超級電容器作為與蓄電池相提并論的儲能器件,Z顯著的特性是功率密度高,容量大,可快速充電,大電流放電,可充放電次數多(50萬次),安全,環保。缺點是體積大,能量密度低,自放電率高,單體耐壓低。而且跟蓄電池相比,與其它電容相同,放電過程中它的電壓是持續下降的。 基于以上特點,超級電容器不適合作為主要能量存儲單元,而是在能量回收系統,改善啟動性能方面廣泛應用。 電容器的充電有兩種方式:固定電阻和固定電流方式。固定電阻方式比較簡單,但在電阻上的損失功率比較大,而且充電慢,一般在預充電(per-charge)時用。固定電流充電,跟鋰電池的充電類似,但充電電流可以大得多。 根據超級電容器的特性,它的主要應用之一就是與動力電池并聯,在負載突然增大時提供大電流。典型的并聯方式如下圖:
電機正常工作時由鋰電池組提供電流,這個額定電流由電池的特性決定。同時系統啟動時通過充電電路,由電池向超級電容器充電。
當電機啟動,或者負載突然增加時,這時電機需要的電流是額定電流的幾倍。而對于電池來講,突然提供一個很大的電流將會使電池電壓迅速降低,從而電機的性能不能達到正常水平。
如果如上圖所示并聯了超級電容器,那么這個突然增加的電流可以由電容器提供。這樣,電池兩端電壓變化,電池流出的電流變化都會大大減小,不僅對改善電機的性能有很大幫助,對于電池壽命的影響也大大減小。
下面兩張圖是汽車啟動時,電池端并聯超級電容器前后電池電壓和電流的比較??梢悦黠@的看出,有了超級電容器,電池的瞬間輸出功率顯著增加。
作為鋰電池,能夠提供的瞬間電流跟鉛蓄電池相比要小得多,所以在以鋰電池為動力的電動汽車或者混合動力車上,配合超級電容器使用應該是不錯的選擇。 至于選擇的容量,需要根據電池,電機的功率來計算,并且要經過在各種情況下的試驗之后才能確定。畢竟這東西,容量小了達不到理想效果,容量大了,浪費錢。
使用超級電容器有效提供高功率脈沖輸出的主要擔當,動力電池的壽命自然更長,就更容易用輸出功率稍差一點的電池成功完成使用的目的。