原文：关于智能车比赛用的电池

可充电电池组是智能车的唯一动力来源。可充电电池组一般由单个电压为1.2V的电池单元串联而成，个数在6-8个之间，额定电压在7.2-9.6伏之间。针对具体比赛，“瑞萨杯”规定智能车的动力源由不超过8节的AA型电池组成；“飞思卡尔杯”规定动力源为一块容量为2000mAh左右，额定电压为7.2V的SC型镍镉电池组。
可充电电池按化学组成分类，有铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物等不同类型，其主要指标为电压、容量等。然而在选择可充电电池时，除考虑电压和容量，还应根据应用着重考虑电池的放电能力。电池放电能力习惯上以C为单位进行评价，C即电池容量。如一个标称容量为2000mAh，放电能力为10C的电池，其最大放电电流可达到10*2000mA= 20A。智能车竞速的特点要求充电电池要有大容量、高放电能力的特点。表 3‑1为结合电池充放电曲线和实际使用经验，对常见充电电池的对比分析。

电池类型	单个电池电压	放电能力	容量	特点
镍镉充电电池	1.2v	>10C	AA型最大容量为1100mAh	镍镉污染环境 电池记忆效应严重 能量密度较低 基本已被淘汰
镍氢充电电池	1.2V	2C-5C，特别设计的动力用电池可以达到10-15C	AA型最大容量2700mAh	电池记忆效应轻微 自放电严重 能量密度中等 价格便宜，被广泛应用
锂离子充电电池	3.6V	放电能力一般	没有标准外形，容量依体积而定	无记忆效应， 能量密度高
锂聚合物充电电池	3.6V	>10C	没有标准外形，容量依体积而定	无记忆效应 能量密度最高

表 3‑1常见可充电电池比较
根据智能车比赛竞速的特点，理想的动力源应该为锂聚合物充电电池，但“飞思卡尔”杯和“瑞萨杯”都从规则上禁止使用锂聚合物电池，取而代之的分别是2000mAh的镍镉充电电池和专用的1600mAh的动力镍氢充电电池。在实际使用过程，需根据电池的特点，选择合适的充放电方法，否则极容易造成电池容量和寿命的损失。
由电池组提供的电压需经过DC-DC电路处理后才能提供给智能车各硬件部分使用，如表 3‑2所示。DC-DC电路除了要满足电压要求外，更要满足电流需求，同时要考虑到发热情况，并保留一定的冗余。

硬件单元	电压需求	电流需求
MCU最小系统	+5.0V 10%	100-150mA(根据芯片数据手册确定)
LED，拨码开关，按键及其他片上外设	+5.0V 10%	<=300mA
红外传感器发射管	“瑞萨杯”智能车	+5.0V 5%	<=150mA
“飞思卡尔杯”智能车	+5.0V 10%	采用脉冲发射时全部电流消耗（8路发射管）最大可达4A，详细说明见传感器设计部分
舵机	+6.0V 20%	根据舵机参数、响应速度确定，>2A
驱动电机	电池电压	根据电机个数、电机参数确定，>6A

表 3‑2智能车电源需求概览
根据智能车各硬件部分能源消耗的需求以及对可靠性的要求，对供电单元的设计可以提出以下几点要求:
(1).   可充电电池必须能够提供足够的功率，即使在各设备处于最大负荷的状态；
(2).   各设备的供电电路应该分开，彼此之间应有有效隔离，不能相互影响，尤其要保证MCU控制单元的供电电压的稳定；
(3).   应考虑供电单元的散热设计、PCB走线的电流通过能力、以及过流、过压、短路保护。同时，对电池电压实时监控，电压过低时，有报警指示。
(4).   在满足以上3条的基础上，尽量减小体积，提高集成度。
根据以上要求，动力系统设计分为稳压电路和电机驱动电路两大部分，动力系统结构如图 3‑4所示 
  图 3‑4智能车动力系统结构


综上所述，智能车比赛用电池最好采用动力锂聚合物电池，但两大智能车比赛中，都不可能用里聚合物电池（飞思卡尔限制为镍镉；对于瑞萨，没有AAsize的锂聚合物电池（锂离子和锂聚合物电池，差别很大的））。暂时最好的选择是动力用镍氢电池或镍镉电池，考虑到镍镉电池基本退出了（最好的是三洋绿皮1100mAh）,很难买到，且记忆效应严重，剩下就是动力镍氢了。动力镍氢比较常见的是SC型的，淘宝上到处有卖，ＡＡｓｉｚｅ的有，但不常见，要去淘了。这里给别人做个广告（“老徐”以后卖电池可要给我打个折扣哦），也是给大家的公开个秘密吧，目前国内最好的ＡＡｓｉｚｅ的镍氢电池为天豪１６００ｍＡｈ和天豪１８００ｍＡｈ，轨道车专用，传说中的“畜生电”，“老徐”说绝对比三洋的ＮＢ。去哪里买？找“老徐”，轨道车圈子内的都知道“老徐”。

---

[] Ed Nisely. Battery Capacity Discharge[J]. Circuit Cellar, 2007, 199:62-67.
[[ii]] What is perfect battery, http://www.buchmann.ca/Article4-Page1.asp.
[[iii]] Ed Nisely. Battery Capacity Charge[J]. Circuit Cellar, 2007, 201:56-59.

*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。