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2021年6月27日 星期日

不准動,這是搶劫! - 外拍燈電筒燈電池維修與改善w

老虎哥想寫一些這篇想很久了,中文討論專業燈光的文章真的太少,這邊投石引玉,希望大家能多多分享。

電筒電池老化或掛掉,基本上攝影師/燈光師/出租/影棚業者通常就給製造商代理商宰殺。當然,預算夠的話,跟原廠買全新電池包是最安全最有保障的,在這邊是提供另外一種解決方案,沒有誰對誰錯的問題。

                             

所謂隔行如隔山,其實在某些領域中,翻新/改裝/升級電池是很常見的行為,但是在外拍電筒燈(攜帶電池單燈也可以參考)領域裡面,這樣做的人不多,在中文的文章或影片我自己是沒看過,英文的文章也只有極少數,敘述也不很完整。這篇文章主要還是解釋安規與細節,仔細解釋開工前該有的認知,技術重點等等,技術難度不高,可能比手機或汽車換電池還簡單,重點還是回歸如何確保安全無慮而且確保裝備的完整與可靠。

這篇文章範例有限,畢竟這些器材都不便宜,接觸的樣本也不多,翻新電池包的概念大同小異,但是電池芯的眉眉角角很多,可能沒辦法一一提到,施工者必須注意每個細節。
開始前,必須知道的是:外拍燈是一種工具,類似電鑽與工程機具,對原裝電路做任何修改都必須具備一定程度的認知,包含:外拍燈有時有飛行需求,更換的電池必須符合安規,施工過程也必須注重電氣絕緣與安規。

如果你不知道你自己在幹什麼的,不建議動手!!!不清楚副作用的改裝不建議!!!很重要所以下了三個驚嘆號!!!

我在網路上見過熱心的網友分享他手焊更換Profoto B1外拍單燈的鋰三元電池,但是這位朋友可能不知道(或是覺得自用沒差)。
鋰電池單元的接點必須使用高周波熔接,電池上面的接點用錫焊,表面處理不容易,鋰電池單元用錫焊容易空焊與高溫造成電池內部過熱而出現物理性損壞,在模擬燈一直操作或是連續大功率閃光的狀態,那黏住冷焊焊點的助焊劑融化,焊點鬆脫可能造成短路走火與鋰電池燃燒毒氣的問題,特別是燈類電池都有一定容量,出問題時可不是小火花那麼簡單的。
這些東西如果使用在自己私人場所都有可能造成鄰居或是同事處於險境,何況這器材如果在空運的過程中可能造成空中災難,道德問題外,飛安法規的刑罰也是非常嚴重的,所以,任何施工都必須審慎考慮安規問題。

拆裝高周波粘接的電池包塑膠外殼要點:這類電池包通常是有幾個高周波熔接的隱藏點,與幾個隱藏卡榫交替固定上蓋,可以上網看看有沒有分解過的圖片,仔細看圖片,會有幾個已經被折白的塑膠點,那邊就是拆解時被破壞的高周波熔接點,記住它們的位置,在你的電池包上用薄一字起子或是吉他匹克等等東西去撬開高周波熔接點,熔接點依序解除後,再把隱藏卡楯一一挖開,組合回去時,在原本熔接的地方點上一點點很熱的熱融膠,然後用力壓回去,這樣原本隱藏卡楯與熱融膠一起固定就很牢靠了,下次要再拆也不會很痛苦。


話題回到專業燈的電池,Profoto算是比較早導入鋰電池的公司,Broncolor/Elinchrom則是使用鉛酸電池到這幾年才開始陸續導入鋰電池。這類燈具與電池多半很耐用,到面臨電池問題的裝備大多有點年紀了。所以,在拆開後,我們主要必須考慮的是要用怎樣的電池來替換原本的電池芯?

所需知識:基本接線和電子知識、物理常識

今天的示範對象是Elinchrom Ranger RX與Broncolor A2R,這兩個經典瑞士製造的外拍電筒燈。這些東西許多攝影師去外景拍攝時都會帶上好夥伴。它們的電池不便宜,然而拆開來看,裡面就是AGM SLA固態鉛酸電池,到這不可掉以輕心,當你用電池型號去搜尋後就會發現,那不是一般的鉛酸電池,它們有以下規範:
  1. 航空運輸安全認證UN38.3,這是一種安規認證,確保電池被摔等等狀況下不會有爆炸或是噴發毒氣之類的狀況。
  2. SLA電池(Seal Lead Acid)全密閉鉛酸電池,這樣的電池跟一般的半密閉免保養電池不同,它可以用各種角度擺放不怕漏液,這類電池多半的電解液是濃稠的。
  3. AGM電池(Absorbent-Glass-Mat)用玻璃纖維吸收電解液後塞在極板間,這類電池了更安全,還可以承受更深度的放電與大電流放電。
普通的鉛酸電池甚至白牌鋰電池可以裝沒錯,但是如果運送過程中爆炸或是漏液怎麼辦?你確定電筒在高速回電模式下,那些便宜電池禁得起瞬間大電流抽取不會過熱出問題?
所以,我建議在更換電池時,務必使用工廠本身就有通過ISO等認證的電池廠(例如Panasonic),如果要用鋰鐵電池去替換時,必須確定這個電池符合以下:
  1. 設計時就是用作替歡鉛酸電池的鋰電池
  2. 這個電池可以接受通用型充電器充電
  3. 符合各種安規
  4. 過載,過熱,過放電保護
  5. 規格相同於原本電池,電壓必須一樣,電流可以大沒關係,儲電量可以大沒關係
  6. BMS(電池控制系統)性能良好,這點很難確認,只能選擇有口碑的公司產品以避免踩雷
而目前市面上的鋰電池替換品應該是沒有一家可以通過航空安規,替換後就不建議讓電筒上飛機了。
拆開看這些早期的電池包,你會發現到,它們很好拆,似乎設計來就是讓用戶可以自行更換電池。當然,比較新型的電池包就變成高周波溶接,越來越難拆解,其中有商業考量也有安全考量,在這不討論背景故事,只討論怎麼處理。對於密封的電池包,怎麼拆上面已經講了。現在,除非你有電學與安規知識之外,老虎哥不建議自己拆,拿去給專業的電池銷售維修公司,他們有各種規格的電池甚至比原更高規格的電池芯,他們知道哪些電池是可靠安全的,他們很有經驗能挖開電池外殼,並且可以幫你用高周波焊接電池,送去時,務必交代內部電池單元必須固定良好,並且使用符合安規的電池單元,排氣孔不可堵塞,拆卸時保持外殼完整,外殼組裝回去時不可用瞬間膠黏死,部分電池店會做這種行為,可能導致電池萬一出問題時沒辦法順利排氣。

話說關於外拍電筒,儘管它們的重量比棚內電筒輕一點,但攜帶起來仍然負擔很大,尤其是試圖帶著兩個以上走路時!因此,幾年前我在國外維修到類似器材時,開始嘗試使用鋰電池來減輕這類裝有大容量鉛酸電池設備的重量,不過我對於改裝後的電池上飛機這件事非常保留。我早期實曾經實驗過鎳氫電池組,但是鎳氫電池很麻煩,我當時沒看過鎳氫電池的12V模組,變成我需要自己封裝,熱縮膜包好後,還需要另外一塊BMS,使用上有不少限制,例如必須放電放乾淨,不適合邊充邊用等等,最後我放棄使用他們替代鉛酸電池,因為當用鎳氫電池組合到符合原本鉛酸電池的性能時,鎳氫電池輕不了多少重量。

近年來,新一代設計用來替換鉛酸電池的鋰電池電瓶開始商業上市,並且有一些是有規模的公司設計/生產的,正常使用的信賴度是堪用的,它們與鉛酸電池採用完全相同的外殼,BMS的設計可以讓鋰電池在一般情況下相容於鉛酸電池的使用情境,因此可以有條件的考慮更換成鋰電池。
現今市面上的鋰電池,以鋰三元電池,就是各位一般在市面上看到的18650大多是鋰三元電池,以及鋰鐵電池兩種為主,鋰鐵電池與鋰三元電池相比穩定和安全,所以新型外拍電筒的電源都是鋰鐵電池,比較容易符合航空安全法規。
想要減輕重量的人,用鋰電池替代原本的AGM鉛酸電池是你唯一的方案,單個電筒重量上可以減少大約2公斤,對常常搬動的人來說比較輕鬆,再來就是回電速度,在鋰電池BMS啟動過熱保護前,它的回電速度比鉛酸電池快。然而,除了上述優點,不要對鋰電池續航力有太多期待,因為替換鉛酸電池的鋰電池多半容量差不多,只是因為鋰電池的特性使它的電壓壓降比較小,使它的使用時間增加大約20%,幅度不多,然而價格貴上蠻多的,而且再說一次,安規方面必須要慎重思考。

慎重的提醒,各種對電筒電池進行的修改均需自行承擔風險,你會喪失原廠的安全保證(當然,如果你替換的電池安全規格相同,並且不露痕跡的拆裝,我覺得不會有問題)。當然,電池包短路,或如果您弄錯了極性,就會燒毀電筒甚至引起爆炸,漏液與毒氣,請記住這一點。

說了這麼多免責聲明,接下來就是開工了。

首先,您需要有:
  1. 一套多功能起子組,我們至少會需要2.5十字起頭(不要便宜行事,妄想用標準3號起子或是拆小電器氣的1號起子拆電筒上的羅絲,你只會把螺絲槽搞成圓形的,至於連多功能起子組都不知道的,就別搞了,拜託去買原廠的,不要弄個爆炸...)
  2. 高密度泡綿,裝分離冷氣那種,厚1cm的跟2mm這類常用厚度的可以備一些(不一定要有,不過如果你裝進去的電池有縫隙,這會是你的好朋友)
  3. 熱縮套管與高品質的絕緣膠帶(不一定會用到,備著吧)
接下來請看圖片(圖片不齊,而且有些不是我拍的,不會的可以聯絡我,我盡力幫忙)





Broncolor電池包(早期A2R)
反過來有四顆螺絲,拆掉後,連著電池芯順著Broncolor字樣那個方向慢慢推出來,裡面有防脫落的緩衝材,不要硬推,要注意如果端子太緊,先滴幾滴WD40之類的潤滑油,再慢慢拆,推出來不要太暴力,小心整顆電池噴飛桌面,掉到地上砸到你或你家人的腳,或是你的寵物之類的,相信我,那很痛很痛。







住台灣的人,可以考慮台灣RCE的7AH UPS用鋰電池,直接換進去就好,海外的朋友請去Amazon買美國設計的鋰電池,不過安規部分,再次提醒,應該沒廠商可以擔保讓你上飛機,還有,別買白牌,沒把握的話就乖乖用回鉛酸電池。
如果無法取得或是安全問題不想改用鋰電池的人,還有兩個辦法能增加你的續航力:買9AH的電池,尺寸重量都一樣,續航力跟7AH鋰電池差不多。另外一個方法就是買一個後期的12AH版本的電池包。當然,有心什麼問題都可以克服,舊的電池包也可以裝上12AH電池,但是你需要用銑床或至少你要有砂輪機,把底座(鍍鋅鐵板,有橡皮腳那塊,朝上面那個向上折的地方往下磨33mm,然後電池接點那邊需要一點修改往下移,這樣你可以裝一個12AH的電池進去,但是會比較重,而且必須修改接點。

塞進去時要注意,可以抹一點點潤滑油在電池接點上(接點潤滑油,WD40,黃油,凡士林都可以),然後要注意電池接點必須跟原來拆下來那顆同樣高度角度,新電池來的時候,有時候那個腳一高一低或是歪的很常見,硬塞會導致電池包外殼掛掉,要小心。上面要你準備的薄緩沖泡棉可以視情況再組裝時墊一些,以防止公差造成的晃動。

Broncolor到這結束,很簡單就可以換好電池,重點是換進去的電池選擇比較重要。



Elinchrom電池包

上面黑色蓋子四周有一圈螺絲,先把電池反過來扣在桌面或手上,然後把螺絲們拆下來。
拆下來後,慢慢晃電池外殼,因為裡面有緩衝材,所以有時候拆的時候會卡卡的,不要拿一字起子挖,慢慢搖晃,到某個程度電池芯會突然整組脫離,要注意用手接好,不要被砸到腳,如果你是用挖的或是拿起來騰空搖晃,那整組電池掉下來的時候有機會滾到地上,把上蓋摔裂,因為莫非定律,一定會砸到你的腳。





電池掉下來時,裡面會有兩條緩沖泡棉一起掉出來,那是墊在電池正面(正面指的是有端子那面)填補縫隙用的,重複使用應該是沒有問題的,如果擔心的人,可以再多墊一兩塊在那面。
拆開後你會看到側躺的AGM電池,上面有一條紅一條藍線接在上面,記得位置後,新電池就照原樣接回去,注意不要接反(雖然幾乎不可能接反,除非你硬幹),然後注意線上面電池的絕緣塑膠套有沒有裂掉或是已經粉掉脫落,如果有,請套上熱縮套管幫助絕緣,沒有熱縮套管的,就用絕緣膠布纏幾圈。




12AH尺寸的鋰電池不好找,沒把握下還是用AGM電池安全點,畢竟小牌鋰電池的BMS可靠度難以驗證。
                          

接下來一樣把那個塑膠蓋朝桌面放,反向組裝回去,這邊要注意兩個地方:

電池包外殼上有一面是有絕緣材質的,那面是防止電池端子萬一跟金屬外殼接觸時,短路會爆炸,所以裝回去時,有絕緣才那面要跟電池端子對齊。

塞回去時,注意要在電池正面(有端子那面)塞回剛才掉出的緩衝泡綿,那個東西不一定要在原本的位置,就是注意塞回去時,不要讓它被捲到電池最下面,就是兩條平行,一左一右,用手按著,金屬殼慢慢壓回去,注意,它的目的是為了填滿接點那面的空隙,想像一下,你的電筒朝向接點那面傾倒時,電池完全靠那兩條泡棉在支撐,所以務必塞平均,讓電池的重量可以平均受力。

檢查一下電線跟上面接點中間的各個接頭是否牢固?可以就鎖回去打完收工。







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