Question

Как правильно заменить никель-кадмиевые аккумуляторы на литий-ионные? И нужно ли менять зарядку под литий-ионные?

Answer 1

Зарядку обязательно нужно менять или переделывать (да и не только зарядку). Никель-кадмиевые аккумуляторы не перезаряжаются, а лишнюю энергию выделяют в тепло, по этому зарядки примитивные. Литий-ионные аккумуляторы требуют обязательного ограничения напряжения зарядки на уровне 4,2 вольта. Если превысить этот порог то аккумулятор будет легко заряжаться и более 100 процентов, что приведет не просто к быстрому выходу из строя, но и возможному взрыву и пожару. По этой причине для литиевых аккумуляторов есть два рубежа защиты - во первых зарядник никогда не превышающий напряжение, во вторых отдельная плата защиты в аккумуляторе (не во всех есть) которая дополнительно может сработать при аварийных режимах. Неправильная эксплуатация литий ионных аккумуляторов ведет к опасным последствиям (пожару), нужно иметь это ввиду.

Кроме того еще нужно вести речь о разряде аккумулятора. Его нельзя разряжать ниже 3 вольт (или 2,5в под нагрузкой), по этому ставится специальная защита от глубокого разряда. Если аккумуляторов несколько последовательно, то ставится схема балансировки. В общем достаточно много нюансов по смене типа аккумулятора.

Answer 2

Устройство, питающееся от литий-ионных аккумуляторов, обязательно должно иметь в своем составе следующие электронные узлы:

1. Устройство, отключающее питание при достижении конечного напряжения разряда, соответствующего напряжению на элемент 3..3,1 В (при больших токах разряда конечное напряжение может быть и несколько ниже, но не ниже 2,75 В);
2. Контроллер заряда, обеспечивающий при подключении внешнего зарядного устройства заряд литий-ионного аккумулятора строго по регламентированному изготовителем последнего алгоритму (либо, если аккумулятор съемный и заряжается вне прибора, этот алгоритм заряда должно обеспечивать внешнее зарядное устройство, куда вставляется снятый с прибора аккумулятор);
3. Узел безопасности и защиты, наглухо приваренный к аккумулятору (а не к устройству), который должен предотвращать аварийные ситуации: короткое замыкание и перегрузку аккумулятора по току, перезаряд каждого из элементов аккумулятора, переразряд каждого из элементов аккумулятора, перегрев и заряд аварийно разряженного аккумулятора или разбалансированной батареи;
4. Балансировку батареи, состоящей из нескольких элементов.

Поэтому в большинстве случаев переделка устройств, штатно питающихся от никель-кадмиевых и никель-металлогидрид­<wbr />ных аккумуляторов, на литий-ионные порой весьма сложен и трудоемок. Так, во многих случаях (видеокамеры с пленочным носителем, компьютерные устройства) необходимо обеспечить корректное завершение работы при разряде аккумулятора.

Распространенный случай переделки "на литий" -- это шуруповерты и другой электроинструмент. Имеющиеся в сети инструкции по переделке все поголовно грешат одним и тем же: в них ничего из вышеперечисленного не реализовано. Для зарядки литиевой батареи применяется плата преобразователя напряжения с Aliexpress, ни разу не являющаяся зарядным устройством и лишь приблизительно реализующая две (из четырех) фазы заряда (при том, что штатно она работает только в одной из этих двух фаз -- в режиме стабилизации напряжения, а режим стабилизации тока -- это режим работы токовой защиты, то есть по определению аварийный). Плата защиты и балансировки обычно отсутствует, либо применена плата BMS из того же источника, большинство из которых просто не выполняют ни защитной, ни балансировочной функции. В таких переделках нет ни индикации уровня заряда, ни отключения после разряда аккумулятора, что в сочетании с отсутствием фазы предзаряда у "зарядного устройства", описанного выше, превращает аккумулятор в бомбу замедленного действия.