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航模动力聚合物锂离子电池

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发表于 2018-4-26 11:56:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
航模动力电池 - 航模电池分类
  充电电池的种类比较多,但是用于航模之上要求能量密度大,重量轻,放电电流大,目前主要使用镍铬电池、镍氢电池和锂离子电池。充电电池的内阻低,使用时谨防短路,否则可能引起烫伤、火灾。

  镍铬电池(Ni-Cd)的主要特点是优异的大电流放电性能,满足航模短时间高功率要求。充电电池一个重要的性能指标是放电倍率。所谓放电倍率,就是指电池的最大连续放电电流与其容量C的比值。C代表的是以一安培放电完毕所需小时数。通常在容量C前加一个数字表示。例如某种1800毫安电池的放电倍率为10 C,即表示它的最大连续放电电量为18A,可见放电倍率是衡量电池急放电性能的重要指标。由于生产工艺和结构上的差异,不同品牌电池的放电倍率往往不同。国产镍隔电池一般为6C~12C,进口电池通常要高一些,尤其是模型飞机专用动力电池,往往可达20C左右,优秀的三洋电池甚至高40 C以上。选择电池首先就是选挥高放电倍率的电池。

  但是镍铬电池的能量密度小,并且有记忆效应,废旧电池对环境污染比较大,将很快被淘汰,目前只用于特大电流输出的场合。镍氢电池(NiMH)是一种环保型的充电电池,使用性能和充电方式同镍铬电池一样,标称电压也是1.25伏,但是功率密度更大,目前已经在相当多的场合取代了镍铬电池,只是在大电流放电性能方面尚不及镍铬电池,一般在7C左右。
  镍铬电池和镍氢电池有相同系列的型号,常用的主要有SC型、A型、AA型(5号)、AAA型(7号)等。此外还会有一些特殊型号的电池,它们通常是由标准电池型号规格衍生出来的加长或缩短型号。电池单体(电池芯)有时也直接以电池尺寸为标示,如18650、1848,它们标示的是直径18毫米,长度分别为65毫米和8毫米的单体电池。航模中电机以及接收机都要使用电源,它们的电压一般都在5伏以上,动力组一般都在9~12伏以上,这需要多节电池串联,一般用镍片点焊连接。业余制作可以用用铜片锡焊,不过要注意焊接时间短,避免电池受损。

  
  锂离子聚合物电池(Li-Poly)是今后充电电池发展的方向。它已经广泛的是用在手机等掌上电子产品上面。锂离子聚合物的单体电压高达3.6伏,能量密度大,质量轻,没有记忆效应。但是锂离子电池的充放电要求比较高,也很难做到大电流放电,一般在3C左右,否则非常容易损伤电池。而航模专用的锂离子聚合物电池的放电能力已达10C,同时锂离子聚合物电池的安全性已经不成问题,但需要专门的充放电保护电路保护。锂离子聚合物电池的封装形式非常多,多数为扁的长方体,并且带有每块电池专用的保护电路,在放电电压低于一定时间或放电电流高于一定时间都会自动保护,很多电池保护电路还带有充电保护功能。锂离子聚合物电池在结构上采用铝塑软包装,有别于早期液态电芯的锂离子电池(Li-ion)的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓。
航模动力电池 - 机型与电池的搭配


小拉马 lama 格氏ACE 800mAh 7.4V20C2S1P

  小拉马 lama 格氏ace 800mAh 11.1V 20C 3S1P

  KT版飞机 固定翼 格氏ACE1300mAh 7.4V 25C 2S1P

  KT版飞机 固定翼 格氏ACE1300mAh 11.1V25C 3S1P

  小固定翼飞机 格氏ACE 1550mAh 11.1V 25C 3S1P

  1/16、1/18
格氏ACE 1800mAh 11.1V 25C 3S1P

  450飞机 格氏ACE 2500mAh 11.1V 25C3S1P

  450飞机 格氏ACE 2600mAh 11.1V 25C3S1P

  500飞机 格氏ACE 2500mAh 22.2V 25C6S1P

  500飞机 格氏ACE 2600mAh 22.2V 25C6S1P

  600飞机 格氏ACE 3300mAh 22.2V 25C6S1P

  600飞机 格氏ACE 3800mAh 22.2V 25C6S1P
固定翼 格氏ACE 3300mAh 11.1V 25C 3S1P

  涵道 格氏ACE 3300mAh 14.8V 25C 4S1P

  大涵道 格氏ACE 3800mAh 14.8V 25C 4S1P

  600、700 格氏ACE 5500mAh 22.2V 25C 6S1P

  
航模动力电池 - 使用方法

锂电池日常使用过程中的误区
  对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,
以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。经过抽样调查,可以看出有相当一部分人混淆了两种电池的充电方法。

  超长时间充电和完全用空电量会造成过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷。过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来.这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。
锂电池的前三次充电正确方法和注意事项
  前三次充电的时候完全没有必要进行超常时间充电如12小时来激活电池,充电电路本来就有保护,插上也没用的。

  长时间放置未用,或者频繁即充即用一段时间后,方法就是一次完全的充放电,之后电池就可以即用即充,只有在长时间使用后才需要再次进行再次完全充放电重新校正。

  如果要长之间一块电池不用,建议充电到40%再进行放置,或者看每片电芯的电压,3.75-3.85V是最佳的保存电压,如果长期不使用,最好将电量降下来,以便保护电池。

  最后,锂电池的寿命主要体现在充放电周期上,这个周期是一个绝对概念,上次使用了30%电力,充满电,下次又使用了70%的电力,又充满电,这个刚好是一个充电周期。
航模动力电池 - 充电方式

  锂电池相当容易充电,但充电的安全是最困难。基本的法则是以稳定电流充电(0.2C到0.7C之间,依制造商不同而不等),直到电池达到4.2Vpc (Volts per cell,每颗单体的电压),并且保持4.2V的电压直到充电电流掉到原先充电值的10%。此充电电压峰值(Top Charging voltage)与结束电流(termination current)随电池制造商而有些微的不同。

  但无论如何,一个充电的定时器必须包含安全的设计。

  当电池达到4.2Vpc时,只达到满容量的40到70%,因此充电器不可达到此电压值时便断电,而必须继续充电,直到产生电流降后,再以低电流情况停 止充电。因此,若使用普通充电器即使通过电压表查看到电压升到4.2V,其实电池并未完全充饱,至少有60%以下的容量未被利用。因此一台带有先恒流再恒压充电功能的锂充电器是非常有必要的。

  必须注意的,对于锂电池而言,细慢充电(Trickle Charging)是不适用的。因为锂离子的化学反应无法接受过充(Overcharging),此举必然危害到电池。

  任何锂电池的封装都应有(或必须有)负责安全的电路板,以监测电池的充放电,避免危险的发生。至于此电路板的规定乃由电池单元制造商规定,通常包括:

  ·正负极反置的保护

  ·充电温度:当低于0度与高于45℃时,将无法充电

  ·充电电流不可过高,一般皆低于0.7C

  ·放电保护,以避免电池短路造成的危险

  ·充电电压:内置永久的保险丝,以防止过高的电压施加于电池上

  ·过充保护(Overcharge Protection):当电池单于超过4.3V时便停止充电

  ·过放电保护(Overdischarge Protection):当电池单元低于2.3V时,便停止继续放电(电压值随制造商不同而不同)

  ·当电池曾暴露于超过100℃之环境下,保险丝将断路。


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