超級(jí)電容電源及應(yīng)用

超級(jí)電容電源及應(yīng)用什么是超級(jí)電容？超級(jí)電容是一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長(zhǎng)，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子（而不依靠化學(xué)反應(yīng)）釋放電流，從而為設(shè)備提供電源。作為電源使用的超級(jí)電容，即為超級(jí)電容電源超級(jí)電容儲(chǔ)能原理特性參數(shù)性能比較應(yīng)用應(yīng)用電路設(shè)計(jì)材料化學(xué)電容儲(chǔ)能機(jī)制：可分為：雙電層電容--電極表面與電解液間雙電層儲(chǔ)能。

準(zhǔn)電容--電極表面快速的氧化-還原反應(yīng)儲(chǔ)能。儲(chǔ)能原理相應(yīng)的兩類電極—-—組成三種電容器

雙電層電容器正、負(fù)極——多孔炭

準(zhǔn)電容器正、負(fù)極——金屬化合物、石墨、導(dǎo)

電聚合物。壽命短、電壓低混合電容器電壓、能量密度高雙電層電容原理儲(chǔ)能原理雙電層電容原理是指由于正負(fù)離子在固體電極與電解液之間的表面上分別吸附,造成兩固體電極之間的電勢(shì)差,從而實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)。這種儲(chǔ)能原理允許大電流快速充放電,其容量大小隨所選電極材料的有效比表面積的增大而增大。雙電層原理示意圖儲(chǔ)能原理

充電時(shí),在固體電極上電荷引力的作用下,電解液中陰陽離子分別聚集兩個(gè)固體電極的表面;放電時(shí)

,陰陽離子離開固體電極的表面,返回電解液本體。雙電層的厚度取決于電解液的濃度和離子大小。雙電層電容原理雙電層電極、溶液界面結(jié)構(gòu)示意圖Struturediagramoftheinterfacebetweenelectrodeandelectrolyte（法拉弟）準(zhǔn)電容原理是在電極表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸附，脫附或氧化，還原反應(yīng)，產(chǎn)生和電極充電電位有關(guān)的電容。也稱為贗電容。儲(chǔ)能原理此時(shí)的放電和再充電行為更接近于電容器而不是原電池,如:

（1）電壓與電極上施加或釋放的電荷幾乎成線性關(guān)系;

（2）設(shè)該系統(tǒng)電壓隨時(shí)間呈線性變化dV/dt=K,則產(chǎn)生的電流為恒定或幾乎恒定的容性充電電流I=CdV/dt=CK。儲(chǔ)能原理準(zhǔn)電容原理法拉第準(zhǔn)(贗)電容不僅只在電極表面,而且可在整個(gè)電極內(nèi)部產(chǎn)生,因而可獲得比雙電層電容更高的電容量和能量密度。在相同電極面積的情況下,法拉第準(zhǔn)(贗)電容可以是雙電層電容量的10～100倍。儲(chǔ)能原理上述兩種儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)的電容器，也可從其使用的電極材料上進(jìn)行劃分：（1）雙電層電容器(EDLC)通常以炭材料為電極。電容量與電極電位和比表面積的大小有關(guān)，因而常使用高比表面積的活性碳作為電極材料，從而增加電容量。例如，活性碳的表面積可達(dá)1000m2/g，電容量可達(dá)100F/g，且碳材料還具有成本低，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，該類超級(jí)電容在汽車上應(yīng)用也最為廣泛。（2）贗電容以二氧化釕或者導(dǎo)體聚合物等材料為陽極，以氧化還原反應(yīng)的機(jī)制存儲(chǔ)電荷。與雙電層電容器的靜電容量相比，相同表面積下超電容器的容量要大10～100倍，因此可以制成體積非常小、容量大的電容器。但由于貴金屬的價(jià)格高，主要用于軍事領(lǐng)域。制備高性能的超級(jí)電容器有2個(gè)途徑:一是增大電極材料比表面積,從而增大雙電層電容量;

是提高電極材料的可逆法拉第反應(yīng)的機(jī)率,從而提高準(zhǔn)電容

容量。但實(shí)際上對(duì)一種電極材料而言,這2種儲(chǔ)能機(jī)理往往同時(shí)存在,只不過是以何者為主而已

儲(chǔ)能原理特性參數(shù)額定容量：?jiǎn)挝唬悍ɡ‵），測(cè)試條件：規(guī)定的恒定電流充電到額定電壓后保持2-3分鐘，在規(guī)定的恒定電流放電條件下放電到端電壓為零所需的時(shí)間與電流的乘積再除以額定電壓值，即：由于等效串聯(lián)電阻（ESR）比普通電容器大，因而充放電時(shí)ESR產(chǎn)生的電壓降不可忽略。額定電壓：可以使用的最高安全端電壓（如2.3V、2.5V、2.7V以及不久將來的3V），除此之外還有承受浪涌電壓電壓（可以短時(shí)承受的端電壓，通常為額定電壓的105%），實(shí)際上超級(jí)電容器的擊穿電壓遠(yuǎn)高于額定電壓（約為額定電壓的1.5-3倍左右，與普通電容器的額定電壓/擊穿電壓比值差不多。

額定電流：5秒內(nèi)放電到額定電壓一半的電流，除此之外還有最大電流（脈沖峰值電流）最大存儲(chǔ)能量：在額定電壓是放電到零所釋放的能量，以焦耳（J）或瓦時(shí)（Wh）為單位

能量密度：最大存儲(chǔ)能量除以超級(jí)電容器的重量或體積（Wh/kg或Wh/l）

功率密度：在匹配的負(fù)載下，超級(jí)電容器產(chǎn)生電/熱效應(yīng)各半時(shí)的放電功率，用kW/kg或kW/l表示。特性參數(shù)

壽命：在25℃環(huán)境溫度下的壽命通常在90000小時(shí)，在60℃的環(huán)境溫度下為4000小時(shí)，與鋁電解電容器的溫度壽命關(guān)系相似。壽命隨環(huán)境溫度縮短的原因是電解液的蒸發(fā)損失隨溫度上升。壽命終了的標(biāo)準(zhǔn)為：電容量低于額定容量20%，ESR增大到額定值的1.5倍。

循環(huán)壽命：20秒充電到額定電壓，恒壓充電10秒，10秒放電到額定電壓的一半，間歇時(shí)間：10秒為一個(gè)循環(huán)。一般可達(dá)500000次。壽命終了的標(biāo)準(zhǔn)為：電容量低于額定容量20%，ESR增大到額定值的1.5倍。特性參數(shù)等效串聯(lián)電阻：測(cè)試條件：規(guī)定的恒定電流（如1000F以上的超級(jí)電容器規(guī)定的充電電流為100A，200F以下的為3A）和規(guī)定的頻率（DC和大容量的100Hz或小容量的KHz）下的等效串聯(lián)電阻。通常交流ESR比直流ESR小，隨溫度上升而減小。超級(jí)電容器等效串聯(lián)電阻較大的原因是：為充分增加電極面積，電極為多孔化活性炭，由于多孔化活性炭電阻率明顯大于金屬，從而使超級(jí)電容器的ESR較其它電容器的大。

工作與存儲(chǔ)溫度：通常為-40℃-60℃或70℃，存儲(chǔ)溫度還可以高一些。

漏電流：一般為10μA/F返回特性參數(shù)性能比較與普通電容比較

性能超級(jí)電容器普通電容器充電時(shí)間 0.3-若干秒10-3—10-6秒放電時(shí)間 0.3-若干秒10-3—10-6秒比能Wh/kg1-20

<0.1

循環(huán)壽命

>10000>100000

比功率W/kg>1000

<100000

充放電效率0.85-0.98>0.95

性能比較與其他儲(chǔ)能電源比較指標(biāo)鉛酸電池鎳氫電池鋰電池能量型超級(jí)電容器功率型超級(jí)電容器比能量（kWh﹒kg-1）30～4060～80100～12012～154～6比功率（kW﹒kg-1）200～300500～800600～800600～8002000～2500使用溫度（℃）-30～60-20～55-10～60-40～70-30～60安全性好一般一般好好記憶性無弱無無無循環(huán)次數(shù)300～400500～800600～800＞5000200000充電時(shí)間＞2小時(shí)＞2小時(shí)＞2小時(shí)10秒～數(shù)分種10秒～數(shù)分種放電電流一般受溫度影響一般受溫度影響一般受溫度影響不受溫度影響，放電時(shí)間短不受溫度影響，放電時(shí)間短材料1、多孔電容炭材料——超級(jí)電容器的核心4、以減輕重量為中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料3、高性能電解質(zhì)溶液返回主頁1、多孔電容炭材料

性能要求1、高比表面>1000m2/g

理論比電容>250F/g2、高中孔孔容12~40?

400l/g，大于40?的孔容

50l/g，3、高電導(dǎo)率4、高的堆積比重5、高純度灰份<0.1%6、高性價(jià)比7、良好的電解液浸潤(rùn)性二、技術(shù)及電極材料的進(jìn)展材料

已研制的電容炭材料活性炭（粉、纖維、布）

——應(yīng)用最多的電極材料納米碳管碳?xì)饽z活化玻態(tài)炭納米孔玻態(tài)炭1、多孔電容炭材料材料1、多孔電容炭材料石墨烯活性炭?jī)?yōu)勢(shì)：（1）成本較低；（2）比表面積高；（3）實(shí)用性強(qiáng)；（4）生產(chǎn)制備工藝成熟；（5）高比容量，最高達(dá)到500F/g，一般200F/g。性能影響因素：（1）炭化、活化條件，高溫處理；（2）孔分布情況；（3）表面官能團(tuán)（4）雜質(zhì)。研究趨勢(shì)：材料復(fù)合、降低成本1、多孔電容炭材料材料石墨烯材料1、多孔電容炭材料石墨烯的碳原子排列與石墨的單原子層相同，是碳原子以sp2雜化軌道（sp2雜化（英語：sp2

hybridization）是指一個(gè)原子同一電子層內(nèi)由一個(gè)ns軌道和兩個(gè)np軌道發(fā)生雜化的過程）。呈蜂巢晶格（honeycombcrystallattice）排列構(gòu)成的單層二維晶體。材料1、多孔電容炭材料超薄平面石墨烯電容器更能有效發(fā)揮石墨烯片層的雙電層作用新型設(shè)計(jì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)層層堆疊阻礙石墨烯片層的雙電層作用的發(fā)揮石墨烯

2013初，莫納什大學(xué)材料工程學(xué)教授李丹領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研制出了一種能量密度為60kwh/升的新型超級(jí)電容，其能量密度可為目前的超級(jí)電容的12倍左右.材料1、多孔電容炭材料石墨烯對(duì)金屬化合物的性能要求：1、高比表面——多孔，高比能量2、低電阻率——高比功率3、化學(xué)穩(wěn)定性——長(zhǎng)壽命4、高純度——減少自放電5、價(jià)格低——便于推廣應(yīng)用二、技術(shù)及電極材料的進(jìn)展2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料a.貴金屬

貴金屬RuO2電容性能研究使用硫酸電解液；容量高，功率大，成本高。熱分解氧化法380F/g

溶膠-凝膠法768F/g

2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料

添加W、Cr、Mo、V、Ti等的氧化物降低成本復(fù)合后性能高：

WO3/RuO2比容量高達(dá)560F/gRu1-yCryO2xH2O比容量高達(dá)840F/g

活性炭上沉積0.4mm無定形釕膜達(dá)到900F/g2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料b、廉價(jià)金屬取代貴金屬

MnO2材料溶膠-凝膠法制得MnO2水合物在KOH溶液中比容量為689F/g。

NiO材料溶膠-凝膠法制得多孔NiO比容量265F/g。北航做納米Ni(OH)2容量500F/g以上。

Ni(OH)2干凝膠容量900F/g。2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料

多孔V2O5水合物比容量350F/g（在KCl溶液）。

Co2O3干凝膠比容量291F/g（KOH溶液中）。

-Mo2N比容量203F/g。

研究情況：

聚苯胺、聚對(duì)苯、聚并苯、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚亞胺酯

性能特點(diǎn)：可快速充放電、溫度范圍寬、不污染環(huán)境；

穩(wěn)定性、循環(huán)性問題。c、導(dǎo)電聚合物2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料2、準(zhǔn)電容儲(chǔ)能材料材料3、高性能電解質(zhì)溶液

性能要求：分解電壓要高；電導(dǎo)率要高；

電解液的濃度大；電解液的浸潤(rùn)性好；電解液純度高；不與電極反應(yīng)；使用溫度范圍要寬。材料3、高性能電解質(zhì)溶液

電容器電解質(zhì)：水溶液：酸性體系——硫酸堿性體系——?dú)溲趸浻袡C(jī)電解液：Et4NBF4/PC（小型電容器，高溫性能好）

Et4NBF4/AN（大型，大功率、低溫）

LiAlCl4/SOCl2

季磷鹽(R4P+)：電導(dǎo)率高、電化學(xué)穩(wěn)定性好，可以提高電容器的分解電壓(達(dá)5.4～5.5V)。。固體電解質(zhì)：LiCF3SO22N/PEO、RbAg4I53、高性能電解質(zhì)溶液材料4、以減輕重量為中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料

電極設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、特殊用途設(shè)計(jì)：

卷繞式

平板式（單體內(nèi)并結(jié)構(gòu)）

雙極性結(jié)構(gòu)（單體內(nèi)串結(jié)構(gòu)）軟包裝的應(yīng)用模塊化、獨(dú)立功能化設(shè)計(jì)。應(yīng)用玩具、手電筒、潔具、自行車尾燈、音響、助聽器、禮花、充電器、DVD機(jī)、收音機(jī)、冰箱、空調(diào)、背投和液晶電視、洗碗機(jī)、魚漂、消毒柜、電子門鎖、熱水器、燃?xì)庠?、電飯煲、熨衣架、待機(jī)轉(zhuǎn)嫁器、數(shù)碼相框、機(jī)頂盒、微波爐、遙控器、汽車黑匣子公用電器、工業(yè)及醫(yī)療電器：（用作小功率器件的電源）稅控機(jī)、控制器（溫度控制器）、觸摸屏、攝像頭、掃描儀、投影儀、考勤鐘、計(jì)數(shù)器、顯示屏、彩票機(jī)、銀行終端、公汽讀卡器、身份識(shí)別、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、X光機(jī)、磁共振、道釘機(jī)、電焊機(jī)、皮帶機(jī)、激光器、礦燈、工業(yè)儀表、雷管、電動(dòng)工具網(wǎng)絡(luò)通訊：（中型模組、模塊、工作時(shí)間不是很長(zhǎng)的、瞬間工作的）電腦、電話、手機(jī)、信息終端、通訊站、GPS、電力數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)光發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電、變漿、接收轉(zhuǎn)換、太陽能發(fā)電（儲(chǔ)能）、太陽能燈（警示燈、標(biāo)識(shí)燈、道釘燈、地埋燈）、太陽能手電交通工具：摩托車啟動(dòng)、機(jī)車啟動(dòng)、電動(dòng)汽車輔助動(dòng)力、汽車啟動(dòng)、電動(dòng)自行車輔助動(dòng)力、汽車音響、車載監(jiān)控電動(dòng)運(yùn)輸工具動(dòng)力電源動(dòng)力電源：后備電源：開關(guān)柜、直流屏、負(fù)荷調(diào)整電源、故障定位、變頻器、脈沖電源、應(yīng)急燈、救生繩、報(bào)警器、卷簾門、與電池配套電源、斷電保護(hù)能量回收：吊車、礦井、機(jī)車、電梯、抽油機(jī)軍工：戰(zhàn)斗機(jī)、軍車、坦克、雷達(dá)、精準(zhǔn)炮彈、激光炮、電磁炮、警棍應(yīng)用應(yīng)用于智能三表(熱量表、煤氣表、智能水表)傳統(tǒng)的智能水表，在控制水閥開啟和關(guān)斷時(shí)，普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、能量大、自放電率低等。鋰電池使用到一定時(shí)間后，不得不更換電池。需要上門為用戶更換電池或水表，這對(duì)于水表生產(chǎn)廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事。另外，電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的，如果不精確和及時(shí)的監(jiān)測(cè)電池電量，將無法可靠的關(guān)斷水閥，造成無法計(jì)費(fèi)、逃水現(xiàn)象等情況出現(xiàn)。這是內(nèi)部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點(diǎn)，直接影響到它的推廣和使用。用超級(jí)電容代替鋰電池可以解決這個(gè)問題。超級(jí)電容是一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長(zhǎng)，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子（而不依靠化學(xué)反應(yīng)）釋放電流，從而為設(shè)備提供電源。

超級(jí)電容器在智能水表中設(shè)計(jì)電路優(yōu)點(diǎn)如下：

a.將電池從水表中分離出來，從而可以不考慮電池壽命對(duì)水表的影響，延長(zhǎng)了水表的使用時(shí)間。

b.另一方面，超級(jí)電容的大電流放電特性保障了水閥關(guān)斷的可靠性，在外接干電池電量不足時(shí)，仍能利用存儲(chǔ)在超級(jí)電容上的能量將水閥關(guān)斷。

c.以前一味追求的漏電流指標(biāo)，主要是為了保障電池的使用壽命，改用超級(jí)電容后，漏電流指標(biāo)變得不重要。如果電池電量不足，用戶可以隨時(shí)更換。這樣，不僅使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，減少產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)工序，還使產(chǎn)品的成本降低。智能三表、后備電源用超級(jí)電容器太陽能道釘燈太陽能地磚燈太陽能交通警示燈太陽能浮標(biāo)燈太陽能光伏產(chǎn)品種類很多，適合使用超級(jí)電容器的有白天太陽能電池太陽能→電能夜間太陽能燈照明夜間存儲(chǔ)于超級(jí)電容器組中太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用玩具UltracapacitorsandtinyairplanesIT產(chǎn)品無線節(jié)能鼠標(biāo)．免用電池，無廢電池污染問題

．采用超級(jí)電容，充電迅速(90~240秒)

．充飽一次電可以使用60~240分鐘

．充放電次數(shù)>500,000次

．使用27.042MHz免認(rèn)證無線頻段

．256組隨機(jī)隨機(jī)數(shù)配對(duì)碼

．采用磁性連接充電，方便迅速對(duì)位

．充電電力供應(yīng)使用一般USB(5V/500mA)埠

．有效傳送范圍;約3尺(1米)

．每秒擷取圖像1,700次

．每秒位傳輸速度4.8k(bps)

．分辨率800/1000cpi，每秒最高位移24.9inches

．自動(dòng)安裝，無需額外驅(qū)動(dòng)程序

無線手寫板SSD固態(tài)硬盤FeatureofEnterprisemodeldesignSDRAMtocacheFAT+Data.NeedPowerbackuptoflushtoNAND為了確保應(yīng)急照明燈具有節(jié)電、高亮度、長(zhǎng)壽命和不間斷性，采用由直流電源供電的半導(dǎo)體照明燈LED。采用LED燈后，節(jié)約了大量的電能，維修費(fèi)用，同時(shí)也確保了照明質(zhì)量。采用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能元件，確保了應(yīng)急照明燈的超長(zhǎng)壽命和免維護(hù)、可靠性強(qiáng)燈特性。超級(jí)電容取代鋰電池,免維護(hù),免換電,壽命特長(zhǎng).超高可靠性﹐不會(huì)擔(dān)心電池實(shí)效失去電源﹐適合應(yīng)用在要求較高場(chǎng)合﹒提供全整方案.

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10F10F10F電動(dòng)工具–輔助電池使用ColemanFlashcellScrewdriver($80)thisultracapacitor-poweredcordlessscrewdrivercanberechargedinjust90seconds,andits“battery”willlastalifetime.

無繩電動(dòng)螺絲刀–

充電90秒產(chǎn)品主要針對(duì)不長(zhǎng)用業(yè)余用家,但需要快速電及突然大量使用充滿可安裝22只螺絲,用電池可安裝37只螺絲但充電時(shí)間為90秒,電池需要30分鐘以上.如果需要安裝100只螺絲,要等電池充電,超級(jí)電容可不斷快速充電.50萬次充放電壽命,沒有電池般記憶效應(yīng),一輩子不用更換電池.電動(dòng)工具–純超級(jí)電容引入超級(jí)電容器使系統(tǒng)具有夠大的過載能力.電容器有快速充電特性,充電的電源范圍0-52V,可以充分吸收短時(shí),間隙的強(qiáng)大風(fēng)能.及微小風(fēng)能／太陽能條件下的能量.DC/DC充電及控制器保證系統(tǒng)在微風(fēng)的條件吸收的能量在低壓情況下向蓄電池充電.5.DC/DC充電效率高達(dá)85%.PwPavg將劇烈波動(dòng)的能量變成較平滑的能量輸入rectifierFILTERPutility120V/240V50/60HzGnd再生能源-移峰填谷延長(zhǎng)電池壽命減少電池用量不需要用電池提供長(zhǎng)時(shí)間后備電源在動(dòng)力UPS系統(tǒng)中，用超級(jí)電容器作為變頻器或逆變器的直流儲(chǔ)能組件，有蓄電池或電解電容器無可比擬的優(yōu)勢(shì)。尤其在中、高壓時(shí)，避免了由數(shù)十節(jié)甚至上百節(jié)蓄電池串聯(lián)所帶來的一系列問題；和電解電容相比，不但便于維護(hù)，而且降低成本，提高了UPS設(shè)備的可靠性。當(dāng)市電斷開時(shí)，由超級(jí)電容器短時(shí)供電，為逆變器提供直流電壓，供給負(fù)載，同時(shí)為發(fā)電機(jī)啟動(dòng)提供足夠的啟動(dòng)電流﹒發(fā)電機(jī)啟動(dòng)可靠，消除電池作為候備電源帶來不穩(wěn)定因素﹒當(dāng)發(fā)電啟動(dòng)后，超級(jí)電容器在逆變器的直流回路又可以做為一個(gè)超級(jí)濾波器，消除發(fā)電機(jī)在負(fù)載波動(dòng)的條件下電壓的波動(dòng)，如市電高壓、市電低壓、電壓瞬時(shí)落、減幅振蕩、高壓脈沖、電壓波動(dòng)、浪涌電壓、諧波失真、雜波干擾，頻率波動(dòng)等電源問題。從于保證對(duì)負(fù)載供電穩(wěn)定﹒短時(shí)間不間斷電源醫(yī)療便攜電源超級(jí)電容器可以作為便攜式除顫器的放電電容。由電容所提供的大脈沖能量約為200-360J，單方向通過電極的全部電流加到病人身上。發(fā)達(dá)國(guó)家的一些公共場(chǎng)合開始采用便攜式除顫器，這樣可以盡早地挽救生命。其中的儲(chǔ)能電容器以采用超級(jí)電容器為最佳方案，如400J儲(chǔ)能僅需25F即可，即使按100F計(jì)算，其體積也僅僅為Φ25*45mm。由于超級(jí)電容器的電壓很低，可以使用超級(jí)電容模組或用功率變換器將電壓提高到需要的水平。PaceMaker心臟起搏器,用超級(jí)電容加小馬達(dá)充電,永久不用更換電池.+安裝于電動(dòng)自行車上與24V鉛酸電池并聯(lián)使用10只2.7V220F超級(jí)電容最高電壓27V重量非常輕:38克/電容冷起動(dòng):-40oC快速充電:2分鐘內(nèi)腳踏和滑行能量回收效率為90%.電池只有30%.延長(zhǎng)電池壽命達(dá)一倍,環(huán)保超級(jí)電容:充放電壽命為50萬次電動(dòng)自行車電梯應(yīng)急電源

1）用于到達(dá)下一層

2）用于打開門

3）用于呼叫和照明系統(tǒng)

分布式電源

1）重型門

2）修理時(shí)期動(dòng)力供給

3）動(dòng)力平衡

4）減少電梯系統(tǒng)電纜為開啟門提供爆發(fā)動(dòng)力，16x56FUCs使用壽命25年，140,000飛行小時(shí)已經(jīng)通過空中客車公司資質(zhì)證明，于2004年測(cè)試已交付多于100k100F產(chǎn)品設(shè)計(jì)變成140F產(chǎn)品每個(gè)A380上緊急啟動(dòng)16個(gè)門，2個(gè)長(zhǎng)期使用的登機(jī)門，14個(gè)應(yīng)急門。Airbus空中客車公司已證明的解決方案。在地面上，正常操作和緊急操作時(shí)，門必須被打開在飛行時(shí)，門必須被關(guān)上并鎖緊滑道必須在緊急情況被需要的時(shí)候膨脹

工作峰值負(fù)載60A待機(jī)時(shí)間8小時(shí)，（要求低自放電）總能量11000W可預(yù)測(cè)的充電級(jí)別，充電狀態(tài)持續(xù)監(jiān)視門控制器冗余電源限制質(zhì)量和體積航空航天

電動(dòng)汽車XH-150plug-inhybridSUV(1.6L/100km)為電機(jī)啟動(dòng)提供強(qiáng)大啟動(dòng)力距吸收馬達(dá)制動(dòng)過程中能量保護(hù)蓄電池過放電，延長(zhǎng)使用壽命提高電動(dòng)機(jī)車性能如加速，制動(dòng)等超級(jí)電容能在短時(shí)間內(nèi)提供和吸收大的功率，而且能量回收效率高、充放電次數(shù)高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度區(qū)域?qū)挘贿m合頻繁加速和減速的城市交通工況。超級(jí)電容價(jià)格相對(duì)于電池要便宜,適合低成本方案。盡管超級(jí)電容比能量比較低，但是可以通過控制策略的研究，合理地進(jìn)行能量分配超級(jí)電容電動(dòng)游覽車技術(shù)參數(shù)：

電機(jī)輸出功率：5.0kW

充電器配置：150A/90V

超級(jí)電容器組件：組件構(gòu)成：180只單體。組件額定電壓：90V組件工作電壓區(qū)間：90V-55V基本使用工況：

100%充電時(shí)間：≤10分鐘，其后需恒壓充電5分鐘

100%充放電循環(huán)壽命：≥50000次

續(xù)駛里程：20km（100%充電后，時(shí)速30km/h，工作電流30A）上海張江高科技園區(qū)“創(chuàng)新示范線項(xiàng)目”

上海崇明島超級(jí)電容電動(dòng)游覽車示范線項(xiàng)目

電動(dòng)/混合動(dòng)力城市客車提高混合電力、燃料電池的動(dòng)力效率電容用于大量“停走”,加速期間或爬山時(shí)適用于觀光車,市內(nèi)公交車,機(jī)場(chǎng)等每輛車用8-12只48V模塊延長(zhǎng)電池壽命提供大電流放電及停剎車能量回收CDB10/6S型礦用一般型速充式電機(jī)車軍事領(lǐng)域

采用混合電傳動(dòng)技術(shù)的13噸重8輪重型戰(zhàn)術(shù)卡車，該車將電能存儲(chǔ)在超級(jí)電容器中，與同級(jí)別的卡車相比，燃油消耗率降低了20%，并且可以提供100千瓦的可輸出功率。停車時(shí)，發(fā)電機(jī)能夠?yàn)橐粋€(gè)指揮控制中心或一個(gè)野戰(zhàn)醫(yī)院提供所需的電力。一款被稱為“先進(jìn)地面機(jī)動(dòng)車”的新型混合電傳動(dòng)車輛，該車的通用結(jié)構(gòu)與“影子”偵察、監(jiān)視與目標(biāo)指示車（RST-V）相似，車輪由輪轂永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)也采用磁電動(dòng)機(jī)公司的130千瓦永磁水冷發(fā)電機(jī)，此外車上還裝有一個(gè)鋰離子電池組，能夠產(chǎn)生65千瓦的脈沖功率，可以為短程靜默行駛提供動(dòng)力。

超級(jí)電容器配合蓄電池應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)電啟動(dòng)系統(tǒng)，能有效保護(hù)蓄電池，延長(zhǎng)其壽命，減小其配備容量，特別是在低溫和蓄電池虧電的情況下，確保可靠啟動(dòng)。蓄電池在低溫環(huán)境放電能力明顯下降，會(huì)造成坦克戰(zhàn)車無法啟動(dòng)，影響了軍事戰(zhàn)備。超級(jí)電容器的工作溫度范圍寬，可在-40℃環(huán)境工作，保證了電啟動(dòng)系統(tǒng)的正常供電，使坦克戰(zhàn)車一次啟動(dòng)成功艦用聲納/電磁炮戰(zhàn)車混合電傳動(dòng)系統(tǒng)

坦克低溫啟動(dòng)

電磁炮也叫脈沖電源電磁炮，是應(yīng)用電磁加速技術(shù)發(fā)射彈丸的一種“純”電能武器。

軌道式電磁炮發(fā)射原型由兩條平行的導(dǎo)軌組成，彈丸夾在兩條導(dǎo)軌之間。兩軌接入電源，電流經(jīng)一導(dǎo)軌流向彈丸再流向另一導(dǎo)軌產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與電流相互作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的洛侖茲力推動(dòng)彈丸，達(dá)到很高的速度，理論上可以到達(dá)亞光速。只需要一個(gè)超大容積的電容器以滿足需求。瞬間釋放電容器儲(chǔ)藏的電能，獲得巨大的電流，瞬間的電磁感應(yīng)將獲得瞬間驚人的電磁推動(dòng)力。

應(yīng)用電路設(shè)計(jì)充電電路設(shè)計(jì)應(yīng)用（放電）電路設(shè)計(jì)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)充電電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)：充電和管理（實(shí)例）應(yīng)用電路設(shè)計(jì)充電電路設(shè)計(jì)

由于所采用的超級(jí)電容器組是采用400個(gè)單體電容串接而成。在超級(jí)電容器工作在充電狀態(tài)時(shí)，各單體電壓會(huì)因?yàn)楦麟娙輩?shù)不同而存著差異，因此，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)各單體電容的狀態(tài)，通過必要的措施以均衡單體電容電壓。該控制模塊根據(jù)所采集到的各個(gè)單體的相關(guān)物理量（電壓、電流、溫度），對(duì)每一個(gè)單體體電容充電狀態(tài)作出判斷，并對(duì)單體電容進(jìn)行必要的均壓，以防止單體電容充電不足或過充。其中，超級(jí)電容智能充電與管理模塊采用基于CAN協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，將所有的單體電容器進(jìn)行分組，如400個(gè)單體電容可分為40組，每組單體電容個(gè)數(shù)為10