Конструкция батарей аккумуляторного инструмента

Все аккумуляторные блоки, которые используются для питания ручного электроинструмента, устроены примерно одинаково. Внутри блока находится несколько стандартных элементов — так называемых «банок». Например, в литий-ионных батареях в качестве элементов используются «банки» стандарта 18650 с номинальным напряжением 3.6 В и высокой токоотдачей, а в никель-кадмиевых — элементы напряжением 1.2 В.

Конструкция современной батареи для аккумуляторного инструмента.

Изменяя количество элементов и способ их соединения между собой (последовательно или параллельно), можно получить батареи с разными характеристиками. Они будут отличаться по рабочему напряжению (на практике используются блоки напряжением от 10.8 В до 24 В) и емкости (аккумуляторы ручного электроинструмента имеют емкость от 1 Ач до 12 Ач). Некоторые производители (например, DeWALT) даже выпускают преобразуемые аккумуляторные системы, у которых порядок соединения «банок» через клеммы автоматически меняется в зависимости от того, к какому инструменту подключена батарея: 18-вольтовому или 54-вольтовому.

Способы соединения «банок» в аккумуляторах на примере батарей DeWALT Flexvolt.

Зависимость между напряжением и мощностью шуруповерта: есть или нет?

Из курса электротехники известно, что мощность электродвигателя прямо пропорциональна напряжению, которое подается на обмотки. Из этого можно сделать вывод, что чем больше вольт в аккумуляторе — тем мощнее шуруповерт. Правда ли это? Между голой теорией и практикой лежит целая пропасть. На деле на мощность аккумуляторного инструмента также влияют:

  • ток разряда — дешевые высокотоковые «банки» отдают до 15 А, а токоотдача элементов, из которых состоят батареи качественных шуруповертов, достигает 25 – 30 ампер, необходимых для того, чтобы закрутить саморез до упора или сорвать прикипевшую гайку;
  • конструкция редуктора — передаточное число редукторного механизма и прочность шестеренок, которые находятся внутри него, определяют, сможет ли инструмент развивать большой крутящий момент и справляться с задачами, требующими значительных усилий;
  • качество двигателя — хорошие моторы, способные без повреждения выдержать большие токи и нагрузки, стоят значительно дороже, чем простенькие электромоторчики из дешевых шуруповертов;
  • настройки электроники — плата управляющей электроники, которая регулирует токоотдачу, защищает двигатель от перегрузок и не допускает чрезмерного нагрева элементов батареи, накладывает ограничения на возможности инструмента.
Аккумуляторные шуруповерты с батареями до 12 В

Учитывая сказанное выше, несложно сделать вывод, что напряжение аккумуляторного блока — это далеко не единственный фактор, влияющий на отдаваемую мощность электроинструмента. Поэтому нередко случается, что «брендовый» 12-вольтовый шуруповерт на практике оказывается значительно более мощным и полезным в работе, чем дешевый 18-вольтовый «китаец».

Шуруповерт Makita DF330DWE и его китайский клон идентичны по напряжению и конструкции, но существенно отличаются по цене и характеристикам.

Классы шуруповертов по напряжению аккумулятора

После небольшого экскурса в конструкцию батарей и основы электротехники самое время рассмотреть поподробнее аккумуляторные шуруповерты. Они комплектуются батареями с напряжением:

  • 10.8 В (12 В) — инструмент данного класса отличается компактными размерами и малым весом за счет небольших батарей. Он используется преимущественно для монтажных и сборочных работ;
  • 14.4 В — это промежуточный класс, который занимает место между компактным инструментом и высокопроизводительными моделями. Подобные шуруповерты выпускают всего несколько производителей;
  • 18 В (20 В) — это самый массовый сегмент, здесь огромный выбор моделей с разными параметрами и характеристиками. Шуруповерты данного класса пользуются наибольшим спросом, потому что они универсальнее остальных;
  • 24 В — моделей с аккумуляторными блоками такого напряжения пока немного, несмотря на то, что увеличенный вольтаж позволяет улучшить характеристики инструмента.

Отдельно стоит сказать о разнице в методах измерения напряжения. Японские и европейские производители, руководствуясь правилами EPTA (European Power Tools Association), указывают номинальное напряжение, а американские — напряжение полного заряда. Поэтому один и тот же инструмент в Европе получает маркировку «10.8 В», а за океаном — «12 В». То же касается шуруповертов с батареями на 18 В и 20 В — это инструмент одного класса, просто напряжение измерено разными способами.

Аккумуляторные шуруповерты с батареями до 18-20 В

Влияние напряжения батареи на другие характеристики шуруповерта

Все параметры аккумуляторного инструмента «увязаны» между собой. Чем больше напряжение и емкость батареи — тем больше ее вес и размеры. К примеру, батарея 10.8-вольтового шуруповерта может состоять всего из трех литий-ионных «банок» по 3.6 В каждая, а для 18-вольтового аккумулятора их нужно как минимум пять (на практике «банок» внутри батареи обычно больше ради увеличения ее емкости). К тому же, повышенное напряжение требует более мощного электродвигателя и более массивного редуктора, а это также приводит к увеличению веса и размеров инструмента. Поэтому для работы в ограниченном пространстве или над головой стоит купить шуруповерт с батареей на 10.8 В, потому что он будет более компактным и легким. А 18-вольтовые модели лучше брать тем, у кого на рабочем месте достаточно пространства для использования более крупного инструмента.

Разница в размерах между 18-вольтовыми батареями Bosch емкостью 4 Ач, 8 Ач и 12 Ач.

Есть и другие нюансы, которые следует учитывать при выборе шуруповерта. Например, большое значение имеет конструкция двигателя. Современные инструменты с бесщеточными двигателями даже при напряжении 10.8 В имеют больше мощности и крутящего момента, чем многие 18-вольтовые модели с обычными коллекторными моторами, благодаря уменьшенному энергопотреблению и меньшим потерям на трение и нагрев.

Совместимость батарей с другими видами инструмента

Стоимость батареи (особенно, если речь об аккумуляторных блоках большой емкости) нередко достигает половины цены самого инструмента. Поэтому стоит сразу же задуматься о том, как выбрать шуруповерт таким образом, чтобы впоследствии экономить на аккумуляторах.

К счастью, производители электроинструмента уже позаботились об этом. Многие из них вокруг одного типа аккумулятора строят целую «экосистему» из разных видов инструмента. То есть, одна и та же батарея может подходить к шуруповерту, дрели, шлифовальной машине, электролобзику, реноватору и другим устройствам. Некоторые фирмы выпускают даже мощные перфораторы, бетонорезы, газонокосилки и электровелосипеды, работающие на одном, двух или трех стандартных аккумуляторах от шуруповерта. У Milwaukee, например, «экосистема» 18-вольтового инструмента состоит из более чем 200 моделей.

Более 200 моделей инструмента и садовой техники Milwaukee могут работать от одной и той же батареи 18 В.

Выводы

Невозможно однозначно ответить на вопрос о том, какой шуруповерт лучше: на 12 В, 18 В или 24 В. Каждый из них — это некий компромисс между мощностью, временем работы на одной зарядке, размерами и весом. Хотя 18-вольтовые модели самые популярные, не всегда есть смысл переплачивать за них. Лучше выбирать инструмент исходя из того, какие работы вы будете выполнять с его помощью. Шуруповерт — ваш основной помощник, и вы работаете день напролет? В таком случае, стоит купить качественную 18-вольтовую модель с емким аккумулятором и запасной батареей. Используете шуруповерт в качестве вспомогательного инструмента для отдельных операций, не требующих особой мощности? Тогда недорогое 12-вольтовое устройство от какого-нибудь бюджетного бренда будет в самый раз.