????近年來(lái)隨著航模活動(dòng)的深入普及,模型飛機(jī)對(duì)動(dòng)力的要求越來(lái)越高。由于電動(dòng)模型飛機(jī)起動(dòng)方便,又無(wú)污染,易操作,越來(lái)越受到航模愛(ài)好者的青睞,并且有不少項(xiàng)目已列入國(guó)際比賽。而世界四大熱點(diǎn)電地產(chǎn)品之一的鎳氫電池以其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為模型飛機(jī)動(dòng)力的主要選擇。??
鎳氫電池的特點(diǎn)?
鎳氫電池是在研究氫能源的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型能源。它的負(fù)極采用了新型材料,和鎳鎘電池相比具有以下優(yōu)點(diǎn):??
1,比能量高
同一型號(hào)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(shí),而鎳氫電池可達(dá)到1000-1500毫安·時(shí)。??
2,無(wú)記憶效應(yīng)
所謂記憶效應(yīng)是指鎳鎘電池部分放電時(shí),好象“記著”以前沒(méi)有放完的電;當(dāng)電池達(dá)到該放電點(diǎn)時(shí),電壓永久性下降;而電池內(nèi)殘存的容量隨充電次數(shù)的增加使實(shí)際可利用的電量逐漸減少,從而使電器無(wú)法正常工作。鎳氫電池沒(méi)有記憶效應(yīng),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(wú)污染
由于鎳氫電池不含鎘、鉛、汞等金屬,因此不產(chǎn)生鋼污染,對(duì)人體、環(huán)境均無(wú)害,被譽(yù)為“綠色電池”。??
4,快速充放電
因內(nèi)部獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),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(dá)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?cè)瓉?lái)的電器設(shè)計(jì),就可替代鎳鎘電池。??
因此,鎳氫電池不僅可廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、儀器儀表、電動(dòng)工具、助動(dòng)車及通訊設(shè)備,而且對(duì)于電動(dòng)模型飛機(jī)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(hào)。??
電動(dòng)模型飛機(jī)對(duì)電池的性能買來(lái)?目前的電動(dòng)模型飛機(jī)采用的電動(dòng)機(jī)都是直流永磁電機(jī)。它的轉(zhuǎn)速高,空載轉(zhuǎn)速在10000轉(zhuǎn)/分鐘以上,工作電流大。文中圖?1是這種電機(jī)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(duì)電池性能的要求也十分嚴(yán)格,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):??
1.功率密度要大,即瞬時(shí)放電性能要好。
在輸出電壓沒(méi)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(nèi)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(mén))電動(dòng)機(jī)工作電流?l=?E/r+?Zn不僅受其阻抗制約,而且和電池內(nèi)阻r有密切關(guān)系。部分電功率將被內(nèi)阻r消耗轉(zhuǎn)化成熱量,從而引起電池內(nèi)部發(fā)熱。?(2)電機(jī)工作電壓地。E-Ir,將下降Ir。當(dāng)要求輸出電流較大時(shí)(例如國(guó)產(chǎn)540類電機(jī)內(nèi)阻一般在0.5歐姆左右,而AA型鎳氫電池內(nèi)阻一般在10多毫歐到30毫歐之間)電池內(nèi)阻將不可忽略。對(duì)于電動(dòng)模型飛機(jī)來(lái)說(shuō),一定要盡量選用內(nèi)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(zhì)量電池的容量,用毫安·時(shí)/克或安·時(shí)/公斤表示;它是衡量電池的一個(gè)重要參數(shù),同樣重量的電池容量越大越好。對(duì)于航模飛機(jī)來(lái)說(shuō),雖采用相同重量的動(dòng)力,但功率卻明顯加大;反過(guò)來(lái)說(shuō),能達(dá)到同樣大的功率,卻減輕了模型飛機(jī)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(duì)于航模愛(ài)好者來(lái)說(shuō),放飛環(huán)境往往是在野外,其設(shè)備和時(shí)間都十分有限,這就要求能在短時(shí)間內(nèi)給電池補(bǔ)充電量,也就是我們所說(shuō)的急充電能力。由于鎳氫電他無(wú)記憶效應(yīng),不象鎳錫電池那樣需要“放凈充足”,因此可在放飛一個(gè)周期后,不用放電即可進(jìn)行IC電流充電,以補(bǔ)充電量。此外,還應(yīng)具有良好的過(guò)充和過(guò)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(nèi)阻、自放電、溫升等性能要嚴(yán)格一致,從而達(dá)到最佳效果。??
國(guó)內(nèi)鎳氫電池現(xiàn)狀?
目前,世界上鎳氫電池的生產(chǎn)主要由日本壟斷。我國(guó)從叨年代初開(kāi)始生產(chǎn),1996年總產(chǎn)量約為3000萬(wàn)只,和國(guó)外產(chǎn)品相比容量低,ICll%DOD循環(huán)充放電達(dá)不到500次,產(chǎn)品均勻率差,不利于組合,價(jià)格較高。但從1997年以來(lái),國(guó)內(nèi)部分廠家生產(chǎn)的鎳氫電地質(zhì)量大有提高,如濟(jì)寧博大稀土公司、珠海太一電池公司采用王紀(jì)三教授發(fā)明的“像滲電極技術(shù)”生產(chǎn)的鎳氫電池,在電動(dòng)模型飛機(jī)的放飛試驗(yàn)中,效果比較理想。試驗(yàn)時(shí)所用的機(jī)型為經(jīng)改裝的P3A加進(jìn)口?05號(hào)電動(dòng)機(jī)。螺旋槳為D180、H120型,起飛質(zhì)量為1000克,電池組電壓為7.ZV。從測(cè)試數(shù)據(jù)看,AA型電池的容量達(dá)到了1400-1500毫安·時(shí),內(nèi)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(jià)和鎳鋼電池基本接近。這對(duì)航模愛(ài)好者來(lái)說(shuō)可算得上是一個(gè)好消息,還可為替代鎳鋼電池奠定良好的基礎(chǔ)。??
鎳氫電池的使用與維護(hù)
?1.目前鎳氫電池常用的充電方式主要有三種,快充、標(biāo)推充、慢充。充電電流及充電時(shí)間可參考下表:?
表中C為電池標(biāo)稱容量毫安·時(shí);I為充電電流毫安;T為充電時(shí)間小時(shí)。?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(jiǎn)易充電器。建議自制一臺(tái)業(yè)D毫安可調(diào)恒流源,用于鎳氫電池充電。根據(jù)電流選擇大小,充電時(shí)間按T=?1.4-1.5)C/I計(jì)算。另外,無(wú)特殊情況一般不采用IC以上電流急充電,以防止電池內(nèi)壓過(guò)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(shí)應(yīng)先把電放掉以后儲(chǔ)存,并且要每半年進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充放電一次。??
3.正常情況下,電池充放電次數(shù)達(dá)500次以上,隨充放電次數(shù)的增加,容量會(huì)下降,內(nèi)阻增大,使用一年后要進(jìn)行容量檢查,以免造成過(guò)充過(guò)放。?
4.長(zhǎng)期不用應(yīng)將電池取出保存。