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淺談鎳氫電池在電動航模中的應用

2009年11月05日 17:31 ttokpm.com 作者:未知 用戶評論(0
淺談鎳氫電池在電動航模中的應用

????近年來隨著航?;顒拥纳钊肫占?,模型飛機對動力的要求越來越高。由于電動模型飛機起動方便,又無污染,易操作,越來越受到航模愛好者的青睞,并且有不少項目已列入國際比賽。而世界四大熱點電地產品之一的鎳氫電池以其自身獨特的優(yōu)點成為模型飛機動力的主要選擇。??

鎳氫電池的特點?

鎳氫電池是在研究氫能源的基礎上發(fā)展起來的一種新型能源。它的負極采用了新型材料,和鎳鎘電池相比具有以下優(yōu)點:??

1,比能量高
同一型號鎳氫電池的容量比鎳鎘電池的容量高1.5-2倍,如AA型鎳鎘電池的容量一般為800毫安·時,而鎳氫電池可達到1000-1500毫安·時。??

2,無記憶效應
所謂記憶效應是指鎳鎘電池部分放電時,好象“記著”以前沒有放完的電;當電池達到該放電點時,電壓永久性下降;而電池內殘存的容量隨充電次數(shù)的增加使實際可利用的電量逐漸減少,從而使電器無法正常工作。鎳氫電池沒有記憶效應,每次使用后,不論有天殘余電量不用放電均可直接充電。??

3,無污染
由于鎳氫電池不含鎘、鉛、汞等金屬,因此不產生鋼污染,對人體、環(huán)境均無害,被譽為“綠色電池”。??

4,快速充放電
因內部獨特的優(yōu)點,鎳氫電池本身具有優(yōu)良的大電流沖放電性能,循環(huán)壽命可達到510次以上。??

5,工作電壓
該電池的工作電壓在1.2-1.3V之間,與鎳鎘電池相同,不需要改變原來的電器設計,就可替代鎳鎘電池。??

因此,鎳氫電池不僅可廣泛應用于電子設備、儀器儀表、電動工具、助動車及通訊設備,而且對于電動模型飛機而言,更可謂性能優(yōu)越。目前的鎳氫電池主要有A、AA、AAA、SC等型號。??

電動模型飛機對電池的性能買來?目前的電動模型飛機采用的電動機都是直流永磁電機。它的轉速高,空載轉速在10000轉/分鐘以上,工作電流大。文中圖?1是這種電機的典型?I-Q特性曲線。從I-Q曲線可以看出,隨著Q值逐漸增大,I直線上升,因此,對電池性能的要求也十分嚴格,主要表現(xiàn)在以下幾點:??

1.功率密度要大,即瞬時放電性能要好。
在輸出電壓沒有明顯下降的條件下,供出的電流越大起理想,這就要求電池的內阻要特別小。圖2為電池供電電路等效電路圖。從圖中可看出:?門)電動機工作電流?l=?E/r+?Zn不僅受其阻抗制約,而且和電池內阻r有密切關系。部分電功率將被內阻r消耗轉化成熱量,從而引起電池內部發(fā)熱。?(2)電機工作電壓地。E-Ir,將下降Ir。當要求輸出電流較大時(例如國產540類電機內阻一般在0.5歐姆左右,而AA型鎳氫電池內阻一般在10多毫歐到30毫歐之間)電池內阻將不可忽略。對于電動模型飛機來說,一定要盡量選用內阻小的電池,以利于提高急放電性能。??

2.能量密度要高。
所謂能量密度是指單位質量電池的容量,用毫安·時/克或安·時/公斤表示;它是衡量電池的一個重要參數(shù),同樣重量的電池容量越大越好。對于航模飛機來說,雖采用相同重量的動力,但功率卻明顯加大;反過來說,能達到同樣大的功率,卻減輕了模型飛機的重量,大大提高了功率比和飛行效果。??

3.大電流充電能力要好。
對于航模愛好者來說,放飛環(huán)境往往是在野外,其設備和時間都十分有限,這就要求能在短時間內給電池補充電量,也就是我們所說的急充電能力。由于鎳氫電他無記憶效應,不象鎳錫電池那樣需要“放凈充足”,因此可在放飛一個周期后,不用放電即可進行IC電流充電,以補充電量。此外,還應具有良好的過充和過放電能力,自放電要小。在組合電池組中每節(jié)電池的容量、內阻、自放電、溫升等性能要嚴格一致,從而達到最佳效果。??

國內鎳氫電池現(xiàn)狀?
目前,世界上鎳氫電池的生產主要由日本壟斷。我國從叨年代初開始生產,1996年總產量約為3000萬只,和國外產品相比容量低,ICll%DOD循環(huán)充放電達不到500次,產品均勻率差,不利于組合,價格較高。但從1997年以來,國內部分廠家生產的鎳氫電地質量大有提高,如濟寧博大稀土公司、珠海太一電池公司采用王紀三教授發(fā)明的“像滲電極技術”生產的鎳氫電池,在電動模型飛機的放飛試驗中,效果比較理想。試驗時所用的機型為經改裝的P3A加進口?05號電動機。螺旋槳為D180、H120型,起飛質量為1000克,電池組電壓為7.ZV。從測試數(shù)據(jù)看,AA型電池的容量達到了1400-1500毫安·時,內阻平均為15-18安·毫歐,自放電小于15%,重量25克,成本降低了30%,售價和鎳鋼電池基本接近。這對航模愛好者來說可算得上是一個好消息,還可為替代鎳鋼電池奠定良好的基礎。??

鎳氫電池的使用與維護
?1.目前鎳氫電池常用的充電方式主要有三種,快充、標推充、慢充。充電電流及充電時間可參考下表:?

表中C為電池標稱容量毫安·時;I為充電電流毫安;T為充電時間小時。?充電制式一般有恒流、恒壓、脈沖波充電。目前市售大多數(shù)為整流十限流元件方式的鎳幅簡易充電器。建議自制一臺業(yè)D毫安可調恒流源,用于鎳氫電池充電。根據(jù)電流選擇大小,充電時間按T=?1.4-1.5)C/I計算。另外,無特殊情況一般不采用IC以上電流急充電,以防止電池內壓過快增大,造成漏液,損壞電池。??

2,鎳氫電池自放電能力較大,不使用時應先把電放掉以后儲存,并且要每半年進行標準充放電一次。??

3.正常情況下,電池充放電次數(shù)達500次以上,隨充放電次數(shù)的增加,容量會下降,內阻增大,使用一年后要進行容量檢查,以免造成過充過放。?

4.長期不用應將電池取出保存。

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