Постараюсь описать так что-бы было понятно не разбирающимся в электронике.
1. Необходимо выяснить на каком количестве Li-ion аккумуляторов будет работать шуруповёрт. Смотрим на рабочее напряжение шуруповёрта, указанное на информационной бирке. От этого напряжения будет зависеть количество аккумуляторов питающих инструмент.
8В - 2 Li-ion аккумулятора по 4,2В;
10,8В / 12В / 14В - 3 Li-ion аккумулятора по 4,2В;
14,4В / 16В / 16,8В / 18В - 4 Li-ion аккумулятора по 4,2В;
20В / 21В / 24В - 5 Li-ion аккумулятора по 4,2В.
2. Вскрываем корпус аккумуляторной батареи. В случае когда части корпуса склеены при вскрытии можно использовать резиновую киянку белого цвета. Резкими умеренными ударами по швам с направлением на разъединение этих половинок. Постепенно разрушается место склейки. Резиновая часть киянки будет цепляться за пластиковый корпус аккумуляторной сборки и удар за ударом разрывать место склейки. Мне таким методом удалось разъединить две аккумуляторные сборки в шуруповёрте Makita не повредив корпус, получилось идеально.
3. Приобретаем на Aliexpress плату Bms (балансировочная плата). Для этого в поисковой строке Aliexpress набираем возможные варианты фраз:
3s/4s/5s Bms
Bm3451 bms
Можно здесь купить по цене около 170 рублей на 22.02.24г: https://aliexpress.ru/item/1005001567063556.html?sku_id=12000016616237646 или https://aliexpress.ru/item/1005004977965748.html?sku_id=12000031219266169
Предлагаю опробованное, лучшее решение - это балансировочную плату на специальной микросхеме Bm3451. У некоторых продавцов есть варианты на напряжение 3,2В и 3,7В. Для Li-ion аккумуляторов выбираем модификацию 3,7В. Также предлагается модификация на 3s/4s/5s (цифра указывает количество аккумуляторов в сборке). Выбираем любой вариант, так как плата универсальная и количество аккумуляторов (ячеек - s) легко меняется перемычками на плате.
У меня в трёх шуруповёртах использовалась вот такая плата:
Работает хорошо на трёх, но на четвёртом, 18 вольтовом шуруповёрте, постоянно уходит в защиту, причём иногда без нагрузки - на холостых оборотах. Было подозрение на разброс аккумуляторов, но перепаяв аккумуляторы на балансировочную плату с использованием специальной микросхемы Bm3451, предыдущие проблемы ушли в прошлое. По замерам. Ток покоя у модуля на предыдущем фото (зелёная платка) 41 мкА у модуля на микросхеме Bm3451 составляет 15,5 мкА (плата белого цвета) при питании от напряжения 16,8В на аккумуляторах и без защиты от перегрева.
Описание микросхемы BM3451 взято из технической спецификации (datascheet).
BM3451 - это профессиональная ИС защиты для 3/4/5-элементных аккумуляторных батарей; она обладает высокой степенью интеграции и обычно используется в электроинструментах, электровелосипедах и ИБП.
BM3451 постоянно контролирует напряжение каждого элемента, ток заряда или разряда, температуру окружающей среды, обеспечивая защиту от перезаряда, переразряда, перегрузки по току, короткого замыкания, перегрузки по току заряда, перегрева и т.д. Кроме того, он может изменять время задержки защиты от перезаряда, переразряда и перегрузки по току путем установки внешних конденсаторов.
BM3451 обеспечивает взаимное перераспределения напряжения ("кровоток") для функции баланса емкости элементов, чтобы избежать дисбаланса емкости каждого элемента. Таким образом, батареи могут работать дольше.
Характеристики:
(1) Высокоточное определение напряжения для каждой ячейки
-порог переразряда 3,6~4,6 В точность: ±25 мВ (+25℃) точность: ±40 мВ (от -40℃ до +85℃)
-гистерезис перезаряда 0,1 В точность: ±50 мВ
-порог переразряда 1.6V~3.0V точность: ±80 мВ
-гистерезис переразряда 0В / 0,2В / 0,4В точность: ±100 мВ
(2) Три класса напряжения обнаружения перегрузки по току разряда
-перегрузка по току разряда 1 0,025 В ~ 0,30 В (шаг 50 мВ)
-перегрузка по току разряда 2 0,2 В / 0,3 В / 0,4 В / 0,6 В
-короткое замыкание 0,8 В / 1,2 В
(3) Обнаружение сверхтока заряда
-напряжение обнаружения -0,03 В / -0,05 В / -0,1 В / -0,15 В / -0,2 В
(4) Включение защиты 3/4/5 ячеек
(5) Установка времени задержки выхода
-Задержка защиты от переразряда, переразряда, перегрузки по току 1 и перегрузки по току 2 время может быть установлено с помощью внешних конденсаторов
(6) Поддерживает внешнее кровотечение для баланса
(7) Управление состоянием заряда или разряда с помощью внешних сигналов
(8) Максимальное выходное напряжение CO / DO: 12 В
(9) Защита от перегрева
(10) Защита от разрыва провода
(11) Низкое энергопотребление
-режим работы（с защитой от перегрева） 25 мкА обычно
-режим работы（без защиты от перегрева） 15 мкА обычно
-спящий режим 6 мкА
Схема установки перемычек в зависимости от количества используемых для питания шуруповёрта аккумуляторов приведена на схеме ниже:
Standart chart - стандартная схема на 3 / 4 / 5 аккумулятора;
Hanging - пусто, нет перемычки;
OR resistence / Short - перемычка или резистор в smd исполнении величиной 0 Ом.
Схема подключения балансного модуля на микросхеме BM3451:
Зарядное для зарядки шуруповёрта можно приобрести готовое на Алиэкспресс в зависимости от количества аккумуляторов выбрать:
3 аккумулятора - зарядное на 4,2*3=12,6В
4 аккумулятора - зарядное на 4,2*4=16,8В
4 аккумуляторов - зарядное на 4,2*5=21В
Причём зарядное должно быть снабжено функцией автоматического отключения по достижении напряжения на аккумуляторе.
При желании можно задействовать температурный контроль аккумуляторов. Для этого на обратной стороне платы есть контакты отмеченные NTC. В качестве термодатчика используется терморезистор на 10 кОм NTC-MF52-103/3435 10K
Термосопротивление приклеивается специальным термогерметиком на корпус к одному из аккумуляторов а выводы припаиваются к контактам на плате отмеченным NTC. Я ещё его не припаял, жду доставку с Алиэкспресс.
Перегрев (взято из технической спецификации (datascheet)):
Обычно аккумуляторы необходимо предотвращать от перегрева при зарядке и разрядке. Микросхема BM3451 имеет такую защиту от перегрева. Резистор термостата, подключенный к площадке NTC, используется для измерения температуры батареи, а резистор, подключенный к площадке TRH, используется для установки эталона защиты от перегрева.
Во время зарядки, когда температура превышает 55℃, MOSFET управления зарядом будет выключен и прекратит зарядку. Когда температура аккумулятора упадет до 50℃, MOSFET управления зарядом снова включится. Во время разрядки, когда температура превышает 75℃, MOSFET управления разрядкой выключается и прекращает разрядку, в то же время MOSFET управления зарядом также выключается и прекращает зарядку. Когда температура блока опускается до 60℃, MOSFET управления зарядом и разрядом снова включается.
Аккумуляторы необходимо использовать высокотоковые. Ток холостого хода шуруповёрта на 18В составил 5А при напряжении на аккумуляторах 16,8В в выключенном состоянии шуруповёрта.