航模入门(一)航模锂电池
本文最后更新于 2024-10-23,文章内容可能已经过时。
锂电池类型
锂聚合物电池(Li-Po)
优势:
灵活的形状和尺寸:Li-Po电池可以制造成各种形状和尺寸,非常适合空间有限和设计要求复杂的设备。
重量轻:使用聚合物电解质使这些电池更轻,适用于对重量敏感的应用,例如无人机和便携式电子设备。
安全性更高:Li-Po电池结构坚固,不易泄漏,并且具有更好的抵抗过度充电、过度放电和短路的能力。
薄型设计:这些电池可以做得非常薄,适用于超薄设备,如超薄笔记本电脑和智能手机。
缺陷:
成本较高:Li-Po电池的生产成本通常高于Li-ion电池。
能量密度较低:锂聚合物电池的能量密度略低,这意味着与锂离子电池相比,相同体积和重量的锂聚合物电池储存的能量较少。
寿命更短:通常,与锂离子电池相比,锂聚合物电池的循环寿命更短,因此整体寿命略短
锂离子电池(Li-ion)
优势:
高能量密度:锂离子电池具有高能量密度,可以在更小更轻的封装内存储更多的能量,非常适合需要长效电力的设备,如智能手机和笔记本电脑。
长循环寿命:它们通常提供大量的充电放电循环,使其在需要频繁充电的应用中经久耐用。
自放电率低:锂离子电池的自放电率低,不使用时可保持更长时间的电量。
无记忆效应:锂离子电池不存在记忆效应,用户可以随时充电,而无需先完全放电。
缺陷:
安全问题:如果过度充电、过度放电或短路,锂离子电池可能会引起火灾或爆炸的风险,因此需要良好的电池管理系统 (BMS) 来确保安全。
更重:与锂聚合物电池相比,锂离子电池通常更重。
固定形状:它们通常采用圆柱形或棱柱形(矩形)设计,与锂聚合物电池相比,其形状和尺寸的灵活性较差。
磷酸铁锂电池(Li-Fe)
优势:
安全性高:磷酸铁锂电池经过严格的安全测试,即使在交通事故中也不会发生爆炸。
寿命长:磷酸铁锂电池的循环寿命在2000次以上,使用时间长。
耐高温:磷酸铁锂电池热峰值可达350℃-500℃,作业温度范围宽广。
环保:磷酸铁锂电池无毒,无污染,原材料来源广泛,价格便宜。
充电快速:使用专用充电器,1.5C充电40分钟即可以使电池充满。
缺陷:
能量密度较低:相对于锂电池,磷酸铁锂电池的能量密度较低,这意味着相同的重量下,磷酸铁锂电池的电量更少。
充电速度较慢:虽然使用专用充电器可以快速充电,但是如果使用常规充电器,磷酸铁锂电池的充电速度会比锂电池慢。
成本较高:由于磷酸铁锂电池的制造工艺较为复杂,因此其成本相对较高。
低温性能差:磷酸铁锂电池在低温环境下的性能会受到影响,其工作温度范围相对较窄
航模常见的一般为Li-Po,虽然安全性较高但是仍具有穿刺风险,在使用时一定要注意安全。
电池参数
接下来我以常用的格氏电池为例说明各项参数。
电压
航模锂电池一般为串联,串联了4片电芯,称为4S,单片电芯标称为3.7V,因此四片电芯标称为14.8V。
注意单片电芯的电压应该在3.4V-4.2V之间,实际使用时放电下限应该设置为3.6V,充电上限平衡充一般设置为4.2V。
超过4.2V属于过充,电池有爆燃的可能;电压低于3.3V,就会对电池造成损伤,也就是常说的电池过放。过放的电池会鼓包,不能再拿来继续充电或使用,因为有比较大的爆炸或火灾风险。建议在电压降到3.6V左右时就给电池充电。
放电倍率
放电倍率*容量可以得到最大放电电流,比如该电池容量为5300mah,放电倍率为75C,则最大放电电流为5300*75=397.5A,即放电电流最大不能超过397.5A,否则会对电池造成损伤。
充电倍率
要根据自己的电池选择正确的类型充电。比如LiPo、LiFe、Lion(这个很少见)。类型设置错误的话会导致过充或者充不满,发生危险。当然有的充电器也可能会报警,这个我没有尝试过。
对于日常普通充电,建议使用BALANCE平衡模式。这个模式虽然充电较慢,但是能很好的平衡各个电芯的电压。当然还有其他模式如Fast charge快充模式。
最大充电电流为最大充电倍率乘容量,此处厂家建议使用2C的充电倍率,建议充电电流为10.6A。
接口类型
平衡头
平衡头与充电器连接,充电时实时监测电池电压;同时在使用时也可以与BB响连接用于电量监控报警。
XT60
优势:XT60插头的额定电流为40A,峰值电流可达65-75A。它由金属插销和塑料外壳组成,尺寸较大,能够承载更高的电流和功率,适用于更大型的电动模型和高功率输出场景。XT60插头也因其高耐用性和稳定性而受到青睐,适合频繁的插拔操作。
缺陷:与T型插头相比,XT60插头的成本可能稍高,且由于尺寸较大,可能不适合空间受限的应用。
XT90
优势:XT90插头的额定电流高达90A,峰值电流可达120A。它适用于需要承受更大电流的应用,如大型多轴飞行器或挂载单反相机的飞机型号。XT90插头通常用于更高功率的场景,能够提供更大的功率输出。
缺陷:XT90插头的尺寸较大,可能不适合小型或紧凑型设备。此外,它们的成本也可能高于其他类型的插头。
T插
优势:T型插头是一种非常常见的航模电池连接器,其额定电流通常为20A,峰值电流可达50A。它适用于小型泡沫螺旋桨机等普通小型设备,成本相对较低,易于获取和使用。
缺陷:与XT60和XT90插头相比,T型插头的电流承载能力较低,不适合高功率或大电流输出的应用。在高负荷条件下,T型插头可能无法提供足够的电流,导致性能下降或损坏。
在兼顾成本与使用的同时,我们一般选择XT60
正确的充放电以及存储
前面我们讲解了电池充电的电压范围,需要保证电池正常工作需要以下的工具
平衡充
推荐购买200-500左右的平衡充。
充电时需要设置模式,如果是使用选择平衡模式,如果是存储则选择存储模式(充到3.85V适合保存)
BB响
BB响用于监控电压情况,不做过多介绍。
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