天宫一号目标飞行器氢镍蓄电池压力-容量充电控制研究

无人机飞行器的能源技术电池与动力系统无人机飞行器的能源技术——电池与动力系统无人机飞行器是近年来崛起的一种重要的航空器，其应用范围涵盖了农业、航拍、安防、地质勘探等多个领域。

在无人机飞行器技术的众多关键部件中，能源技术是其中一个至关重要的方面。

本文将对无人机飞行器的能源技术，尤其是电池与动力系统进行探讨。

一、电池技术1. 锂电池在无人机飞行器中，锂电池是最常用的电池类型之一。

锂电池具有高能量密度、轻量化等优点，能够为无人机提供持续稳定的动力供应。

目前，锂聚合物电池被广泛应用于中小型无人机飞行器中，其具有较高的能量密度和较轻的重量，能够为无人机提供更长的续航时间。

2. 镍氢电池另外一种常用的电池类型是镍氢电池。

镍氢电池具有较高的循环寿命和更好的高温性能，适用于高温环境下的无人机飞行器。

相比于锂电池，镍氢电池的安全性更高，但能量密度稍低一些。

3. 未来发展方向随着技术的不断发展，还有其他类型的电池被不断尝试应用于无人机飞行器中，如固态电池、锂硫电池等。

这些新型电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命，有望成为未来无人机飞行器电池技术的发展趋势。

二、动力系统1. 电动动力系统无人机飞行器的动力系统主要分为电动动力系统和内燃动力系统两种。

电动动力系统由电机、电调、螺旋桨等部分组成，是目前中小型无人机的主流动力系统。

电动动力系统具有响应速度快、噪音低、维护成本低等优点，能够为无人机提供可靠的动力支持。

2. 内燃动力系统内燃动力系统则是一些大型无人机飞行器使用的动力系统。

内燃动力系统运用内燃机作为动力源，能够提供强大的动力支持和更长的续航能力。

但相应的，内燃动力系统的噪音和维护成本较高，适用于对动力要求较高的长距离任务。

3. 新型动力系统除了传统的电动和内燃动力系统，还有一些新型动力系统不断涌现。

比如氢燃料电池动力系统、太阳能动力系统等，这些系统在减少对常规能源的依赖、提高无人机飞行器环保性等方面具有巨大潜力。

证对市爱幕阳光实验学校专题82 化学电源1、“天宫一号〞飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供。

其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一电量直接供应天宫一号，另一电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。

右图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看做H 2直接参加反)。

以下说法正确的选项是〔 〕A ．充电时阴极区电解质溶液pH 降低B ．在使用过程中此电池要不断补充水C ．放电时NiOOH 在电极上发生氧化反D ．充电时阳极反为：Ni(OH)2-e -+OH -＝NiOOH+H 2O【答案】D2、目前已经成为混合动力的一种主要电池类型，NiMH 中的M 表示储氢金属或合金．该电池在充电过程中的总反方程式是：Ni 〔OH 〕2+M=NiOOH+MH ，：6NiOOH+NH 3+H 2O+OH ﹣=6Ni 〔OH 〕2+NO 2﹣，以下说法正确的选项是〔 〕 A ．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反式为NiOOH+H 2O+e ﹣=Ni 〔OH 〕2+OH ﹣B ．充电过程中OH ﹣离子从阳极向阴极迁移C ．充电过程中阴极的电极反式：H 2O+M+e ﹣=MH+OH ﹣，H 2O 中的H 被M 复原D ．NiMH 电池中可以用KOH 溶液、氨水作为电解质溶液【答案】A【解析】解：镍氢电池中主要为KOH 作电解液 充电时，阳极反：Ni 〔OH 〕2+OH﹣=NiOOH+H 2O+e ﹣、阴极反：M+H 2O+e ﹣=MH+OH ﹣，总反：M+Ni 〔OH 〕2=MH+NiOOH ；放电时，正极：NiOOH+H 2O+e ﹣=Ni 〔OH 〕2+OH ﹣，负极：MH+OH ﹣=M+H 2O+e ﹣，总反：MH+NiOOH=M+Ni 〔OH 〕2，以上式中M 为储氢合金，MH 为吸附了氢原子的储氢合金，A ．正极的电极反式为：NiOOH+H 2O+e ﹣═Ni 〔OH 〕2+OH ﹣，故A 正确；B ．电解时阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，所以OH ﹣离子从阴极向阳极，故B 错误；C ．H 2O 中的H 得电子，不是被M 复原，故C 错误；D ．不能用氨水做电解质溶液，因为NiOOH 能和氨水发生反，故D 错误； 应选A ．3、铁镍蓄电池放电时的总反为：Fe+Ni 2O 3+3H 2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，以下有关该电池的说法不正确的选项是( )A ．电池的电解液为碱性溶液B ．电池的正极为Ni 2O 3、负极为FeC ．电池放电时，负极反为Fe+20H 一－ 2e一Fe(OH)2D ．电池充电时，阳极附近溶液的pH 升高 【答案】D【解析】由放电时的总反知生成物均为氢氧化物，所以电池的电解液为碱性溶液；由化合价的变化知Fe 失去电子作负极，Ni 2O 3作正极；充电时阳极为Ni 〔OH 〕2失电子，其电极反式为2Ni 〔OH 〕2+2OH -－2e -＝Ni 2O 3+3H 2O ，所以阳极附近溶液的pH 降低，D 项错误。

航天器用蓄电池充电控制技术的研究与探索
马卉;赵海峰
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2009(033)006
【摘要】介绍了目前我国航天器上电源系统中充电控制的几种主要方式,较为详细地描述了其控制原理及工作方式.在对当代空间电源系统中蓄电池充电控制技术总结和分析的基础上,结合航天器电源系统未来的发展趋势,研究并提出了一种利用晶体管pn结的温度特性作为温度传感器取代传统热敏电阻的V-T曲线充电控制的新方法,并对其相关的原理和设计进行了详细的阐述,从而为满足现代以及今后航天器的长寿命和高可靠性的要求而进行的空间电源系统设计和研制提供了一种行之有效的方法和途径.
【总页数】4页(P519-522)
【作者】马卉;赵海峰
【作者单位】中国电子科技集团公司,第十八研究所,天津,300381;中国电子科技集团公司,第十八研究所,天津,300381
【正文语种】中文
【中图分类】TM914.4
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2022年广东省珠海市城东中学高三化学期末试卷含解析一、单选题（本大题共15个小题，每小题4分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，共60分。

）1. “天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。

其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。

右图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应)。

下列说法正确的是A．充电时阴极区电解质溶液pH降低B．在使用过程中此电池要不断补充水C．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应D．充电时阳极反应为：Ni(OH)2-e-+OH-＝NiOOH+H2O参考答案：D略2. 下列各组数据中，其比值为2:1的是A.氨水与(NH4)2SO4溶液混合后pH＝7的溶液中，c（NH4＋）:C（S042一）B.相同温度下，0.2 mo I ·L－1乙酸溶液与0.1 mo I ·L－1乙酸溶液中，c（H ＋)之比C. Na2C03溶液中，C（Na＋）:C（C032一）D. pH＝12的Ba(OH)2溶液与pH＝12的KOH溶液中，c［Ba(OH)2］：c（KOH）参考答案：A3. 短周期元素X、Y、Z原子序数之和为36，X2－与Y＋具有相同的核外电子层结构，Y、Z位于同一周期。

下列推测不正确的是 A．原子半径Z>YB．同周期元素中Y的金属性最强C．同主族元素中X的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Z的最高价氧化物的水化物酸性最强参考答案：略4. 下列固体混合物与过量的稀H2SO4反应，能产生气泡并有沉淀生成的是A. NaHCO3和Al（OH）3B. BaCl2和NaClC. KClO3和K2SO4D. Na2SO3和BaCO3参考答案：D略5. 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。

下面是一个还原过程的反应式：NO3－＋4H＋＋3e→NO＋2H2O，下列四种物质中的一种物质能使上述还原过程发生的是（）A.KMnO4B.Na2CO3C.Cu2OD.Fe2(SO4)3参考答案：答案：C6. 对于可逆反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），下列叙述正确的是（）7. 已知Ag2SO4的K SP=c2(Ag+)× c(SO42-)=1．4×10-5，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，此时溶液中c(Ag+)=0．030 mol·L-1。

高二化学化学电源试题1.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。

该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H+。

下列对该燃料电池的描述中正确的是()①正极反应为：O2+4H++4e-2H2O②负极反应为：2H2-4e-4H+③总的化学反应为：2H2+O22H2O④氢离子通过电解质向正极移动A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④【答案】C【解析】燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错。

因为导电离子是H+，且向正极移动，所以正极反应为O2+4H++4e-2H2O，电子由负极通过外电路流向正极。

【考点】燃料电池2.用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是（）A．AgNO3B．Na2SO4C．CuCl2D．KCl】【答案】C【解析】四种电解类型分别是：(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。

阴极：4H++4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2H2O2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2。

电解质溶液复原加入物质：H2O。

pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸（含氧酸）强碱的正盐溶液pH不变。

（2）分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）的电解，如HCl、CuCl2等。

阴极：Cu2++2e－=Cu 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：CuCl2Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2，盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质。

电解液复原加入物质为原溶质，如电解CuCl2溶液，需加CuCl2。

pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定。

（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。

MEO卫星氢镍蓄电池组自主充电管理方法
曾毅;崔波;张晓峰
【期刊名称】《航天器工程》
【年(卷),期】2011(020)005
【摘要】MEO卫星运行轨道存在不可测控弧段,每年有长光照期和两个地影季,为
此对星上充电管理的自主能力提出了较高要求。

文章介绍了我国首颗在轨飞行的MEO卫星的氢镍蓄电池组的在轨自主管理方法,包括地影季的电压-温度（V-T）控制与电量计结合的充电管理方法和长光照期控制电池压力的涓流管理方法,并给出
了在轨飞行的实际效果,可作为后续卫星电源系统设计蓄电池充电管理方案的参考。

【总页数】5页(P73-77)
【作者】曾毅;崔波;张晓峰
【作者单位】北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】V442
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1.MEO卫星内部充电环境及典型材料充电特征分析 [J], 王子凤;张振龙
2.车载锂离子电池组的充电技术r与均衡管理方法研究综述 [J], 黄志祥;李军
3.大容量氢镍蓄电池组充电时间探讨 [J], 宋清山
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镍镉蓄电池在航天器电源系统中的应用与改进航天器的电源系统是航天技术中至关重要的组成部分之一。

它为航天器提供了稳定、可靠的能量供应，从而保证了航天器的正常运行和任务的成功完成。

镍镉蓄电池作为一种常见的航天器电源选择，在航天器电源系统中具备着广泛的应用和一系列的改进。

镍镉蓄电池具备着较高的能量密度和优良的耐高低温性能。

这种特点使得它成为航天器电源系统中的首选。

在航天器发射前的地面测试中，镍镉蓄电池能够承受低温、高温和振动等极端环境的考验，并保持稳定的性能。

它的能量密度高，能够提供足够的储存能量，以支持航天器的长时间运行。

而且，镍镉蓄电池的充电时间相对较短，允许在太空任务期间进行必要的充电功课。

然而，镍镉蓄电池也存在一些问题，例如比较重、成本较高以及存在环境问题等。

因此，为了进一步提高航天器电源系统的性能，并满足更多复杂的任务需求，人们不断进行改进。

首先，为了减轻电源系统的负担，人们开始研发轻质高能量密度的镍镉蓄电池。

通过使用新材料、新结构和新工艺等手段，成功提高了镍镉蓄电池的能量密度，降低了其重量，从而减轻了航天器的负重。

这种改进不仅提高了电源系统的功率密度，也提高了整个航天器的运载能力。

其次，人们对镍镉蓄电池的循环寿命进行了改进。

镍镉蓄电池在航天器的太空任务中需要经历多次深度充放电循环，循环寿命的长短直接关系到电源系统的可靠性和持久性。

因此，通过改进电池的设计、改善电池的化学组成等手段，人们成功地提高了镍镉蓄电池的循环寿命。

这使得镍镉蓄电池能够更长时间地支持航天器的任务，并减少更换电池的频率。

另外，为了降低使用镍镉蓄电池的成本，人们开始研发和应用更经济、更环保的电池材料。

一些新材料的出现使得航天器电源系统中的镍镉蓄电池变得更加节能、更加环保。

这不仅有助于减少航天器系统的运行成本，还有助于保护地球的环境。

此外，为了更好地应对航天器任务中的需求和挑战，人们还将镍镉蓄电池与其他种类的电池进行组合应用。

例如，与锂离子电池搭配使用，能够提高电源系统的适应性和可靠性。

“天宫一号”使用太阳能帆板发电 100多节电池确保安全在中国载人航天这个代表最尖端科技的领域，新一代科研人员渐渐崭露头角。

今天战斗在““天宫一号””、“神八”等重大发射前沿的主力军，大都是30岁以下的大学生、研究生、博士。

全国为载人航天事业做贡献的科研人员队伍不下十几万，80后占据了八成以上。

袁怒安是上海航天技术研究院科学家团队中的普通一员，这个80后技术员，看起来年轻羞涩，他们却有一个火辣辣的外号“天宫发电机”。

“天宫一号”在太空中的使命时间为2年，这期间必须有源源不断的电源供应，袁怒安就负责这个。

这位帅哥1981年生，在上海上班，儿子才七八个月大，为了“天宫一号”，他将在酒泉出差两个半月。

“等他回家，儿子肯定不认得爸爸了。

”同事打趣他。

4天专列护送“天宫一号”“我也是第一次乘坐专列。

专列负责运送‘天宫一号’，我原以为挺牛，人家都给我们让路呢，没想到我们的绿皮车挺破旧，运送完成‘天宫’后它就退役了！而且它还要给所有的快车让路，所以走了4天4夜。

”袁怒安乐呵呵地告诉记者，稍带些湖南口音。

6月20日，上海航天技术研究院(八院)的部分研究人员和“天宫一号”风尘仆仆，乘了4天4夜的火车专列来到东风航天城。

看起来，“天宫”这位VIP乘客相当朴素，不但没有头等舱待遇，还处处谦让，好像铁路线上的“活雷锋”。

走得慢的原因，一方面保障运输安全平稳，另一方面，袁怒安们好比随身的保健医生，常常要停车检查“天宫”的身体状况。

太阳能帆板发电很忙袁怒安1981年生，他所在的团队负责给“天宫一号”供电两年。

“对太空中的‘天宫一号’来说，每24个小时就有16个昼夜。

大约每昼30分钟，每夜60分钟。

”袁怒安说，30分钟面对太阳的时间，就是“天宫一号”太阳能帆板发电的时候。

“天宫一号”的太阳能帆板看起来和马路上太阳能路灯的帆板并没有什么不同，都是银色的，薄薄的，一格一格的，当然，它的材料相当尖端，它的位置也十分有趣——“天宫一号”在太空中有两个美丽的翅膀，帆板就附着在翅膀上，“天宫一号”始终跟着太阳转，角度保持在50-60度左右，确保有足够的日照可以发电。

镍氢蓄电池将成为未来航空航天、军事装备等领域的核心技术之一镍氢蓄电池（NiMH）是一种高性能镍氢电池，以镍（Ni）和氢（H2）为正负极材料，具有高容量、长寿命、低自放电率等优点。

随着航空航天和军事装备的不断发展，镍氢蓄电池已经成为这些领域的核心技术之一。

首先，镍氢蓄电池具有高容量和长寿命的优点。

相比于传统的铅酸蓄电池和锂离子电池，镍氢蓄电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命。

这意味着航空航天器和军事装备可以更长时间地工作，并且减少了更换电池的频率，提高了设备的可靠性和持久性。

例如，在航天器中使用镍氢蓄电池可以提供更长时间的电力供应，并且减轻了航天器的质量，提高了航天任务的有效载荷和可靠性。

其次，镍氢蓄电池具有低自放电率的特点。

自放电是指电池在不使用时自然损失电荷的现象。

相比于锂离子电池，镍氢蓄电池的自放电率更低。

这意味着镍氢蓄电池可以长期储存并保持电力，不需要经常充电。

在军事装备中，这样的特点尤为重要。

军队经常需要长时间存储和使用装备，而镍氢蓄电池可以满足这一需求，确保装备始终保持正常运转。

此外，镍氢蓄电池还具有较好的适应性和环保性。

镍氢蓄电池可以在广泛的温度范围内工作，适应各种恶劣环境条件，如高温、低温和高湿度。

它们还可以经受冲击和振动，适用于各种航空航天和军事应用中。

与铅酸蓄电池相比，镍氢蓄电池不含有有害的重金属物质，如铅，对环境和健康更为友好。

它们也更容易被回收和再利用，减少了对自然资源的消耗。

然而，镍氢蓄电池还存在一些挑战和改进空间。

首先，镍氢蓄电池的能量密度相对较低，比不上锂离子电池。

这会限制其在某些场合中的应用和发展。

为了提高能量密度，需要进一步研究和开发新的材料和技术。

其次，镍氢蓄电池的充电速度相对较慢，不适用于某些快速充电和高功率应用。

这也需要进一步研究和改进。

总的来说，镍氢蓄电池在航空航天和军事装备领域具有广阔的应用前景。

随着技术的不断发展，镍氢蓄电池将继续改进和优化，以满足不断增长的能源需求。