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      超級電容在汽車啟動中的應用前景廣闊

      發布時間:2010-01-07 來源:電子元件技術網

      機遇與挑戰:
      • 超級電容器是能量儲存領域的一項革命性發展
      • 將在某些領域取代傳統蓄電池
      • 超級電容器與蓄電池并聯可以很好地解決汽車啟動的問題
      市場數據:
      • 可充放電10萬次以上而不需要任何維護和保養
      • 壽命長達十年以上


      超級電容(supercapacitor,ultracapacitor),又叫雙電層電容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黃金電容、法拉電容,通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件,但在其儲能的過程并不發生化學反應,這種儲能過程是可逆的,也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。

      超級電容具有電阻很小、壽命超長、安全可靠、儲能巨大、充電快速的特點。它是近十幾年隨著材料科學的突破而出現的新型功率型儲能元件,批量生產不過幾年時間。

      世界著名科技期刊美國《探索》雜志2007年1月號,將超級電容器列為2006年世界七大技術發現之一,認為“超級電容器是能量儲存領域的一項革命性發展,并將在某些領域取代傳統蓄電池”。

      超級電容作為一種新型儲能裝置,具有超級儲電能力。

      在儲能機理上,高度可逆,壽命很長,可千萬次反復地充、放電,而且有很大的電流;具有很寬的電壓范圍和工作溫度范圍。

      它兼具傳統電容器的大電流快速充放電特性與電池的儲能特性,填補了普通電容器與電池之間比能量與比功率的空白,其放電比功率較蓄電池高近十倍,彌補了鋁電解電容和可充電電池之間的技術缺口,同時又克服了兩者的缺陷,既具有電池的能量貯存特性,又具有電容器的功率特性,它比傳統電解電容器的能量密度高上千倍,可達1000W/kg數量級,而漏電流小數千倍。

      它具有高至數千法拉甚至上萬法拉的超大電容量,儲電能量大、時間長;能夠瞬間釋放數百至數千A電流,大電流放電甚至短路也不會對其有任何影響;可充放電10萬次以上而不需要任何維護和保養,壽命長達十年以上。

      它可用于以極大電流瞬間放電的工作狀態,而不易產生發熱著火等現象;充電時間很短,可在幾秒之內完成,是一種理想的大功率二次電源。

      它可在極低溫等極端惡劣的環境中使用,并且無環境污染,具有安全可靠、適用范圍寬、綠色環保、易維護等特點,是改善和解決電能動力應用的突破性元器件。

      蓄電池是汽車中的關鍵電器部件,其性能直接影響汽車的啟動。現在的汽車啟動無一例外地采用啟動電動機啟動方式。

      在啟動瞬間,由于電動機轉速為零,不產生感生電勢,故啟動電流:
      I=E/(RM+RS+RL)
      其中:E為蓄電池電壓,RM為啟動電機的電阻,RS為蓄電池內阻、RL為線路電阻。

      由于RM、RS、RL均非常低,所以啟動電流非常大。例如:用12V、45Ah的蓄電池啟動1.9L的汽車,蓄電池的電壓在啟動瞬間由12.6V降到約3.6V,啟動瞬時的電流達550A10倍以上高倍率放電:對蓄電池的損傷明顯造成極強的電磁干擾引起電氣設備掉電,計算機死機解決的方案之一是加大蓄電池的容量,但需要增加很多,并使其體積增大這并不是好的選擇。

      將超級電容器與蓄電池并聯可以很好地解決這個問題。





      其他汽車電子領域,對電容器的耐高溫、耐復雜環境和高可靠性方面有很高要求,也為電容器的應用提供市場。

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