便携式电源：为您的野外架台选择最佳电池
以下文章发表于2021年4月杂志，本公众号仅用于翻译。 并不代表完全赞同其观点，也不对其内容的真实性负责。 仅供参考：
我承认：我是野外钻机的忠实粉丝。
2020 年，我轻松地在户外度过了总共 100 个小时，我的收音机总共激活了空中公园 (POTA) 计划的 82 个站点。 这不包括（收听短波广播）的时间。 奇妙。
如今，将无线电设备投入现场比 1985 年或更早的时候要容易得多，因为我们有更多为设备供电的选择。 如今，电池电源变得越来越高效，现在市场上有许多价格实惠且轻便的可充电电池可供选择。
在下面的文章中，我们来看看无线电设备的一些便携式电池电源选项。 我所说的“便携式”是指为我们这些背着背包或手提箱进入野外的人提供的电源选择。
为了控制本文的范围，我也将只关注可充电电池。 我们将重点关注最终结果，而不是讨论电池化学的细微差别。 每种电池类型的优缺点及其对野外作业的有用性。
此外，我将限制讨论可以购买现成的电池，而不是讨论自制的选择。 虽然我喜欢建造东西，但在处理电池充电时我非常谨慎，因为如果处理不当，结果可能会很危险。 我更喜欢从值得信赖的供应商那里购买产品，他们会仔细设计和测试他们的设备。
让我们看一下几种类型的电池并谈谈它们的优点和缺点。 然后，在总结我们的发现时，让我们讨论如何根据您的需求做出正确的选择。
消费级充电电池
让我们首先讨论一下便携式电源中容易实现的目标：9V、AA、AAA、C 和 D 电池形式的日常可充电电池。
当然，由于容量和能量密度有限，这些电池通常不是一个好的选择，但对于便携式接收器甚至一些 QRP 收发器来说，它们仍然是非常实用的电源。
随着时间的推移，可充电电池的化学成分已经得到改善，因此我不再购买镍镉（Ni-Cd 或 NiCad）或传统的镍氢（NiMH 或 Ni-MH）电池。
这些天我几乎只购买低自放电镍氢（LSD NiMH）电池，尤其是松下电池。 尽管与通用镍氢电池相比，它们是一种昂贵的选择，甚至对于某些应用来说可能有点过大，但我确实喜欢它的保质期。
当然，这里的好处是自放电低。 与传统的镍氢或镍镉电池相比，它们在静止时（即不使用时）能更好地保持电量。 从我的实际使用来看，我相信它在多个充电/放电周期中也比许多其他产品表现出更长的使用寿命。
我所有接受 AA 或 AAA 电池的便携式短波接收器都是单独供电的。
虽然我自己从未这样做过，但只要您使用多个电池座来增加电压和容量以匹配您的设备和所需的操作时间，就可以使用电池为高效 QRP 收发器供电。
AA 电池座
但请记住，大多数收发器需要至少 10 节 AA 电池才能达到 12 VDC 左右。 正如您可能想象的那样，在野外使用无线电可能会很麻烦，必须取出所有十块电池并用一次只能容纳四块电池的充电器给它们充电。 我个人更喜欢其他选择，但这无疑是一个相当实惠、安全且易于使用的选择。
请注意，近年来，松下开始提供优点：虽然比标准电池更贵，但它们提供略高的容量，但以牺牲整体寿命为代价。 由于电压相同，我从来没有觉得需要使用更高容量的Pro。
可充电 AA 电池（非专业版）：
价格：每块电池 2.25 美元至 4 美元，具体取决于包装中的数量
重量：每块电池 4 克
电压：每个 1.2V
寿命：优秀，最多 2100 次充电/放电循环
易于充电：通过 OEM 充电器轻松充电
太阳能充电选项：太阳能充电器最初出售，但不再提供。
密封铅酸 (SLA) 电池
当我在 20 世纪 90 年代末首次成为一名有执照的业余无线电操作员时，密封铅酸电池是现场无线电操作的主要电池电源。
当时，这些电池是便携式无线电使用的最佳选择之一，因为它们可以有多种尺寸（根据不同的容量）购买，并且与富液式铅酸电池不同，它们不需要维护，并且无需任何密封即可密封。释放。 气体。
虽然我拥有从 3 Ah 到 15 Ah 的各种 SLA 电池，但我发现无处不在的 7-8 Ah 尺寸在便携性和容量方面是“最佳选择”。
SLA 电池仍然是地球上最容易获得的高容量电池之一。 无论您旅行到哪里，您都可以在任何硬件或电子商店找到它们。 我们当地的小型五金店的电池亭有多种选择。
这些电池有什么优点？ 就“物有所值”而言，SLA 仍然难以匹敌。 您可以花费约 18-20 美元购买优质 7.2 Ah 12 伏 SLA 电池。 这足以为典型的 QRP 收发器供电几个小时。 充电器也很便宜——你可以花大约 10-15 美元购买专用充电器。
此外，12 伏电池几乎是业余无线电使用的理想选择，因为大多数收发器设计为在 12-13.8 伏 DC +/- 的适度范围内运行。
然而，与更现代的电池相比，它也有一些缺点。 一方面，SLA 电池比我们将在以下部分中讨论的电池重得多。 毕竟，它们是铅做的！ 此外，如果过度放电，电池的寿命也会受到负面影响。
话虽如此，如果您妥善保管 SLA 电池，它可以为您提供五年或更长时间的现场服务，以适度的投资提供卓越的价值。 如果你的电池容量要求相对较低，你确实可能会获得很长的使用寿命。 2011 年，我为 LDG Z11 Pro ATU 制作了一个远程天线调谐器盒，并使用废弃的 7Ah 12V SLA 电池制作了天线。 当时，这种电池的电压保持时间不足以在现场可靠使用，但我知道 Z11 Pro 对电力的需求很少，所以我想无论如何我都会尝试使用它作为电源。 由于远程 ATU 盒不在插座附近，因此我使用网上购买的 5 瓦太阳能电池板和 Micro M+ 充电控制器为 SLA 电池充电。 十年过去了，即使在 -10F/-23C 到 90F/32C 的季节性温度变化下，SLA 电池仍继续为 Z11 Pro 供电。
显然，SLA 电池是一种经济实惠的选择，可在偶尔停电时在室内提供备用电源。
价格：这是每安培小时最实惠的选择
重量：迄今为止本文中所有电池选项中最重的
电压： 多种，但 12V DC 较为常见
寿命：如果保养得当的话非常好
易于充电：使用简单的充电控制器即可轻松充电
太阳能充电选项：多种充电控制器与SLA电池配合使用； 在列出的电池中，这是通过太阳能充电最简单、最便宜的
锂离子电池
毫无疑问，锂离子电池彻底改变了消费电子产品的世界。
为什么它们如此受欢迎？
首先，它们的结构允许多种外形尺寸，从圆柱形电池到纤薄的封装和小袋，这些电池足够薄，可以装入超薄手机、电子阅读器或平板电脑。 它们是最容易安装在紧凑型消费电子产品中的电池类型。 事实上，它们为我们在过去十年中使用的大多数消费电子产品提供动力。
其次，它们具有非常高的能量密度，因此在相同尺寸和重量的情况下具有很大的容量。 事实上，如果尺寸和重量是您的主要要求，锂离子电池应该是您的首选。
此外，锂离子电池无处不在且价格实惠，因为它们被用于许多应用中。
然而，这些电源也有负面影响。 首先，它们对引发热失控的过压和过流事件非常敏感。 为了证明这一点，我将分享一些早期大型锂离子电池组的第一手经验……
锂离子电池的恐怖故事
2011 年，我评测了一款带有集成 5V USB 充电器的锂离子电池组，以及来自便携式电源系统大品牌之一的简单插座逆变器。 当时，这是一种新的电池组和相对较新的技术，至少在能量密度和紧凑的尺寸方面是如此。 收到电池后，我在测试过程中大概充放电了两次。 在从北卡罗来纳州飞往加利福尼亚州的航班上，我决定将其放入随身携带的包中，以便在飞行期间为我的笔记本电脑供电。 在飞往 KSFO 的航班上表现良好。 到达那里后，我就充电。 在我的回程航班上，它根本不起作用。 我想可能是我没有正确插入电源，或者我使用的酒店插座无法正常工作。 到达后，我把旅行包扔在床上，插上电池组，显示正在充电。
在房子周围完成了一些项目后，我回到卧室，闻到了一股浓烈的气味，就像洗甲水的刺鼻化学气味。 我到处寻找奇怪气味的来源。 最后我找到了：好像是电池组发出来的。 经过检查，我发现电池已经开始膨胀。 当我抬起它时，我发现底部基本上处于熔化状态。 我以最快的速度拔掉插头，然后把它带出了房间。 然后我发现在热失控的过程中，已经开始烧床单和床垫了。 我很震惊，突然意识到它可能会烧毁我的家。
请记住，自从热失控航空公司开始限制其运输以来，我对这种电池技术完全陌生。 令我松了一口气的是，我购买电池的公司最终将该产品从市场上撤下了，甚至还报销了我的床垫和床上用品的费用。 但这是一个惨痛的教训。
老实说，这堂课对我尝试锂离子电池组的意愿产生了重大影响。
我购买的电池组模型的问题不是电池化学或结构本身，而是充电控制器。 事实上，锂离子电池需要毫伏精度和多重保护措施来检测和防止热失控。 包含多个电池的电池组需要电池管理系统 (BMS)，该系统还可以平衡电池并对其进行密切监控。 幸运的是，大多数这项技术的制造商现在都明白了这一点。
现代锂离子电池和充电器更安全、更稳定。
从那时起，锂离子电池充电器变得更加安全和有效。 不过，我只在表面上给这些电池充电，如果电池很容易融化，就不太可能损坏或引起火灾。 充电时我也不会让它们无人看管。
话虽如此，我认为锂离子电池没有什么值得担心的。 显然，我们中的许多人整天都把电池藏在口袋里、智能手机里！ 现在人们普遍认为它们非常安全。 当然，我只会购买最好的产品，而不是您在 eBay 和亚马逊上找到的成本最低的产品，因为其中许多产品是在缺乏监督或监管的地方制造的。
关于锂离子电池组的另一个有趣的事实是，由于它们的电压通常约为 3.6 伏的倍数（例如，3.6、7.2、10.8、14.4 和 18 伏），因此它们并不总是需要 13.8V 的应用的理想选择。无线电输入功率。 然而，某些电池组的电路可以提供更接近您所需电压的输出电压。
我在 MTR-3B、KX2 和 KX3 收发器上使用的一种锂离子电池组是可充电 3000 mAh 锂离子电池组，它提供 12V 和 5V USB 电源。 它有内置充电电路，非常紧凑，我在网上花了 25 美元买的，到目前为止我对它非常满意。
空中传输 (SOTA) 运营商通常优先考虑更小、更轻的电源，因此转向锂离子电池组。 许多SOTA朋友都投资了高品质的平衡充放电器，以最大限度地延长电池寿命，并对他们获得的性能感到满意。 优质充电器的价格可能高达 60 美元，但如果您选择锂离子电池作为首选便携式电源，那么这笔投资是值得的。
价格：从实惠到昂贵，取决于容量和充电器投资
重量：此列表中最轻的便携式电池选项
电压：通常约为 3.6 伏的倍数：（3.6、7.2、10.8、14.4 和 18VDC）
寿命：良好。如果维护得当，通常可充电 400-500 次左右
充电方便：一块电池就很简单； 如果有多个电池则需要平衡
太阳能充电选项：不推荐（尚）。 网络上有许多自制的锂离子太阳能充电项目，但我相信当平衡充电器连接到稳定的交流电源时，这种电池化学反应效果更好。
磷酸铁锂 (/LFP)
我通常使用 15 Ah 电池组为收发器供电，例如 RGO One，它提供 55 瓦的输出功率。 我还在 Field Day 时使用这块电池为我的放大器供电。
我们将在这里介绍的最后一种电池化学成分是我最喜欢的。 磷酸铁锂电池成为现场无线电使用的首选充电电池之一是有充分理由的。
电池本质上稳定且安全
与其他锂离子、镍氢、镍镉或铅酸电池相比，它们的循环寿命更长——充电周期为数千次，而不是数百次
电池具有优良的恒放电电压
电池使用磷酸盐，而不是钴或镍，后者供应有限，并且会造成更大的环境问题
电池自放电率低
与 SLA 电池相比，电池非常轻
3.2 V 标称输出电压意味着可以串联四个电池以获得 12.8 V 标称电压，这对于大多数无线电设备来说几乎是理想的
有什么缺点吗？ 是的……虽然重量轻，但电池不像锂离子电池组那么紧凑。 但这里的主要缺点是价格。 在印刷时，该电池的每安培小时成本是本文讨论的电池中最高的。 话虽如此，由于这些电池具有出色的使用寿命，从长远来看，100% 电池寿命可能是最具成本效益的选择。
电池系统内置电池保护模块，解决过压、均衡等问题。
电池怎么样？
价格：包含电池和充电器时价格较高的选择之一
重量：非常轻，但往往比同类锂离子电池组更大
电压：非常适合需要 12V – 13.8 VDC 的设备
寿命：优秀。数千次充电/放电循环
充电方便：简单，使用提供的充电器（电池组内置充电控制器）
太阳能充电选项：销售设计用于与电池配合使用的充电控制器，以便于现场使用
毫无疑问，业余无线电界最著名的电池制造商是Power。 我专门购买了他们的电池，对其产品的质量、寿命和性能非常满意。
选择适合您的电池
每种电池类型都有其优点和缺点，您可以在网上找到有关每种电池化学成分细微差别的冗长而深入的讨论。 然而，归根结底，重要的是哪一种最适合您的特定应用并为您的设备提供适当的电压。
这是我使用每种电池类型的时间......
镍氢 LSD AA 电池
使用可充电 AA 电池和他的 KX3 野外套件（照片：）
如果您愿意使用 8-12 个串联电池组来实现所需的标称输出电压，电池相对便宜、重量轻，并且肯定可以为一系列电子设备供电。
如果您计划短期使用 QRP 电源，这些电源可能非常适合您的需求。 我的好朋友埃尔默·埃里克 (Elmer Eric) 在大部分 Parks On The Air 活动中都使用电池为他的 KX3 供电。
当然，对于我们这些拥有接受 AA 电池的便携式短波收音机的人来说，AA 电池也是无价的！
密封铅酸蓄电池
如果您的预算非常紧张并且重量不太重要，那么 SLA 电池是一个不错的选择。 如果您计划建造太阳能电池阵列，它们是一个特别实惠的选择，因为充电控制器非常简单且经济实惠。
如果您正在为您的家寻找固定备用电池，只要您保持充电，这些都是一个很好的选择。
锂离子电池
当背包旅行或飞往海外时，尺寸和重量真的很重要吗？ 购买锂离子电池系统。 锂离子电池和电池组在该列表中的所有化学电池中具有最高的能量密度。 它们非常紧凑 - 只要您使用具有内置保护的良好充电控制器并且不会损坏或刺穿实际的锂离子电池组 - 它们应该非常安全，您会对性能感到满意。 注意：请记住，一些航空公司对您可以携带登机的锂离子电池组的尺寸有规定，因此请在出发前检查。
磷酸铁锂电池
9V 3Ah 封装非常紧凑，可与 MTR-3B 完美配合，因为该特定收发器更喜欢 12V 及以下的电压。
如果您正在寻找一种简单、有效、几乎专门为无线电设备供电的便携式电池解决方案，请投资电池和充电器。 我有一个 15 Ah 12V 电池，可以为我的 50 瓦 RGO One 收发器供电，还有一个 3 Ah 12V 电池组，我现在在现场与 QRP 收发器一起使用，每次使用 2-3 小时。 最近我收到了一个 9 V 3 Ah 电池组来测试我的 MTR-3B - 它非常紧凑，因为它只需要三个串联的 3.2V 电池。 对于那些刚接触电池组并想要简单易用的电池的人来说，这款电池也是我推荐的一款。
简而言之
我对电池有最后一条建议：无论你做什么，都不要“削减”电池和充电系统的成本。 无论您决定购买什么化学品，请购买您能买得起的最好质量的化学品。 如果使用任何类型的锂离子电池，请相信我的话，并确保您使用的任何单独的充电控制器都能保护您的电池（和您的家）！
现在……我们出去玩吧。 我向你保证：当你把你的收音机——无论是便携式短波收音机还是业余无线电收发器——带到野外时，你会发现你可以摆脱所有经常困扰我们的噪音。 在那里您将找到广播的乐趣。