Блок питания как деталь: контакты, ключ и третий провод

Снимите аккумулятор и внимательно посмотрите на его клеммный блок, как на фотографии на этой странице. Большинство современных аккумуляторов маркируют контакты. Запишите, что написано на вашем.

Обычным мультиметром в режиме сопротивления нельзя измерить контакт 2 мОм, потому что собственное сопротивление измерительных проводов больше этого значения. Измеряйте его так, как это делается на практике: **пропустите через контакт известный ток и измерьте напряжение на нём**. Установите лабораторный блок питания в режим стабилизации тока — 2 А вполне достаточно и безопасно — и пропустите ток через пару контактов аккумулятора и инструмента, с установленным аккумулятором и выключенным выключателем инструмента. Подключите мультиметр непосредственно к двум точкам по обе стороны соединения, как можно ближе к контакту, насколько позволяют щупы. Сопротивление равно измеренному напряжению, делённому на установленный ток. Это четырёхпроводное измерение: токовые и измерительные провода разделены, поэтому сопротивление проводов не учитывается. Проделайте это сначала с чистым аккумулятором, затем с запущенным. После этого очистите контакты запущенного аккумулятора изопропиловым спиртом с помощью безворсовой салфетки, дайте высохнуть и повторите измерение. Улучшение обычно значительное, и это самый эффективный ремонт, который можно провести с изношенным инструментом. Возьмите полученное значение в шаг 3 и посмотрите, во что оно обойдётся при 40 А. Соединение, которое измеряется как 25 мОм, — это не пограничное соединение; это соединение, которое идёт к расплавленной клеммной колодке. **Не** пытайтесь делать это при работающем инструменте и ни в коем случае не замыкайте B+ на B−.

Поставьте мультиметр в режим измерения сопротивления между **TH** и **B−** на аккумуляторе, который некоторое время находился при комнатной температуре. Вы должны получить значение порядка 10 кОм. Это термистор батареи, он прижат к одному из элементов внутри. Теперь докажите, что это именно термистор, а не обычный резистор. Аккумулятор нужно слегка нагреть — несколько минут обычной работы или тепловой пистолет на самом малом режиме, который держат на достаточном расстоянии и постоянно перемещают, но не оставляют на одном месте — и наблюдайте, как сопротивление **падает**. Охладите его и смотрите, как оно растёт. Запишите три пары значений температуры и сопротивления, измеряя температуру инфракрасным термометром на корпусе рядом с клеммной колодкой. Затем проделайте то же самое с отдельным резистором-термистором 10 кОм из набора, который можно поместить в ледяную воду и в тёплую воду и измерить корректно. Две фиксированные точки и уравнение бета из шага 3 дадут калибровку, достаточно точную, чтобы предсказать третью. Зачем нужен этот контакт: при зарядке холодного литиевого элемента металлический литий осаждается на аноде вместо внедрения в структуру, что приводит к необратимому повреждению и, в конечном счёте, к отказу на ступени 9. Зарядка горячего элемента ускоряет все побочные реакции, которые в нём происходят. Зарядное устройство должно знать температуру, оно не может определить её по напряжению, и один недорогой компонент в аккумуляторе даёт этот ответ. **Никогда** не направляйте тепловой пистолет на литиевый аккумулятор на любом режиме, кроме самого низкого, и прекращайте нагрев при 50 °C. Вы демонстрируете наклон характеристики, а не проверяете предел.

Вскрывать блок вы не будете — соскользнувшая отвёртка на выводе элемента даёт короткое замыкание на сотню ампер и более, а в литиевом блоке это пожар. Но можно собрать то же самое из отдельных элементов и увидеть, как всё соединено. Вставьте четыре элемента 18650 в держатель на четыре ячейки. Это строка *4S*: четыре последовательно соединённых элемента, номинально 14,4 В. Соедините их так, как соединяли бы в блоке: 1. **B+** от положительного вывода верхнего элемента, **B−** от отрицательного вывода нижнего элемента, оба проводом повышенного сечения — не менее 14 AWG для тока, соответствующего инструменту. 2. **Отвод от каждого стыка элементов** тонким проводом, выведенным на разъём. Это контакты C1–C4 из шага 1. 3. **Резистор 10 кОм NTC**, приклеенный скотчем к середине среднего элемента, второй его вывод на B−. Это TH. Измерьте напряжение между B+ и B−, затем каждого отвода относительно B−, и проверьте арифметику: отводы должны возрастать примерно на напряжение одного элемента каждый. Любой отвод, выбивающийся из ряда, сообщает вам что-то реальное, и о том, что именно, рассказывается в пункте 7. В производственном блоке последовательные перемычки вовсе не проволока: это **никелевые полоски, приваренные точечной сваркой** к торцам элементов. Сварка используется вместо пайки потому, что нагрев при пайке вывода элемента повреждает сам элемент прямо под местом соединения, а сваренная полоска имеет гораздо более низкое и более стабильное сопротивление, чем капля припоя. Если у вас есть аппарат точечной сварки, тренируйтесь только на полоске и на ненужных концах; сварка элемент-к-элементу — отдельный навык и отдельный риск, а измерение сопротивления из шага 2 — это способ отличить хорошую сварку от красивой.

**Атрибуция, изложенная честно.** Съёмный блок-аккумулятор, который надевается на инструмент сверху, появляется на рынке профессиональных инструментов примерно в **1978** году; обычно первым широко продаваемым примером называют аккумуляторную отвёртку Makita на 3,6 В, а Black & Decker работала в том же направлении в тот же период. Конкретный номер патента здесь не утверждается: источники расходятся, а эта особенность — результат конвергенции, а не одной заявки. Задокументировано и важно то, как это устроено: разъём с ключом, фиксатором и несколькими контактами, который отделяет накопитель энергии от инструмента. **Почему изменилась отрасль, а не только инструмент.** Когда аккумулятор становится отдельной деталью, *платформой* становится сам продукт. Производитель покупает привязку к напряжению и разъёму, и каждый последующий инструмент этой семьи стоит как цена голого инструмента. Поэтому контактов становилось всё больше: ID, чтобы зарядное устройство знало, что в нём находится, TH, чтобы оно понимало, можно ли заряжать быстрее, и отводы от ячеек, чтобы блоком можно было управлять, а не просто наполнять его. **Честные ограничения.** Разъём — самая слабая часть аккумуляторного инструмента, и так было всегда. Он изнашивается, корродирует, ослабевает и чаще всего является причиной, по которой блок «выходит из строя», когда сами элементы исправны. Он также заведомо проприетарный: та же система ключей, которая не даёт вставить неподходящий блок, не даёт вставить и совместимый, что является коммерческим решением, замаскированным под заботу о безопасности. А контакты, которые делают блок «умным», одновременно делают его пригодным к ремонту только с зарядным устройством производителя, и именно эту часть данной ступени стоит обсуждать, а не восхищаться ею.