Плата bms для шуруповерта своими руками

Обновлено: 08.07.2024

Шуруповерт, работающий от аккумулятора, удобен в использовании. Для него не нужно искать розетку, не нужно путаться в проводах, его можно использовать практически везде. Но батареи с течением времени теряют емкость и выходят из строя. В таком случае стоит задуматься о замене севших АКБ или о переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы.

Что необходимо знать перед переделкой

Перед тем как переделать шуруповерт с никель-кадмиевых на литий-ионные аккумуляторы, нужно знать ответы на некоторые вопросы.

Например, точно знать напряжение, которое выдавал старый АКБ. Обычно эти сведения можно прочитать по наклейке на батарее. Если там нет таких данных или они стерлись, придется разбирать аккумуляторный блок и по количеству установленных в шуруповерте элементов определять величину напряжения.

Также нужно знать, что, кроме положительных качеств, таких как высокая удельная емкость, низкий саморазряд, отсутствие эффекта памяти, есть ряд особенностей. Они боятся перезарядки, глубокой разрядки, перепада температур – их нельзя нагревать выше 45 градусов. Опасны и низкие температуры, на морозе емкость приборов падает.

После замены N i- C d на li-ion заряжать аккумулятор можно будет в любое время, а не ждать, пока он полностью разрядиться.

Подготовка старого аккумулятора к переделке

При переделке шуруповерта на литий ионные АКБ потребуются высокотоковые элементы типа 18650. Батареи от старых ноутбуков использовать нельзя, ведь у них токоотдача от 3 до 4 А, а аккумулятор шуруповерта должен быть способен отдавать не менее 15 А. К тому же емкость и другие характеристики аккумуляторов должны быть практически одинаковы. Поэтому лучше приобретать их вместе у одного продавца.

Батареи должны быть заряжены одинаково, поэтому их стоит заряжать по отдельности. И только после этого собирать их воедино.

Те, кто не хочет паять, может приобрести готовую сборку.

Выбираем схему сборки аккумуляторов по ёмкости, напряжению и доступному пространству

В зависимости от напряжения, требуемого для питания, определяем, сколько аккумуляторов 18650 для шуруповерта необходимо соединить последовательно. Зависимость количества батарей от напряжения:

Если позволяет место, то для увеличения емкости в два раза можно соединить параллельно имеющимся батареям еще столько же.

Чтобы батарейки надежно держались, существуют специальные держатели. Они защитят банки от вибраций при работе шуруповерта.

Какая плата BMS нужна и как её подключить

Литиевые аккумуляторы 18650 боятся перезарядки и глубокой разрядки. При последовательном соединении элементов невозможно гарантировать синхронную работу элементов. Если одна банка будет иметь меньшую емкость, то при зарядке она пополнится энергией быстрее остальных, и при дальнейшей зарядке произойдет перезарядка. При работе батарея меньшей емкости разрядится быстрее остальных, что может привести к глубокому разряду.

Все эти проблемы поможет решить плата защиты с балансировкой. BMS платы:

защищают от короткого замыкания;
восстанавливаются после срабатывания защиты;
следят за напряжением на каждой банке и отключают нагрузку, когда хотя бы одна из ячеек полностью разряжается (защита от глубокого разряда);
осуществляют балансировку (защита от перезарядки).

Плата BMS для шуруповерта должна выдерживать максимальный пиковый ток не менее 30 А. Кроме того, при выборе нужно ориентироваться на количество последовательно соединенных банок. Для шуруповерта на 12 В требуется 3 батареи, выбираем плату 3 S . Если для питания нужен источник на 14 В, то покупаем 4 S , а для 18 В приобретаем 5 S .

Как подключить к плате BMS последовательно 2, 3 или 4 банки, показано на рисунке.

Можно также использовать смешанное, последовательно параллельное соединение. В таком случае к последовательно соединенным банкам подключаем параллельно столько же элементов питания.

Как соединить аккумуляторы в сборку

Соединяют батареи для шуруповертов в сборку при помощи никелевой ленты. Она приваривается к банке при помощи точечной сварки или пайки. Можно купить банки с уже приваренной лентой. Кто не хочет сам паять, может приобрести уже готовые сборки.

Точечная сварка

Наиболее безопасный способ соединения банок — это точечная сварка. Ее суть состоит в следующем: к месту сварки прижимаются электроды. Через них в течение небольшого промежутка времени пропускается большой ток. За это время металл пластины успевает расплавиться и привариться к батарее. При этом тепло не успевает проникнуть внутрь аккумулятора и причинить ему вред.

Она выполняется так:

на ровную поверхность устанавливаем банки, которые необходимо соединить, для удобства их можно обмотать изолентой или скотчем, чтобы они располагались так же как в готовой сборке;
поверх батареи кладем соединительную ленту;
прижимаем к ленте электроды и включаем ток.

Аппарат для точечной сварки можно приобрести или сделать своими руками.

Пайка

Литиевые батареи боятся перегрева, поэтому, чтобы время пайки было минимальным, потребуется мощный паяльник примерно на 100 Вт.

Перед пайкой нужно залудить места пайки при помощи паяльной кислоты. После лужения протираем все раствором соды, чтобы кислота не сожгла металл. После этого можно паять.

Как выбрать зарядное устройство для сборок литиевых АКБ

Заряжать литиевые аккумуляторы зарядкой для Ni-Cd нельзя. Поэтому нужно купить ЗУ для Li-Ion АКБ, которое будет отвечать следующим требованиям:

напряжение должно быть равно 4,2*n, где n – это количество батарей;
ток должен быть равен половине от емкости сборки в Амперах.

Для зарядки проще всего купить готовое ЗУ для литий ионных АКБ, рассчитанное на требуемые напряжение и ток.

Спасибо, помогло! 6

Как переделать аккумуляторный шуруповерт на 12 или 18В в сетевой своими руками

Проблема, стоящая перед всеми, кто имеет дома какой-либо эл/инструмент, работающий от АКБ – повышение срока их эксплуатации. В основном все бытовые модели шуруповертов комплектуются аккумуляторами металлгидридными (NiMH) или никель-кадмиевыми (NiCd). И это объясняется в первую очередь их более низкой ценой по сравнению с литий-ионными (Li-ion) аналогами. Несмотря на высокую стоимость, последние предпочтительнее по многим параметрам. Достаточно обозначить лишь два – практически полное отсутствие саморазряда и более длительный срок пригодности.

Пользоваться шуруповертом в быту приходится не каждый день, а лишь изредка, поэтому имеет смысл переделать аккумулятор шуруповерта с NiCd (или NiMH) на литий-ионную батарею самостоятельно, не тратя деньги на образец промышленного изготовления.

Также нужен контроллер заряда разряда(она же плата защиты Li-Ion, LiFePO4 аккумулятора c балансиром)
Простая переделка под 3S или 4S, при установке перемычек плата будет полноценно работать с 3S или 4S Li-ioN, LiFePO4 аккумуляторами.

Есть светодиодная индикация окончания заряда, когда происходит балансировка аккумуляторов. Универсальная плата BMS-3s/4s/5s позволит работать без лишних уходов в защиту при резком старте и увеличении механической нагрузки на шуруповерт. Пиковый ток до 100A.

Вот табличка с параметрами.

Крутящий момент невелик, всего 16 Н*м. Запомним этот факт, он важен.

Итак, за время жизни инструмента его батарея уже 1 раз восстанавливалась при помощи замены элементов. Это было лет 5 назад, я вытащил элементы никель-кадмий из новой батареи от "Зубра" перепаял по форме отсека.

Разбираем нашу батарею, вот во что они превратились.

Далее, отсоединяем все лишнее.

Просто так поставить литий-ионные аккумуляторы подоходящего типа 18650 в батарею нельзя. Для полноценного перехода нужно сделать следующее:

Определиться с количеством аккумуляторов. Один аккумулятор имеет напряжение 4,2 В, у нас было 18 В, получается 4 штуки мало, а 5 много. Исходя из типа двигателя для данного шуруповерта (щеточный коллекторный постоянного тока), небольшое превышение напряжения ему не повредит, значит, берём 5 штук, на 21 В.
Сами аккумуляторы можно либо купить новые, высокотоковые на 20-40 Ампер, тип 18650, либо использовать имеющиеся б/у. У меня были аккумуляторы типа 31865, к сожалению я лишь поверхностно изучил их параметры, уже после сборки я нашел, что они дают 5 А, этого маловато. А поскольку при превышении тока разряда аккумуляторы взрываются, это мое опасное решение N 1.

Заметьте, уже приварены полоски для пайки, паять сам аккумулятор опасно, при перегреве он может выйти из строя и даже взорваться!

Далее, для обеспечения распределения равномерности заряда нам обязательно нужно поставить плату BMS. Вот здесь я допустил ошибку, невнимательно изучив вопрос. Оказывается, эти платы бывают разных типов, в самых простых нет функции защиты от чрезмерного разряда и чрезмерного токопотребления. Я заказал самую простую, как-то не подумав. Эта плата только балансирует зарядные токи, выравнивая напряжения всех аккумуляторов. Никакой защиты от превышения тока нагрузки в ней нет.

Нужно было заказать вот такую плату.

25 Ампер для защиты я бы выбрал потому, что шуруповерт не очень мощный и на 18В. Чем выше напряжение, тем ниже потребляемый ток.

Для шуруповерта на 12-14 В, нужно брать защиту в 40 ампер.

Найти просто, набираем в поиске алиэкспресса фразу BMS 5s 25a.

BMS это название типа платы, 5s это количество аккумуляторов, в нашем случае 5, 25a- требуемый ток срабатывания защиты.

Таким образом, мне в будущем нужно будет либо переделать батарею, изменив плату и аккумуляторы, либо ничего не переделывать, учитывая особенность батареи, не перегружать шуруповерт. Я выбрал второй вариант :) Это опасное решение N 2.

Заряд батареи шуруповерта мы будем осуществлять готовым зарядным устройством, старое не пойдет (можно поменять плату стабилизатора, но маловато будет напряжение). Основное отличие от зарядника для никель-кадмия в требуемых для лития 4-х фазах зарядного процесса :

При глубоком разряде зарядка небольшим током в 0.1 емкости до напряжения 2,8 В.
Зарядка постоянным заданным током величиной в 0.5-1 долю от емкости до уровня 4,2 В (90%>
Зарядка постоянным напряжением и уменьшаюшимся током до напряжения 4,25 В
Отключение зарядного тока и включение зеленого индикатора полного заряда в 100%.

Я решил, что проще купить готовое устройство и гнездо для его подключения.

Итак, можно собирать батарею.

Сначала прикидываем схему пайки и склеиваем аккумуляторы термоклеем, можно двухсторонним скотчем.

Далее проверяем как это все будет лежать в корпусе старой батареи и спаиваем полосы по схеме последовательно, минусы с плюсами.

Далее, подпаиваем провода к плате и поочередно к точкам соединения аккумуляторов от минуса к плюсу. Вот схема

После всего проверяем общее напряжение батареи вот таким старым тестером (что интересно, я когда-то недолго работал в КБ завода-производителя)

и подпаиваем точки + (B5) и - (B-) платы к разъемам для подключения шуруповерта.

Тут же проверяем работу шуруповерта, у меня аж засвистел :), даже подразряженные аккумуляторы дали сразу 18 В.

Вырезаем по месту отверстие, ставим в корпус гнездо для зарядки и подпаиваем его параллельно клеммам для шуруповерта. В гнезде центр +, корпус -.

Проверяем еще раз полярность и заливаем аккумуляторы и плату термоклеем.

Собираем батарею и ставим на зарядку.

Батарея заряжалась примерно 1,5 часа. При зярядке немного нагревается плата балансировки.

На следующий день я поработал инструментом, закрутил штук 20 шурупов, все очень хорошо, аккумуляторы не грелись.

Надо понимать, что возможности такой переделки ограничены, надо беречь инструмент. Для перегрузок меня еще есть китайский шуруповерт, там уже все предусмотрено (надеюсь :).

Подитожу собственный опыт, как ни странно, переделка оправдана только в случае наличия старого, но качественного аппарата, потому что бюджет для 18 В шуруповерта будет около 1100 руб. У меня вышло дешевле, но аккумуляторы бу и слабоваты по току. Кроме того, без защиты работать небезопасно.

У меня есть еще один агрегат для переделки на 12В, я опрометчиво купил на него простые платы без защиты и зарядник на 16,8 В (решил поставить 4 аккума), вот теперь думаю, брать ли вообще литиевые аккумуляторы или просто поменять на родного типа никель-кадмиевые :)

07 Фев Одна из лучших BMS плат защиты с балансировкой для переделки шуруповерта под литий

Сейчас переделка аккумулятора шуруповерта под литиевые аккумуляторы 18650 становится почти обыденным делом. Стоимость комплектующих небольшая, процесс сборки настолько простой, что с ним справится любой, мало-мальски умеющий пользоваться паяльником. А преимущества подобной модернизации налицо: большая выдаваемая мощность и емкость, меньший вес аккумуляторного блока, возможность работы без дополнительной зарядки за счет низкого саморазряда.

Одним из основных модулей является так называемая BMS плата защиты. Она выполняет сразу несколько функций: заряжает аккумуляторы с балансировкой, защищает их от короткого замыкания, чрезмерной нагрузки по току, перегрева и переразряда. Обозреваемая плата не зря является одной из лучших. В отличие от более дешевых вариантов, она поддерживает высокие токи до 100А, позволяет делать сборки 2S — 5S для разных рабочих напряжений шуруповертов и отлично проявляет себя в работе. Размеры платы небольшие, поэтому она подойдет для модернизации даже компактных никель-кадмиевых (стандартных) батарей.

Одна из лучших BMS плат защиты с балансировкой для переделки шуруповерта под литий купить на AliExpress

Читайте также: