Akkus csavarozó akku felújítás

Tengermély tiszteletem!

A bevezetőben említettem, hogy IT területen dolgozom. Valamikor volt számítástechnikával foglalkozó boltom is, ahol javítottam többek között laptopokat. Itt ugye gyakori, hogy az ügyfél kérésére akkumulátort is kellett benne cserélni, aminek következtében rengeteg rossz akku gyűlt össze az évek alatt. Szemétbe nem dobhattam, így csak gyűlt, és gyűlt, várva arra, hogy majd egyszer valahol ártalmatlaníttatni tudom a hulladékot. Pár hónappal korábban jöttem rá, hogy nem is baj, hogy ezek megmaradtak.

Az ötlet

Szétszedtem néhány aksit, belenéztem, mindegyikben 18650-es Li-ion akkuk voltak, elkezdtem nézelődni, hogy mit is lehetne kezdeni ezekkel, ugyanis a műszer szerint az akkor kb. 6-8 éve halottnak titulált akkukban lévő cellák kb. 80%-a használható volt. Szereztem hozzájuk való okostöltőt (erről egy későbbi cikkben még írok biztosan), szétnéztem a neten, mire jók ezek a cellák, és meglepődtem, hogy mennyi mindenre használhatók. Az egyik ilyen újrahasznosítási terület, hogy a cserére szoruló NiCd akkumulátoros fúró-csavarozó gépekbe a régi, már használhatatlan akkupakkot Li-ionosra cseréljük. Ez tök frankó, ott a régi Black&Decker gépem, teljesen kifeküdt a 12 voltos aksija, de a gyárira sajnáltam a 8-10 ezer forintot (a gép volt kb. 12 ezer). Akkor meg is van a következő projekt.

Ez a gép kb. 8 éve nincs használva

A kutatás

No igen, de ez nem úgy megy, hogy kicseréled, oszt csá...

Kicsit komplikáltabb, de nem vészes. A lényeg, hogy a különböző technológiájú akkumulátorok másképp viselkednek, máshogy kell őket tölteni, más a cellafeszültségük (ez az a bizonyos "V" azaz "volt"). A nikkel-kadmiumos akkucella például 1.2 voltos, azaz ha 12V-os aksit akarunk belőle csinálni, akkor 10 db-ot kell egymás után kapcsolni (sorba kötni). Ezzel szemben a Li-ion cellafeszültsége 3,6V (vagy 3,7V), teljesen feltöltve 4,2V, vagyis ha 3 darabot sorba kapcsolunk, akkor 3x4,2V=12,6V-os akkut kapunk. De azt azért el kell mondanom, hogy van itt egy kis buktató, ugyanis a cellák töltése nem olyan egyszerű. A 4,2V feszültséget átlépni szigorúan TILOS! Erre azt találtam ki, hogy az akkupakk 12,6V-os max feszültsége helyett egy olyan töltőt fogok használni, ami a mérések alapján maximum 12,3 voltot ad le, így maximum 4,1V jut egy cellára. Marad egy kis tartalék. Király! DE! A Li-ion akkuk nagyon érzékenyek a merítésre is. Amit tudni kell, hogy 3V alá nem szabad a cellákat meríteni, mert ott visszafordíthatatlan kémiai folyamatok indulhatnak be a cellában, amitől akár ki is gyulladhatnak a következő töltéskor. Kell hozzá egy kis áramkör, ami megakadályozza, hogy túlmerítsük a cellákat, egy úgy nevezett "BMS" áramkör (Battery Management System). A mázli, hogy a kínai elvtársak "óccón" tudnak sok "kici" dolgot csinálni, többek között az íbéjen is kapható rengeteg ilyen BMS. De a postát kivárni idegőrlő tud lenni.

A Kínából rendelt BMS. Egy hónap alatt ért ide.

Ami itt lényeges, hogy "3S 20A BMS" kulcsszavakra keressetek rá, és biztosan megtaláljátok a legolcsóbb BMS-t. (Megpróbálok én is belinkelni egyet, de nem tudom, hogy meddig lesz aktuális a link. Majd kiderül.) A töltésre visszatérve, a töltő tápegység egy sima kapcsolóüzemű táp, ami (a kis táblácskája szerint) maximum 2 amper leadására képes. Az akkucelláim adatlapja szerint a cellák eredetileg 2100mAh kapacitásúak, és 1C töltőáramot határozott meg a gyártó maximális áramnak, ez annyit jelent, hogy max 2,1A áramerősséggel szabad legfeljebb tölteni. Mivel a töltő legfeljebb 2A-t tud (legjobb esetben is), így tűrésen belül leszünk mindenképp. Fúrógép van, lítiumos cella van, BMS van, forrasztáshoz minden adott, digitális multiméterben elemcsere megtörtént (mert mikor máskor merülne le...), vezetékeket találtam, asszem minden megvan.

SONY 18650-es Li-ion cellák

A tákolás

A gyári akkut már szétszedtem korábban.

Amire figyelni kell, hogy a csatlakozó mindenképp egészben maradjon. Nekem mázlim volt, mert a gyári akku minden alkatrésze bontható volt roncsolás nélkül, még az akku is csavarral van összerakva. A benne lévő NiCd cellákat kihajítottam.

10 db NiCd akkumulátor szépen sorba kötve

Megnéztem többféle elrendezést,hogy hogyan férnek el az akkupakk házában a 18650-es cellák, és a legoptimálisabb elrendezés a 3 db sorba kapcsolt cella volt, piramis alakban elrendezve.

Szerettem volna megduplázni a kapacitást, vagyis plusz három cellát párhuzamosan kötni ezekkel, de a hat cella már nem fért volna el a BMS-sel együtt. A végleges elrendezés tömbösített, egyszerűsített rajzát az alábbi ábra szemlélteti.

Az egyszerűség és jobb érthetőség kedvéért különböző színű vezetékeket fogok használni, de a gyakorlatban azt használsz, amit akarsz, az áram a piros vezetéken is épp úgy elmegy, mint a sárgán. A képen látható módon rendeztem el az akkucellákat, majd ragasztópisztollyal összeragasztottam őket.

Az alábbi képeken látszik, hogy a BMS-be hogyan lettek sorban bekötve a cellák.

Sárga: 4,2V - első cella pozitív

Zöld: 8,4V - második cella pozitív

Barna: 12,6V - harmadik cella pozitív

Fekete: 0V - Negatív

A BMS kimenetére is beforrasztottam a kábeleket; (+) piros, (-) fekete

Cellák sorba kötése egyik oldalon

Másik oldalon

A BMS-t szintén ragasztópisztollyal rögzítettem

Ezután bekötöttem a Cellákat a BMS-re

Majd a kész pakkot a gyári akkucsatlakozó megfelelő pontjaira kell forrasztani.

Ezután be kell ragasztani a cellákat az akkudobozba, a kábeleket el kell rendezni, majd mehet az összeszerelés.

Egy utolsó ellenőrző mérés a csatlakozókon, és mehet a próba.

A tesztelés

Akku a helyére tol, gomb megnyom, ééés... (dobpergés)... tadaaaaaaaa! A tokmány határozottan és lendületesen elfordul, a gép szépen üzemel, oda-vissza forog, fordulatszabályozó szépen dolgozik, és visszatért az ereje a masinának! Még ki kell próbálnom élesben, de eddig ígéretesek az eredmények. A töltéssel voltak aggályaim, de az is működik egyelőre. Ami érdekesség, hogy a sokkal könnyebb akku ellenére elvileg 1 Ah-ról felemeltük a kapacitást 2,1 amperórára ezzel az átalakítással, vagyis közel kétszer annyit kellene bírnia az aksinak, mint amennyit a régi akkuk újonnan tudtak. Furkáltam, csavaroztam, még önfúró csavart is raktam zártszelvénybe. Nagyjából 10 percet szórakoztam az "új" gépemmel, amikor meguntam, és rámértem érdekességképpen az akkura.

10 perc intenzív használat után

12,1V az induló 12,3V helyett. Tökéletes! A fúrásnál nem finomkodtam, nyomtam rendesen. A zártszelvénybe is folyamatosan nyomni kellett a gépet. Nem volt igazán jelentős erőlködés. Tényleg szépen dolgozik.

A videó

Íme egy kis videó a javításról, és a kipróbálásról: