【正文】
波電流流過超級電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)產(chǎn)生的功率(能量)損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。 圖7 圖8 超級電容器阻抗頻率特性(3)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)(4)最大存儲能量 在額定電壓是放電到零所釋放的能量,以焦耳(J)或瓦時(Wh)為單位(5)能量密度 最大存儲能量除以超級電容器的重量或體積(Wh/kg或Wh/l)(6)功率密度 在匹配的負載下,超級電容器產(chǎn)生電/熱效應各半時的放電功率,用kW/kg或kW/l表示。當兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時,電解液界面上電荷不會脫離電解液,超級電容器為正常工作狀態(tài)(通常為3V以下),如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時,電解液將分解,為非正常狀態(tài)。對于法拉第過程,電荷的存儲靠電子遷移完成,電活性材料發(fā)生了化學變化或氧化態(tài)變化,這些變化遵守法拉第定律并與電極電勢有關(guān)在某種情況下就能產(chǎn)生準電容。雙電層電容的大小與電極電位和表面積的大小有關(guān)。電動公交車在終點停留時間長,通常停留時間約在15~30min。ISE Research一Thunder Volt公司也將Power Cache超級電容器用于其新開發(fā)的重型混合電力推進系統(tǒng)Thundor P、ko該系統(tǒng)是由協(xié)葉Maxwen的Pc2500超級電容器裝到一個用風扇冷卻的鋁套內(nèi)。 在意大利,菲亞特汽車公司應用鉛酸蓄電池和超級電容組合驅(qū)動旗下Cinquecento Elctra 車型,性能測試結(jié)果顯示,在完整 ECE 行駛循環(huán)下該車型節(jié)能 14%,在市區(qū)和郊區(qū)行駛工況下分別節(jié)能 40%和 20%。特斯拉(Tesla)公司和鳳凰汽車(Phoenix Motorcars)公司分別推出了高性能的純電動跑車和純電動運動貨車。我國車輛眾多,一些大中型城市道路擁擠,大氣污染嚴重。電能作為清潔能源若大規(guī)模的應用在汽車上,不僅可以減輕污染,也可以在一定程度上緩解能源緊張問題。如果讓蓄電池滿足大電流和高功率要求,蓄電池的體積和質(zhì)量都要增加,這樣不但給電動汽車增加了重量,而且整車的成本也會增加。2009 年到 2012 年在東京地區(qū)累計建設 1000 個充電站。(a)超級電容器組 (b)并聯(lián)型混合電動汽車 超級電容器組由35個超級電容器單元組成,超級電容器單元的個數(shù)主要由電氣系統(tǒng)逆變器的功率所決定。 在我國,北京有色金屬研究總院、錦州電力電容器有限責任公司、北京科技大學、北京化工大學、北京理工大學、北京金正平公司、解放軍防化院、哈爾濱巨容公司、上海奧威公司等也在開展電動車用超級電容器的開發(fā)研究士作,國家“十五”計劃,“863”電動汽車重大專項攻關(guān)中已將電動車用超級電容器的開發(fā)列人發(fā)展計劃。,總充電時間12~min。相同電極面積下,贗電容可以是雙電層電容量的 10~100倍。 充電迅速,使用便捷?!? 圖3雙電層電容原理 圖4超級電容器儲能系統(tǒng)原理圖 由于超級電容器的結(jié)構(gòu)及工作原理使其具有如下特點: 圖5 超級電容器結(jié)構(gòu)框圖 ①.電容量大,超級電容器采用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極,與電解液接觸的面積大大增加,根據(jù)電容量的計算公式,那么兩極板的表面積越大,則電容量越大。其原因是:一般電容器的電荷是導體中的以電子導電方式建立或泄放,而超級電容器的電荷的建立或泄放是以介質(zhì)中的離子或介質(zhì)電離極化實現(xiàn),響應速度相對慢;大容量電容器在制造時均采用卷繞工藝,寄生電感相對無感電容器大。 晶閘管又叫可控硅,由四層半導體材料組成的,有三個PN結(jié),對外有三個電極:第一層P型半導體引出的電極叫陽極A,第三層P型半導體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導體引出的電極叫陰極K。傳統(tǒng)的常采用電壓型控制,電壓型控制只對輸出電壓采樣,并作為反饋信號實現(xiàn)閉環(huán)控制,以穩(wěn)定輸出電壓。它的基本原理是通過對電力電子器件的通斷控制,將直流電壓斷續(xù)地加到負載上,通過改變占空比D來改變輸出電壓的平均值。總之,全橋電路比較適用于高壓輸入的大功率場合[9]。采用大電流充電時,由于超級電容串聯(lián)等效電阻Res的存在, 會使超級圖42超級電容等效電路電容的充電效率一定程度的降低,因此需要考慮充電電流對超級電容的工作效率的影響,通常很小,一般只有幾Ω。充電時情況剛好相反,充電時隨著SOC 值上升電壓升高,電流逐漸減小,其具體變化如圖44所示,超級電容的電流變化近似呈線性關(guān)系[13]。參考文獻. 電子電力學[D]. 高等教育出版社, 2003 ,687,陳偉,葉輝萍,等. 加裝超級電容純電動汽車的性能分析[J]. 機械工程學報, 2005, 41( 12) : 8286.,孫逢春,張承寧,等. 純電動大客車超級電容器參數(shù)匹配與實驗[J]. 電源技術(shù), 2004, 28( 8) : 483486, 507. 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For many years,Practice has proved that the present stage still exists electrochemical battery internal resistance is high, the life is short, high and low temperature working ability some shortings , cannot fundamentally turned over Short trip range of pure electric vehicles and to accelerate the problem of poor performance, greatly limits the application of pure electric vehicles. The super capacitor with internal resistance Low, high work efficiency, and long cycle life, more suitable for large current charge and discharge frequently applications . In recent years, the electricity Capacity in the automotive application gradually bee a hot research topic in the field of energy, especially in hybrid vehicles, fuel cell cars and pure electric vehicles For the auxiliary energy, bee the important direction of the electric car . Pure electric vehicle has such outstanding advantages as energy saving, low noise, zero emission, is one of the important direction of the development of new energy vehicles. Years of practice has proved that the present electrochemical batteries remain high internal resistance, short service life, high and low temperature working ability some shortings, can not fundamentally solve the short trip range of pure electric vehicles and to accelerate the problem of poor performance, greatly limits the application of pure electric vehicles. Super capacitor with low resistance, high working efficiency, and long cycle life, more suitable for large current charge and discharge frequently applied fields. In recent years, the super capacitor in the automotive application gradually bee a hot research topic in the field of energy, especially in hybrid vehicles, fuel cell cars and pure electric vehicles as a supplementary energy, bee the important direction of the electric posite power electric vehicle research covers the pure electric vehicles, hybrid electric vehicle and fuel cell electric vehicles and other direction,Research content including posite power supply performance of each ponent in the experiment, modeling, and how to system parameters matching and the study of parts to control. Such as: (1) the fuel cell and hybrid cars onboard posite research aspe