李倩 發表於 2018-08-22 10:56:02
在儲能產品百花齊放的今天，具有超大功率、超大電流、超寬工作範圍、超高安全性、超長壽命等儲能特點的超級電容（法拉級電容）單獨使用，以及與其他儲能產品的複合使用成為主流。對於使用者而言，選擇適合的超級電容至關重要。
在儲能產品百花齊放的今天，具有超大功率、超大電流、超寬工作範圍、超高安全性、超長壽命等儲能特點的超級電容（法拉級電容）單獨使用，以及與其他儲能產品的複合使用成為主流。對於使用者而言，選擇適合的超級電容至關重要。
1.超級電容的特性
讓我們從功率特性、儲能特性、環境特性和安全特性等方面了解下。
超級電容首先是個電容，電容做到法拉級是前所未有的事情。「超級」二字，即與一般的電容相比，其具有超大電能量存儲能力，而同時它還保留了超強的功率特性。這為某些應用——快充快放、快充慢放（長放電時間）、慢充快放提供了機會。
此外，超級電容還具備其他一些獨特的儲能優勢：
環境：超級電容器的工作溫度為-40℃~70℃，基本滿足大部分環境要求；
安全：針刺、擠壓、振動、衝擊、燃燒等都不會爆炸；
壽命：充放電可達1百萬以上循環，一般應用10年以上不成問題。
2.哪些情景會應用到超級電容器？
如果你需要一個器件，具有大功率特性，還需一定能量驅動用電器，長期免維護，在寬的溫度範圍內使用，特別是零下三四十度對安全性要求比較嚴格的場合，是時候選擇一款合適的超級電容。
瞬間大功率，如無人機彈射裝置；
短時間電流供給，如警用手電筒；
頻繁加速（下行）減速（上行）的工況，如制動能量回收裝置；
極端嚴寒天氣或電池失效狀態下的柴油車輛發動；
風力發電、太陽能光熱發電、核能等發電端的備用電源；
各類長壽命、 高可靠、免維護、高功率密度備用電源；
3.選擇超級電容器前應該知道的信息
那麼什麼樣的超級電容器能夠滿足你的需求？超級電容有哪些至關重要的參數呢？以某公司的超級電容產品體系來進行說明。其主要參數有電壓(V)、容量(F)和額定電流（A）。
超級電容具體應用中的功率要求、放電時間及系統電壓變化對器件選擇起決定作用。簡單來說，兩類參數是必須明確: 1)工作電壓範圍；2）功率輸出值或者持續多長時間的電流輸出。
4.如何計算所需超級電容器容量
（1）恆電流，即超級電容工況中的電流和持續時間一定的情況下：
C=It/( Vwork -Vmin)
例如：工作起始電壓 Vwork＝5V；工作截止電壓 Vmin＝4.2V；工作時間 t=10s；工作電源 I＝100mA=0.1A所需電容容量為：
C =0.1*10/(5 -4.2)=1.25F
此種情況選擇容量為5.5V1.5F的產品即可。
（2）恆功率，即功率輸出值一定的情況下
C*ΔU2/2=PT
例如，200KW功率下持續放電10秒，工作電壓範圍為450V-750V，所需電容容量：
C=220kw10/(7502-4502)=11F
故電壓在750V以上11F容量的電容器(儲能系統)能夠滿足此需求。
如計算後的電容容量不在單體範圍內，可將多個超級電容器串並聯組成模組，以滿足客戶具體所需。
多電容器並聯計算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn
多電容器串聯計算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn
5.其他產品選擇的建議
（1）高電壓系列產品在多數情況下具有優勢
多家公司推出的2.85V和3.0V產品，那麼高電壓產品有哪些優勢？
壽命指數（1,000,000循環壽命）不變，相同體積下，比功率和比能量提升。
功率和能量不變的情況下，減少單體數量，降低整體系統重量，實現系統優化設計。
（2）滿足特殊需求
若遇特殊應用需求，單純的電壓值參考意義並不大。例如65℃以上高溫，2.5V系列產品不失為一個好選擇。需要注意的是，同所有電化學元器件一樣，環境溫度會極大影響超級電容器的壽命，高溫環境下每降低10℃，壽命將增加一倍。
本文未對超級電容的結構和電極材料進行說明，因非量化的參數對超級電容的實際選擇意義並不大。需要注意的是，目前尚無萬能的儲能元器件，多種儲能器件複合使用成為最佳選擇。同樣超級電容利用其他儲能器件來發揚自己的優點，揚長避短，也正在成為主流。
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