超级电容器因为其功率密度高、充放电时刻短、循环寿数长、作业温度规模宽等杰出长处，在轿车范畴和天然动力收集等范畴得到广泛的运用。而关于超级电容，你对它的了解有多少呢？本文将从超级电容作业原理和特色、挑选及其大功率特性运用进行解析，让咱们愈加了解超级电容。
超级电容作业原理和特色
超级电容是一种电容量很大的电容器。电容器的电容量取决于电极间间隔和电极表面积，为了取得更大的电容量，超级电容尽可能地缩小电极间间隔、添加电极表面积。
当两极板间电势低于电解液的氧化复原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常作业情况；若电容器两头电压超越电解液的氧化复原电极电位时，电解液将分化，为非正常情况。跟着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液界面上的电荷呼应削减。不同于运用化学反应的蓄电池，超级电容器的充放电进程是物理进程，没有化学反应。所选用资料安全、无毒。
超级电容能够在数十秒到数分钟内快速充电，充放电寿数很长，可达50万次，或9万小时；能够供给很高的放电电流，如2700F的超级电容器额外放电电流不低于950A，放电峰值电流可达1680A。蓄电池一般不能有如此高的放电电流，不然寿数将大大缩短。
超级电容器能够在很宽的温度规模内正常作业（-40℃～+70℃）；能够恣意并联运用来添加电容量，如采纳均压办法后，还能够串联运用。
超级电容的挑选
许多用户都遇到相同的问题，便是怎样核算必定容量的超级电容在以必定电流放电时的放电时刻，或许依据放电电流及放电时刻，怎样挑选超级电容的容量，下面咱们给出简略的核算公司，用户依据这个公式，就能够简略地进行电容容量、放电电流、放电时刻的计算，十分地便利。
超级电容器的两个首要运用：高功率脉冲运用和瞬时功率坚持。高功率脉冲运用的特征：瞬时流向负载大电流；瞬时功率坚持运用的特征：要求继续向负载供给功率，继续时刻一般为几秒或几分钟。瞬时功率坚持的一个典型运用：断电时磁盘驱动头的复位。不同的运用对超电容的参数要求也是不同的。高功率脉冲运用是运用超电容较小的内阻（R），而瞬时功率坚持是运用超电容大的静电容量（C）。
下面供给核算公式和运用实例：
1. C（F）： 超电容的标称容量；
2. R（Ohms）：超电容的标称内阻；
3. ESR（Ohms）：1KZ 下等效串联电阻；
4. Uwork（V）：在电路中的正常作业电压
5. Umin（V）：要求器材作业的最小电压；
6. t（s）： 在电路中要求的坚持时刻或脉冲运用中的脉冲继续时刻；
7. I（A）： 负载电流；
8. Udrop（V）：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；
瞬时功率坚持运用
超电容容量的近似核算公式，该公式依据，坚持所需能量=超电容削减能量。
坚持期间所需能量=1/2I（Uwork+ Umin）t；
超电容削减能量=1/2C（Uwork2 -Umin2），
因此，可得其容量（疏忽由IR 引起的压降）C=（Uwork+ Umin）t/（Uwork2 -Umin2）
如单片机运用体系中，运用超级电容作为后备电源，在掉电后需求用超级电容保持100mA的电流，继续时刻为10s，单片机体系截止作业电压为4.2V，那么需求多大容量的超级电容能够确保体系正常作业？
由以上公式可知：
作业开始电压 Vwork=5V；作业截止电压 Vmin=4.2V；作业时刻 t=10s；作业电源 I=0.1A所需电容容量为：
C=（Vwork+ Vmin）It/（ Vwork2 -Vmin2）
=（5+4.2）*0.1*10/（52 -4.22）
=1.25F
依据核算结果，能够挑选5.5V 1.5F电容就能够满意需求了。
超级电容的大功率特性运用
1、低温发动
在我国北方的冬天，因气温过低，以蓄电池作为发动电源的重卡、坦克、坦克车等常常难以发动。在低温环境下放电才能显着下降、内阻急剧添加会导致蓄电池低温大电流放电功能及输出功率下降，形成车辆发动困难（时刻长），乃至无法发动，影响正常的作业和军事战备。超级电容具有在-40～+70℃温度规模内正常作业的特性，能够为低温发动供给优异的解决方案，并能够起到保护蓄电池、延伸蓄电池运用寿数的效果。
事例：我军某型步卒战车、俄罗斯陆军的坦克坦克车辆在酷寒环境中发动就广泛选用超级电容器应急发动电源体系，完成了战车在低温负四十度条件下的紧迫发动。
2、飞机发动
现在军用飞机（包括直升飞机）发动用电源车首要存在的问题是在某些冲击或浪涌情况下发电机输出功率无法满意要求，形成发动机转速和输出功率急速下降乃至熄火。关于蓄电池发动车，可直接和蓄电池并联超级电容器模组，以供给飞机发动机发动瞬间所需的大电流，进步发动功能和战时便携机动功能，缩短发动时刻，下降瞬间大电流对蓄电池形成的危害。
事例：在5.12汶川地震抢险救灾中，运用超级电容器作为直升机的发动电源起到关键效果，取得军方的好评。
3、在近防兵器中的运用
舰载和陆基近程高速防空火炮体系运用的是外挂电源体系，需求电池等储能器材组成储能体系，但因为火炮在射击进程中需求瞬时大功率的能量支撑，电池的功率功能较差，频频大功率放电必然使其寿数急剧衰减，一起电池还存在需定时进行保护、高低温功能差等一系列问题。超级电容用具有比脉冲功率较蓄电池高近十倍，能够完成频频大功率放电，免保护，高低温功能好及比容量高出一般电容器百倍以上等许多长处，使其可作为代替电池的功能优异的储能器材。
4、在车辆加快、爬坡等情况中的运用
车用蓄电池有必要具有必定的容量来满意车辆的规划需求，一起还有必要具有必定的峰值功率特性来满意轿车在加快和爬坡等特别情况下的需求。车辆内行驶进程中因为忽然加快、制动或爬坡、载重等恶劣条件形成的高功率负载情况需求蓄电池来完成高功率放电，而蓄电池的高功率功能缺乏，即便能完成大功率放电，也对其寿数有影响，假如运用超级电容器与蓄电池并联，发挥超级电容的大功率优势，能够有效地补偿电池功率缺乏的问题。
