浅谈镍氢电池在电动航模中的应用

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来源: From 浏览次数: 发布日期: 2004-08-12 00:00:00

浅谈镍氢电池在电动航模中的应用

近年来随着航模活动的深入普及，模型飞机对动力的要求越来越高。由于电动模型飞机起动方便，又无污染，易操作，越来越受到航模爱好者的青睐，并且有不少项目已列入国际比赛。而世界四大热点电地产品之一的镍氢电池以其自身独特的优点成为模型飞机动力的主要选择。

镍氢电池的特点镍氢电池是在研究氢能源的基础上发展起来的一种新型能源。它的负极采用了新型材料，和镍镉电池相比具有以下优点：

比能量高同一型号镍氢电池的容量比镍钢电池的容量高1．5－2倍，如AA型镍钢电池的容量一般为ap－800毫安·时，而镍氢电池可达到1000－1500毫安·时。

无记忆效应所谓记忆效应是指镍钢电池部分放电时，好象“记着”以前没有放完的电；当电池达到该放电点时，电压永久性下降；而电池内残存的容量随充电次数的增加使实际可利用的电量逐渐减少，从而使电器无法正常工作。镍氢电池没有记忆效应，每次使用后，不论有天残余电量不用放电均可直接充电。

无污染由于镍氢电池不含镉、铅、汞等金属，因此不产生钢污染，对人体、环境均无害，被誉为“绿色电池”。

快速充放电因内部独特的优点，镍氢电池本身具有优良的大电流冲放电性能，循环寿命可达到510次以上。

工作电压该电池的工作电压在1．2－1．3V之间，与镍福电池相同，不需要改变原来的电器设计，就可替代镍镉电池。

因此，镍氢电池不仅可广泛应用于电子设备、仪器仪表、电动工具、助动车及通讯设备，而且对于电动模型飞机而言，更可谓性能优越。目前的镍氢电池主要有A、AA、AAA、SC等型号。

电动模型飞机对电池的性能买来目前的电动模型飞机采用的电动机都是直流永磁电机。它的转速高，空载转速在10000转／分钟以上，工作电流大。文中图 1是这种电机的典型 I－Q特性曲线。从I－Q曲线可以看出，随着Q值逐渐增大，I直线上升，因此，对电池性能的要求也十分严格，主要表现在以下几点：

1．功率密度要大，即瞬时放电性能要好。在输出电压没有明显下降的条件下，供出的电流越大起理想，这就要求电池的内阻要特别小。图2为电池供电电路等效电路图。从图中可看出：门）电动机工作电流 l= E／r＋ Zn不仅受其阻抗制约，而且和电池内阻r有密切关系。部分电功率将被内阻r消耗转化成热量，从而引起电池内部发热。（2）电机工作电压地。E－Ir，将下降Ir。当要求输出电流较大时（例如国产540类电机内阻一般在0．5欧姆左右，而AA型镍氢电池内阻一般在10多毫欧到30毫欧之间）电池内阻将不可忽略。对于电动模型飞机来说，一定要尽量选用内阻小的电池，以利于提高急放电性能。

2．能量密度要高。所谓能量密度是指单位质量电池的容量，用毫安·时／克或安·时／公斤表示；它是衡量电池的一个重要参数，同样重量的电池容量越大越好。对于航模飞机来说，虽采用相同重量的动力，但功率却明显加大；反过来说，能达到同样大的功率，却减轻了模型飞机的重量，大大提高了功率比和飞行效果。

3．大电流充电能力要好。对于航模爱好者来说，放飞环境往往是在野外，其设备和时间都十分有限，这就要求能在短时间内给电池补充电量，也就是我们所说的急充电能力。由于镍氢电他无记忆效应，不象镍锡电池那样需要“放净充足”，因此可在放飞一个周期后，不用放电即可进行IC电流充电，以补充电量。此外，还应具有良好的过充和过放电能力，自放电要小。在组合电池组中每节电池的容量、内阻、自放电、温升等性能要严格一致，从而达到最佳效果。

国内镍氢电池现状目前，世界上镍氢电池的生产主要由日本垄断。我国从叨年代初开始生产，1996年总产量约为3000万只，和国外产品相比容量低，ICll％DOD循环充放电达不到500次，产品均匀率差，不利于组合，价格较高。但从1997年以来，国内部分厂家生产的镍氢电地质量大有提高，如济宁博大稀土公司、珠海太一电池公司采用王纪三教授发明的“像渗电极技术”生产的镍氢电池，在电动模型飞机的放飞试验中，效果比较理想。试验时所用的机型为经改装的P3A加进口 05号电动机。螺旋桨为D180、H120型，起飞质量为1000克，电池组电压为7．ZV。从测试数据看，AA型电池的容量达到了1400－1500毫安·时，内阻平均为15－18安·毫欧，自放电小于15％，重量25克，成本降低了30％，售价和镍钢电池基本接近。这对航模爱好者来说可算得上是一个好消息，还可为替代镍钢电池奠定良好的基础。

镍氢电池的使用与维护 1．目前镍氢电池常用的充电方式主要有三种，快充、标推充、慢充。充电电流及充电时间可参考下表：

表中C为电池标称容量毫安·时；I为充电电流毫安；T为充电时间小时。充电制式一般有恒流、恒压、脉冲波充电。目前市售大多数为整流十限流元件方式的镍幅简易充电器。建议自制一台业D毫安可调恒流源，用于镍氢电池充电。根据电流选择大小，充电时间按T= 1．4－1．5）C/I计算。另外，无特殊情况一般不采用IC以上电流急充电，以防止电池内压过快增大，造成漏液，损坏电池。

2镍氢电池自放电能力较大，不使用时应先把电放掉以后储存，并且要每半年进行标准充放电一次。

3．正常情况下，电池充放电次数达500次以上，随充放电次数的增加，容量会下降，内阻增大，使用一年后要进行容量检查，以免造成过充过放。 4．长期不用应将电池取出保存。