АККУМУЛЯТОРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

АККУМУЛЯТОРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
(Обзорная статья: применение, производители, выбор типа аккумуляторов)

   Аккумуляторный инструмент в первую очередь нужен там, где нужна мобильность или отсутствует возможность подключения к электросети. Например, это работы на высоте: облицовка фасадов зданий, монтаж на высотных объектах (например, ретрансляционные вышки мобильной связи и др.), монтаж облицовки потолка в производственных помещениях, монтаж вентиляционных систем и др. Примеры использования аккумуляторной техники при отсутствии возможности оперативного подключения к электросети: работы в полевых условиях (например, обслуживание газо- и нефтепроводов), прокладка компьютерных и телевизионных сетей в многоэтажных жилых и производственных зданиях, работы в обесточенных строениях и помещениях. Один из нестандартных примеров применения аккумуляторных перфораторов: бурение отверстий в плотном снеге для установки флажков на слаломных трассах в горах.
   По условиям применения в отдельную категорию нужно выделить аккумуляторные дрели/шуруповерты. Почти 100% дрелей/шуруповертов с муфтой ограничения максимального крутящего момента - аккумуляторные. У подавляющего большинства сетевых шуруповертов ограничивается не крутящий момент, а глубина заворачивания головки шурупа, а также сетевой шуруповерт не используется в виде дрели для сверления отверстий. Поэтому из всего многообразия аккумуляторной техники именно аккумуляторные шуруповерты нашли наиболее широкое применение. 
   Основные операторы рынка профессионального аккумуляторного инструмента не изменились уже много лет. Это инструмент под торговыми марками DeWALT, Makita, Bosch, Hitachi, Metabo, в незначительной степени Hilti (у этой компании производится менее 10 моделей аккумуляторного электроинструмента). Украинский производитель электроинструмента - завод "Фиолент" в настоящее время выпускает три модели аккумуляторных шуруповертов.

   DeWALT является признанным мировым лидером в области разработки и производства аккумуляторного инструмента. На сегодняшний день DeWALT предлагает потребителю более 100 разных моделей аккумуляторных инструментов с напряжениями питания от 3,6В, до 36,0В. Среди них потребитель найдет любой из интересующих его ручных аккумуляторных инструментов: отвертки, дрели-шуруповерты, угловые дрели, ударные дрели, перфораторы, угловые шлифмашины (болгарки) под стандартные абразивные диски диаметром 125мм, ударные гайковерты и винтоверты, дисковые, погружные и сабельные пилы, лобзики, гвоздезабиватели, ножницы по металлу, дисковые пилы по металлу, пистолеты для герметика, пылесосы. Кроме инструментов компания DeWALT предлагает потребителю 14 моделей аккумуляторных фонарей (панорамных, флюоресцентных, направленных, с гибкой рукояткой) и 2 модели совмещенных устройств радиоприемник/зарядное устройство. Таким широким семейством аккумуляторного инструмента не может похвастаться ни один из других производителей профессионального электроинструмента.
   Компания DeWALT является единственной компанией в мире, которая выпустила полную линейку аккумуляторного инструмента с напряжением питания 36В (Li-Ion "Nano Phosphate") , в которую входят 7 различных по назначению инструментов: ударная дрель/шуруповерт, перфоратор, ударный гайковерт, угловая шлифмашина (болгарка) под стандартный диск 125 мм, дисковая пила, сабельная пила, лобзик и фонарь. Эти аккумуляторные инструменты DeWALT 36В не уступают по своей мощности лучшим сетевым аналогам . Например, угловая шлифмашина 125 мм DeWalt DC415KL соответствует сетевому аналогу с потребляемой мощностью 1500 Вт, а 2 кг перфоратор SDS-Plus DeWalt DC234KL - сетевому аналогу мощностью 800 Вт.

АККУМУЛЯТОРЫ

   В качестве элементов питания в аккумуляторных инструментах DeWALT применяются никель-кадмиевые (NiCd), никель-металл-гидридные (NiMH) и нано-фосфатные литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы емкостью от 1,1 Ач до 3,0 Ач. Все аккумуляторы DeWALT одинакового напряжения, в отличии от конкурентов, взаимозаменяемы. Приобретя инструмент DeWALT 18В с NiCd аккумуляторами Вы сможете заменить эти аккумуляторы на 18В NiCd, NiMH или Li-Ion такой же или другой емкости.

Если говорить о сроке службы аккумуляторов по количеству циклов заряд/разряд, то:

   NiCd - 1000…1500 циклов, при условии постановки аккумуляторов на зарядку только после полного разряда, т.к. в противном случае "эффект памяти" резко снижает емкость аккумулятора. Для предупреждения проявления "эффекта памяти", который вызывает значительное снижение емкости аккумулятора, рекомендуется всегда ставить на зарядку  NiCd аккумуляторы только после полного их разряда. Общая тенденция производителей аккумуляторного инструмента - прекращение производства NiCd аккумуляторов (их сложно утилизировать без нанесения ущерба окружающей среде; в Евросоюзе с января 2010 года полностью запрещена продажа любых товаров, которые укомплектованы NiCd аккумуляторами). NiCd аккумуляторы не боятся глубокого разряда и поэтому могут храниться в полностью разряженном состоянии. Обладают достаточно высоким саморазрядом.

   NiMH - 500-750 циклов. Вынужденно пришли на смену NiCd, поскольку экологически безопасны. Меньше подвержены снижению емкости из-за "эффекта памяти", но подвержены разрушению при глубоком разряде . Заряжать не полностью разряженный аккумулятор можно, если он хранился не более трех дней в таком состоянии. Если же аккумулятор был частично разряжен, а затем не использовался в течение длительного времени (более 3 дней), то перед зарядом его необходимо полностью разрядить. Поэтому, из-за наличия достаточно высокого саморазряда аккумулятора, при хранении на складе рекомендуется один раз в 2-3 месяца распаковывать инструмент, полностью разряжать аккумуляторы, а потом ставить на зарядку. NiMH  аккумуляторы имеют на 30% более высокую удельную емкость по сравнению с NiCd  (т. е при одинаковом весе имеют на 30% большую емкость).

В авторизованном сервисном центре DeWALT (г.Киев) выполняют тестирование и восстановление (снятие эффекта памяти) для любых NiCd и NiMH аккумуляторов DeWALT. Однако необходимо понимать, что восстановление аккумуляторов производится путем выполнения от 5 до 10 циклов заряда/разряда по определенной программе, что в свою очередь сокращает срок службы аккумулятора.

   Li-Ion. Здесь ситуация несколько сложнее, т.к. производителями используется разный химический состав для элементов аккумуляторных батарей, наиболее распространенные LiNiO2, LiMn2O4, LiFePo4 и др. Соответственно и эксплуатационные свойства этих литий-ионных аккумуляторов будут разные.  У всех типов Li-Ion аккумуляторов (вне зависимости от химического состава элементов) отсутствует эффект памяти. Имеют удельную емкость приблизительно в 2 раза больше по сравнению с  NiCd и NiMH (т.е. в 2 раза меньший вес при одинаковой емкости). Стоимость в 1,5-2 раза выше, по сравнению с NiCd и NiMH). К недостаткам LiNiO2 и LiMn2O4  следует отнести нагрев аккумуляторной батареи при зарядке и во время работы. Нагрев вызван высоким удельным сопротивлением элементов аккумулятора. Поэтому эти подвиды литий-ионных аккумуляторов, как правило, не герметичны и имеют вентиляционные отверстия для принудительного охлаждения при зарядке.
   Этого недостатка лишены нанофосфатные аккумуляторы (LiFePo4 "Nano_Phosphat"), которые выпускает компания A123Systems (США). Данная запатентованная технология  является эксклюзивной разработкой Массачусетского технологического института и подразумевает под собой использование принципиально новой формулы Li-Ion соединения "Nano Phosphate", которая обеспечивает более высокий уровень мощности, надежности и срок службы по сравнению с остальными литиевыми технологиями. Такого типа литий-ионные аккумуляторы для профессионального электроинструмента используются только компанией DeWALT. Компания DeWALT гарантирует, что после 2000 полных циклов заряд/разряд емкость батареи снизится по сравнению с номинальной не более чем на 25%. Аналогичные элементы аккумуляторов производства A123Systems применяются в аккумуляторных батареях электромобилей и рассчитаны на многолетнюю работу при больших потреблениях тока (десятки ампер), в то время как LiNiO2 и LiMn2O4 аккумуляторы изначально рассчитаны на слаботочное потребление (мобильные телефоны, ноутбуки и т.п.). Поэтому нано-фосфатные Li-Ion батареи DeWALT полностью герметичны, не нагреваются в процессе работы и зарядки, не требуют принудительного охлаждения во время работы или зарядки, защищены от глубокого саморазряда, не имеют саморазряда и полностью сохраняют свою работоспособность при отрицательных температурах до минус 20°С. Сегодня компания DeWALT выпускает аккумуляторный инструмент с питанием от Li-Ion нано-фосфатных аккумуляторов напряжением 14,4В, 18,0В, 28,0В и 36,0В.
   Есть еще один нюанс Li-Ion аккумуляторов, о котором должен знать потребитель. Есть полноценные аккумуляторы (емкость 2 Ач и выше) и литий-ионные аккумуляторы Compact (емкость 1,1-1,5 Ач). Аккумуляторы Compact в два раза легче и дешевле обычных, но их срок службы вдвое меньше по сравнению с Li-Ion аккумуляторами емкостью 2 Ач и выше. Ориентировочные количества циклов разных типов литий-ионных аккумуляторов:
- Li-Ion (LiMn2O4) - 400…500 циклов (Compact - 200 циклов);
- Li-Ion (LiNiO2) - 900…1000 циклов (Compact - 400 циклов);
- Li-Ion (LiFePo4 "Nano_Phosphat") - не менее 2000 циклов (Compact - 800 циклов). Используются только в аккумуляторных инструментах DeWALT.

Продолжительность работы

    Для того чтобы пользователь сам мог оценить время непрерывной работы инструмента, копания DeWALT для аккумуляторных инструментов указывает их мощность. Зная емкость и напряжение аккумулятора несложно рассчитать время непрерывной работы инструмента с одной зарядки аккумулятора. Для примера возьмем один из самых простых шуруповертов компании DeWALT - модель DC740KB (190Вт, 12В, 2Ач). Получимвремя непрерывной работы около 8 минут. Мало? Но учтите, что при реальной работе (например, сборка мебели) продолжительность включения инструмента не превышает 10-15%. С учетом продолжительности включения при работе Вы получите 50-75 минут работы с одной зарядки аккумулятора. Исходя из такого рода расчетов, инструмент комплектуется двумя аккумуляторами и 1-часовым зарядным устройством. Более мощный инструмент комплектуется аккумуляторами большей емкости (2,5-3,0Ач) и 30-минутным зарядным устройством.
   Если сравнивать выходную мощность сетевого и аккумуляторного инструмента, то только 36В аккумуляторный инструмент аналогичен по мощности сетевому. Мощность аккумуляторных 18 В дрелей/шуруповертов сопоставима с мощностью сетевых дрелей. У остальных 12В и 18В инструментов мощность меньше, чем сетевых. Объяснение простое. Для достижения потребляемой мощности 1000Вт (мощность среднего класса сетевой "болгарки" под диск 125мм) при напряжении 12В потребляемый ток должен быть около 85 ампер. При емкости аккумулятора в 3Ач его хватит приблизительно на 2 минуты непрерывной работы. Во-первых, такой большой силы тока не выдержит аккумулятор, во-вторых, такая продолжительность работы инструмента с одной зарядки аккумулятора вряд ли устроит потребителя.

Стоимость аккумуляторного инструмента и аккумуляторов

    Любой разработчик и производитель профессионального аккумуляторного инструмента не разрабатывает и не производит аккумуляторы. Аккумуляторы изготавливаются из аккумуляторных элементов, разработанных и произведенных специализированными компаниями (Sanyo, Sony, Panasonic, A123 Systems, Samsung, Emoil и др.). Производитель инструмента ограничивается тем, что подбирает производителя аккумуляторов под свой инструмент. Т.е. для производителя инструмента аккумулятор является покупным изделием. Именно поэтому стоимость 2-х отдельных аккумуляторов может составлять 70-90% от стоимости инструмента с 2-мя такими же аккумуляторами,  зарядным устройством и чемоданом. Потребителю при необходимости замены старых аккумуляторов желательно оценить, что лучше: приобрести два новых аккумулятора или новый комплект инструмента.
    При выборе инструмента для работы сначала реально оцените область его применения и продолжительность включения при работе. Если работы не тяжелые и продолжительность включения невелика, то Вам вполне подойдет более простой инструмент с невысокими характеристиками и аккумуляторами небольшой емкости. При очень нагруженных работах такого рода инструмент не подойдет. Выбирайте инструмент с высокими характеристиками и аккумулятором большой емкости - это именно то, что нужно для интенсивных нагруженных работ. Также поинтересуйтесь у продавца, можете ли вы установить в приобретаемый инструмент другие аккумуляторы по емкости и химическому составу, выпускаемыми под торговой маркой того же производителя инструмента. Если ответ отрицательный, то при приобретении другого инструмента этого же производителя и вольтажа у Вас окажутся не взаимозаменяемые аккумуляторы.

Виктор Семенюк
менеджер DeWALT
Представительства "Black&Decker GmbH" в Украине