г. Москва, Выборгская улица д. 20, корп. 2

Нюансы выбора аккумулятора для шуруповерта

Для автономного питания портативных шуруповертов используются аккумуляторы, способные выдавать необходимую мощность и подолгу снабжать инструмент накопленной энергией. Они бывают с разным химическим составом – Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion, LiFePO4.

От выбора АКБ зависит комфорт, безопасность и эффективность использования электроинструментов. Сегодня мы подробно расскажем о том, как выбрать хороший аккумулятор для шуруповерта.

Критерии выбора

Важными параметрами при выборе АКБ для портативных инструментов являются:

  • масса батареи – источник питания не должен сильно утяжелять инструмент, особенно если он предназначен для профессионального использования в течение всего рабочего дня;
  • емкость – она должна обеспечивать автономную работу устройства в течение нужного времени;
  • напряжение – его значение должно соответствовать номинальному вольтажу инструмента;
  • высокая и стабильная токоотдача – от нее зависит, сможет ли батарея обеспечивать ток, достаточный для эффективной работы прибора;
  • ресурс – он определяется количеством циклов заряд-разряд до момента, когда запасаемая емкость снизится на 20%.

    Типы АКБ для портативных инструментов

    Аккумуляторы для шуруповертов, как и источники автономного питания в целом, прошли путь эволюции от никель-кадмиевых моделей к никель-металлогидридным АКБ, а с развитием литиевой технологии – к современным аккумуляторам Li-ion и LiFePO4. Рассмотрим особенности каждого вида.

    Никель-кадмиевые АКБ

    В 1950-х годах создание Ni-Cd аккумуляторов стало технологическим прорывом. Кадмиевые АКБ отличались от щелочных и свинцово-кислотных моделей большей удельной емкостью. При этом они были доступными, имели высокую токоотдачу и выдерживали около 1000 циклов заряд-разряд. Дополнительными преимуществами Ni-Cd моделей стали:

    • длительность зарядки 6–8 часов – на то время такая подзарядка считалась быстрой;
    • морозоустойчивость – сохранение работоспособность при температуре до -20 °С;
    •  устойчивость к глубоким разрядам;
    • срок хранения до 7–8 лет.

      Но были у Ni-Cd аккумуляторов и значимые недостатки. Уровень их саморазряда достигал 10% в месяц, а выраженный эффект памяти не допускал частичных подзарядок батареи. Ее нужно было полностью разряжать, а затем – полностью заряжать. Иначе аккумуляторы «запоминали» уровень остаточной емкости и в дальнейшем отдавали энергию не полностью, а только до этой границы. Но главным минусом Ni-Cd элементов питания был их токсичный состав, влекущий за собой проблемы с утилизацией.

      Никель-металлогидридные батареи

      В 1990-х годах на смену Ni-Cd элементам пришли модели Ni-MH. Они выигрывали у предшественников, т.к. имели слабовыраженный эффект памяти и экологически безопасный состав без токсичного кадмия. Были у них и схожие характеристики:

      • хорошее соотношение размеров и емкости;
      • способность работать на морозе;
      • устойчивость к глубоким разрядам;
      • саморазряд на уровне 7–10% в месяц;
      • высокие значения токоотдачи;
      • время заряда около 8 часов;
      • срок хранения 6–7 лет.

        Минусами Ni-MH аккумуляторов стали: более высокая цена по сравнению с Ni-Cd моделями и меньшее количество циклов – от 300 до 500.

        Литий-ионные аккумуляторы

        Такие элементы питания появились в 1991 году и вначале активно использовались при изготовлении радиотехники. Со временем производители нарастили их мощность, и сфера применения Li-ion аккумуляторов значительно расширилась. В частности, ими стали оснащать аккумуляторные электроинструменты, смартфоны, ноутбуки, электромобили.

        • высокие значения удельной емкости;
        • масса и размеры – на 40% меньше по сравнению с Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторами;
        • отсутствие выраженного эффекта памяти;
        • возможность частичной зарядки – при любом уровне остаточного заряда и до любого значения;
        • возможность быстрой зарядки повышенным током – за 1–2 часа;
        • незначительный саморазряд – 2–3% в месяц;
        • ресурс – до 1000 циклов заряд-разряд.

          Литий-ионные АКБ чувствительны к глубоким разрядам и перезарядам. Поэтому для безопасной эксплуатации они оснащаются BMS платами контроля и защиты. Такие модули отслеживают рабочие параметры батареи, не допускают ее перегрева, отключают от нагрузки при низком уровне остаточного заряда и прекращают подзарядку при полном заряде.

          При прокалывании или другом механическом повреждении с разгерметизацией Li-ion аккумуляторы могут возгораться. Но при корректной эксплуатации они абсолютно безопасны. К недостаткам литий-ионных АКБ относят их подверженность «старению» (естественной химической деградации) и временное снижение емкости на морозе.

          Литий-железо-фосфатные батареи

          В категории литий-ионных АКБ есть подвид с выдающимися характеристиками – аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4). Их главные плюсы:

          • способность эффективно работать на морозе;
          • 99,9% полезной емкости;
          • стабильная токоотдача без просадок напряжения;
          • химическая стабильность;
          • быстрая подзарядка – за 1,5–2 часа до 80–100%;
          • устойчивость к глубоким разрядам;
          • расширенный диапазон рабочих температур – от -30 до +55 °С;
          • ресурс более 2000 циклов;
          • безопасность использования – несклонность к возгораниям и взрывам даже при разгерметизации.

            Номинальное напряжение LFP аккумуляторов составляет 3,2 В на элемент. По удельной емкости они немного уступают большинству Li-ion элементов, но весомые преимущества делают этот недостаток несущественным.

            Сравнительная таблица батарей для шуруповертов

            Рассмотрим виды аккумуляторных батарей для шуруповертов, их особенности и отличия.

            Параметр для сравнения

            Ni-Cd

            Ni-MH

            Li-ion (для питания электроинструментов чаще всего используются модели LiMn2O4)

            LiFePO4

            Когда появились?

            1950 г.

            1990 г.

            1996 г.

            1999 г.

            Эффект памяти

            Выражен. Каждые 3 месяца нужно производить полную разрядку и зарядку АКБ.

            Менее выражен.

            Практически отсутствует.

            Условия зарядки

            После полного разряда.

            В любое время, независимо от процента остаточного заряда.

            Циклический ресурс

            ≈1000 циклов

            300–500 циклов

            700–1000 циклов

            ˃2000 циклов

            Номинальное напряжение, В

            1,2

            1,2

            3,7

            3,2–3,3

            Удельная энергоемкость, Вт·ч/кг

            45–80

            60–120

            100–150

            90–120

            Внутреннее сопротивление

            Самое незначительное

            Низкое

            Низкое

            Очень низкое

            Уровень саморазряда за месяц

            10%

            7–10%

            <5%,

            БМС плата потребляет 3%.

            Токи нагрузки

            1С, пиковые – до 20С.

            0,5С, пиковые – до 5С.

            До 10С, пиковые – более 30С.

            Длительность зарядки

            6–8 ч

            ≈8ч

            Возможна быстрая подзарядка за 1–2 ч

            Степень токсичности

            Высокая

            Низкая

            Нетоксичны

            Диапазон рабочих температур

            -20 – +65 °С

            -20 – +60 °С

            -30 – +55 °С

            Эффективность работы на морозе

            Эффективны

            Быстро теряют запас емкости

            Эффективны

            Аккумуляторы какого типа лучше?

            Сегодня лучшими АКБ для шуруповертов и других аккумуляторных инструментов считаются высокотоковые литий-ионные элементы и модели подвида LiFePO4. Это объясняется их технологическими преимуществами: большим запасом емкости при тех же размерах и весе, минимальным саморазрядом и удобством эксплуатации.

            Какой должна быть емкость?

            От емкости АКБ зависит количество энергии, которую она может накопить и отдать для работы прибора. Если шуруповерт используется дома, для него подойдет батарея, обеспечивающая 2–3 часа работы. Для профессиональных приборов нужен увеличенный запас емкости – на 4–5 часов непрерывной работы.

            Соответственно, для домашнего применения можно выбрать аккумулятор для шуруповерта емкостью до 2 Ач, а для профессиональных моделей – от 2 до 6 Ач. Чтобы повысить время автономной работы, рекомендуется иметь несколько батарей и использовать их поочередно.

            О значении вольтажа

            На величину запасаемой мощности аккумуляторной батареи, кроме емкости, влияет и ее напряжение. В быту обычно используются шуруповерты на 12 или 18 В, в профессиональной сфере – на 24 или 36 В. Фактически от напряжения зависит крутящий момент и количество оборотов в минуту:

            1. Самые мощные портативные шуруповерты – с номинальным напряжением 36 В. Способны работать с твердыми породами дерева и металлом, в т. ч. для сверления крупных отверстий.
            2. Инструменты вольтажом 12–18 В – универсальные модели, позволяющие работать с материалами средней плотности и выполнять большинство операций по ремонту и монтажу. У таких моделей оптимально сочетаются цена, производительность и время автономной работы.
            3. Маломощные модели на 3–10 В – применяются для работы с мягкими материалами и мелким крепежом.

            Напряжение АКБ должно в точности соответствовать вольтажу, указанному на шуруповерте. Если установить на прибор более мощную батарею, инструмент быстрее выйдет из строя из-за работы на износ. Если же батарея будет иметь вольтаж меньше рекомендуемого значения, она будет ограничивать мощь инструмента.

            Выводы

            В вопросе, как выбрать аккумулятор для шуруповерта, основное значение имеет тип химии, емкость и напряжение. Лучший набор рабочих характеристик имеют литий-ионные АКБ в целом и их подвид LiFePO4. Пока именно они лидируют во всех обзорах и рейтингах аккумуляторных батарей.

            Для ежедневного профессионального использования отлично подходят инструменты напряжением 18–36 В. Для них нужны АКБ того же вольтажа с запасом емкости 2–6 Ач. Для домашнего применения актуальны инструменты напряжением до 12 вольт. Их питание способны обеспечить батареи того же вольтажа с запасом емкости около 2 Ач.

            Ранее в блоге VirtusTec была опубликована статья о способах подключения на электровелосипед 2-х аккумуляторных батарей.

            • 21 февраля 2022 г.
            • 1215 просмотров
            • 0 комментариев