钜大LARGE | 点击量:12836次 | 2019年03月28日
浅谈航模锂电池
电池是航模的心脏。电机、舵机、接收机都有赖电池的驱动。电池的选型,不仅取决于续航时间。放电电压、电流,储能密度,乃至是外形尺寸,都是需要考虑的因素
首先来谈谈航模电池的基本参数。以上图中2800mAh25C22.2V电池为例。2800mAh,即为该电池最多可以以2800mA的电流放电一小时。但是一般情况下是在破坏性实验中得出的结论,电池由4.20V满电状态放到3.80V大约消耗50%的电量;放到2.75V消耗量达到100%,但放电至此电池基本报废。
市面上的锂电容量在50mAh到10000mAh都有分布。锂电容量直接关系到电池的重量。这里就涉及到续航与减重的平衡问题。
接下来谈一谈电池的放电倍率。25C,指的是以标称电流(即多少毫安时里的毫安数,例中为2800mAh)为单位一,乘上C数即可得出该电池的最大放电电流(例中为2.8A*25=70A)。电池上标注的C数一般留有余量。以该倍率持续放电一般不会出现安全问题,所以被称为持续放电倍率。而另一个参数,峰值放电倍率,指的是电池可以以改倍率短时间(一般不超过10秒)放电。以超过安全放电倍率的电流放电,可能会发生电池鼓包、起火、爆炸的安全事故。一般情况下建议使电池的持续放电电流略高于航模整体的用电电流(包括动力装置与传动、接收装置)。
充放电的放电倍率不能混淆。一般情况下充电倍率低于放电倍率。在使用高级充电器时务必注意不要设置充电电流高于电池标定的最大充电电流。按习惯我一般以1-2C的倍率进行充电。
另外,随着电池的使用,电池的内阻会逐渐增大。这会影响到电池的最大放电倍率。
下面来谈谈电池的电压。例中22.2V为航模电池的标称电压。单片锂电池的标称电压为3.7V,因此用22.2除以3.7得到6,该锂电为六片3.7V电芯串联而成(即为6S电池)。航模电池满电电压一般为4.2V(现在市面上出现了高压锂电,满电电压为4.35V,相对于4.2V锂电储能更大,电压更大,动力更强)。航模电池的储存电压一般为3.85V,此时电池处在相对安全的状态下不易发生鼓胀,爆炸的安全事故。电池的放电安全电压(低于该电压易发生电池容量损耗,电池鼓胀的问题)一般为3.60V,航模飞行时的报警电压也可以设置在3.60V上。2.75V为锂电的放电中止电压,此时电池电量充分放尽,电池容量极大损耗。此时进行充电会发生鼓胀(内部产生气体,不过气压过高可能爆炸)。
由于锂电的理化性质,在高倍率充放电后停止充放电,电压会继续改变。这种现象被称为虚电。按经验说,如果以3.6V为报警电压,飞行结束后取下电池,一段时间后电压还会有所回升。这是正常现象。
市面上从1S到12S的锂电都能买到。一般来说,KT板机3S居多。相同功率,电压越高,电流越小,发热量也越小。但是也要考虑电调电机还有接收机对最大电压的限制
下面讲讲锂电的结构与接头。锂电的核心,是封装好的电芯。电芯之间以串联方式连接。输出端一般有两个,一个是动力线,往往为粗硅胶线,用于给航模动力设备供电。动力线有多种接头,T插最为廉价,应用最广,但安全性堪忧。JST接头往往应用于F3P等轻型飞机。XT60可以安全地给中小电流航模供电。XT150则一般应用于直升机等大电流设备上。另外,锂电上另一根出线较细,被称为平衡头,直接与个电芯相连,一般应用于充电与电压监测
关于锂电池的安全问题
一:鼓胀,单纯的鼓胀不会对安全造成问题。但是如果气压过高可以考虑在电池表皮上戳洞排出气体,再封上小洞。但是这样做有一定的安全隐患,过度鼓胀的电池建议做淘汰处理。
二:漏液。漏液一般情况下不会发生安全事故。但是液体往往具有腐蚀性。另外漏液后的电芯电压会逐步降为0,所以可以考虑对电池座拆解处理,减少电芯片数。
三:冲击变形。如果电池在冲击后没有发生漏液,爆炸,电池还是可以正常使用的。
四:短路。短路的电池在短时间会发生爆
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