航模基础知识（入魔必备） 第二章（（续）） 能源与动力

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三、电池
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。

图3 –6  A.K.E 12V / 1300mAh带充放电保护电路的聚合物锂电池

四、充电器
1、镍铬、镍氢电池充电
    电池充电的电流要根据电池的容量而定，一般不要超过1C的电流充电，特别是没有标示为可快速充电的电池，大电流快速充电一定要慎重，否则很容易发生危险。镍铬、镍氢电池的标称电压为1.25伏，也有标1.2伏的，放电终止电压到1.1伏就需要充电了，否则很容易使电极产物生成过程造成短路。充电时要谨防过充电，一般最好放完再充，刚充满后电压一般在1.45伏，正常时为1.385伏。过充电会使电池鼓胀，容量下降，大电流过充甚至会发生电池的爆裂。
    航模用电池组一般需要使用专用充电器，专用充电器是具有单片机控制的智能的充电器，它能自动的识别电池，恒流脉冲充电，充满自停，一般都采用电压负斜率增量监测方式检测是否充满。当电池充满后，电池的电压不再增长，而是开始下降，这是必须停止充电，否则会损坏电池。如果使用快充的话，其实电池并没有充满，还需要涓流补充，涓流充电电流一般在1/10~1/20C以下。很多充电器还具有温度保护功能，防止充电电流过大造成电池过分发热。电池发热对电池的危害也比较大，它使电池的自放电率增加，放电能力也增加。因此刚刚从航模上取下来的电池如果很热需要冷却后再充电，同样，充完电如果电池比较热也需要冷却后再使用。而低温则使电池的电能不能完全发挥出来。
2、锂离子电池充电
锂离子电池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4.2 Vpc（volts per cell），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。
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。
必须注意的，对于锂电池而言，涓流充电（Trickle Charging）是不适用。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负责安全的电路板，以监测电池的充放电，避免危险的发生。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，充电温度保护(当低于0度与高于45度C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（以避免电池过放电短路造成的危险），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），当电池暴露于超过100度C之环境下，保险丝将断路。
由于锂离子电池的特殊性，它的充电器不能和普通镍铬、镍氢充电器混用。

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