (типа - из разной партии и не соотв. Спецификации), но даже если он предложит их поменять, то не буду, т.к. внутреннее сопротивление вполне устраивает, а суета уже поднадоела.
Скомпоновал всё, подпаял (см. фото) и начал развлекаться;). Всё, что там могло болтаться подпёр жестким пружинящим вспененным чем-то;). Батарейные отсеки, конечно, закрепил на винтах.
В спецификации есть намек на то, что после длительного хранения нужно 5 циклов заряд-разряд. Сделал 4-5 полных циклов.
Все это проделывал с постоянным по-баночным и общим контролем напряжений (просто ради интереса).

Балансировка.
Уже было разработал схемку простейшего балансира, но заказать комплектующие не успел, т.к. напоролся на любопытную вещь.
Обнаружил вот что:
1. При полном заряде аккумуляторов (заряжал и до 15 Вольт и до 14,6 В) происходил разбаланс между элементами - до 0,3 Вольт (между лучшим и худшим элементами). Однако, если после заряда запустить шуруповерт в заторможенном состоянии 2-3 раза на 1 секунду (это - очень большие токи, не увлекайтесь), то волшебным образом происходит балансировка аккумуляторов с огромной точностью +-0,01В. Проверял это раз пять, повторяемость - 100%.
Позже проверил и на токе 0,5 Ампер. Результат тот же..

2. При глубоком разряде аккумуляторов также происходит разбалансировка на примерно те же 0,3 Вольта. Поэтому, после разряда их надо сразу заряжать и вручную балансировать.
3. Для нормального заряда методом "постоянного напряжения" (15 В) с начальным током 4 Ампера достаточно 20 минут, что очень удобно в работе, т.к. чаще всего не понадобится второй блок с аккумуляторами. А 50% заряда набирается за единицы минут, а мощность шуруповерта при 50% заряда уже очень высокая.
Народ, мне хотелось бы проверить этот метод балансировки не только на элементах 18650, не только на Робитонах и не только мной;). Ну, и - на разных этапах жизненного цикла лиферов. Если будет возможность и желание проверьте у себя кто может. Кто проверит - пишите результат в комментариях.:hello:

Зарядное устройство.
У меня – самодельное зарядное устройство: переделанный зарядно-разрядный блок от совсем старого шуруповерта, а сам блок питания – от совсем старого ноутбука с напряжением 15,0 Вольт, который хорошо подходил и для никель-кадмиевых аккумуляторов и идеально подошел для лиферов.
От штатного блока питания я заряжать не пробовал. Но, он – генератор тока, а не напряжения и за его зарядом надо внимательно следить, чтобы не было перезаряда.
Если кто-то будет использовать такие лиферы для старых шуруповертов, то советую внимательно изучить Спецификацию на них (приложена).
Заодно к шуруповерту приделал старый ненужный налобный фонарик. Кнопку фонаря расположил под мизинец.
Вид общий.JPG Вид на контакты.JPG Фонарь сбоку.JPG Фонарь  спереди.JPG

Вложения:

Serj и Мax94 сказали "спасибо" за это.

Комментарии

  1. Мax94
    "Однако, если после заряда запустить шуруповерт в заторможенном состоянии 2-3 раза на 1 секунду, то волшебным образом происходит балансировка аккумуляторов с огромной точностью +-0,01В. Проверял это раз пять, повторяемость - 100%."
    До какой степени разряда при этом спускаются ячейки?
    Дело в том, что напряжение при заряде (при высоких степенях заряда) в бОльшей степени определяется поляризацией, и как только заряд снимается (электроны перестают создавать излишний перепад ЭДС на клеммах ячейки)- напряжение начинает падать. А вот дальше начинает действовать то правило, что у лифера очень пологая полка разряда- и отличить по НРЦ ячйеки с SOC 95% u c 85% cmaновится ОЧЕНЬ непросто...
    Андрей-АА и Serj сказали "спасибо" за это.
    1. Андрей-АА
      До 3,35 В на элемент.
      Мax94 сказал(а) "спасибо" за это.
    2. Андрей-АА
      Да, похоже на то.
      Ну, и как их тогда балансировать?
      Милливольты что ли мерить?
  2. Андрей-АА
    Не исключено, что причина - в контактах батарейного отсека, которые я не проварил и не пропаял, так, что волшебство пока откладывается;).
    Простучал, перебрал сборку, но все равно осталось по 3,35 В на элемент, так, что надо еще разбираться.
    Ну, и точечную сварку уже запланировал сделать.
    Поставил почти заряженный блок на полную, длительную дозарядку под напряжение 15,0В.
    Мax94 и Serj сказали "спасибо" за это.
    1. Serj
      А вроде нельзя перезаряжать литий?

      А отчёт как всегда отличный! :super::victory:
      Андрей-АА сказал(а) "спасибо" за это.
      1. Андрей-АА
        Спасибо за оценку!:)
        Да, нельзя.
        Из спецификации:
        Максимальное напряжение при заряде - 4,365В. Множим на 4 получаем 17,4 В.
        Видел про 3,65В х 4 = 14,6В, но думаю, что предел 4,365В.
        Если ошибаюсь - поправьте, будем разбираться.
        1. Мax94
          До 4,2В Винстон разрешал заряжать свои ячейки старой технологии. Уже давно все ставят 3,65В как верх для кратковременного порога- догнал, выровнял, уронил.
          Это китайские хунь-суни продолжают лепить псевдоБМС на дикие уровни типа 2,0-2,5/4,0-4,2В...:no::close::ogo:
          Андрей-АА сказал(а) "спасибо" за это.
          1. Андрей-АА
            Думаете, что 4,0 В убьют АкБ?
            А 3,8 В?
    2. Андрей-АА
      Не откладывается, проверил, дело не в контактах, а в действующих реалиях.
  3. Андрей-АА
    Добавил:
    Позже проверил ["волшебную" балансировку] и на токе 0,5 Ампер. Результат тот же, балансируется.
    Мax94 сказал(а) "спасибо" за это.
  4. Мax94
    Только если ненадолго- на миг. По принципу "absorption stage duration=0-1 min." Длительность насыщающего (поглощающего- привет @Тиамо !) заряда- как можно короче. И поставить напряжение плавающего заряда n*(3.40-3.45) вольт. Если использовать подобие настраиваемого зарядника. На Вашем примере- зарядку на 15,0В и выше- сразу отрубать!
    Андрей-АА сказал(а) "спасибо" за это.
    1. Андрей-АА
      А что такое тогда это:
      Из спецификации:
      Максимальное напряжение при заряде - 4,365В. Множим на 4 получаем 17,4 В.
      1. Мax94
        Смыслом и целью могут быть 2 вещи:
        1. балансировка в случае наличия различий между ячейками в процессе эксплуатации- то есть разная ёмкость, Rint (внутреннее сопротивление, привет умникам типа @AI148!), токи утечки- не дают батарее работать ровно;
        2. желание использовать АкБ максимально эффективно по КПД и долговечности.
        Отсюда для лифера и есть рекомендации из разряда жизненно важных- заряжать до упора только при наличии критического разбега ячеек, крутить циклы в диапазоне максимальной долговечности и высокого КПД. С последним у лифера проблем нет (как у щёлочи, например), поэтому рекомендовано и проверено многими тысячами циклов конкретных батарей- диапазон типа 90-95% верх, 30-35%- низ. Итого в цикле тратится около 60-70% ёмкости ячеек. Всё, что ниже SoC=30%- игра с огнём. Выше SoC=95%- гонять только при наличии показаний (разбаланс, особенно в крайних зонах).
        Adviser_chin и Андрей-АА сказали "спасибо" за это.
        1. Андрей-АА
          Дык, вот то-то и оно, что разбаланс получается при заряде, а балансировка при небольшом разряде. Впрочем, при большом разряде тоже разбаланс.