超chao級ji電dian容rong通tong過guo分fen離li正zheng負fu電dian荷he來lai儲chu存cun能neng量liang，是shi物wu理li方fang法fa儲chu能neng，電dian池chi是shi用yong化hua學xue反fan應ying的de方fang法fa來lai儲chu能neng，所suo以yi電dian池chi的de反fan應ying時shi間jian會hui很hen長chang，超chao級ji電dian容rong容rong量liang大da，充chong放fang電dian速su度du快kuai，而er且qie充chong放fang電dian循xun環huan可ke達da百bai萬wan次ci，非fei常chang適shi合he用yong作zuo備bei用yong電dian源yuan和he提ti供gong峰feng值zhi功gong率lv。

超級電容工作原理

超級電容可以用做後備電源，類似於UPS
，在(zai)係(xi)統(tong)突(tu)然(ran)斷(duan)電(dian)後(hou)
，負(fu)責(ze)在(zai)極(ji)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)為(wei)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)。在(zai)這(zhe)種(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)
，需(xu)要(yao)後(hou)備(bei)電(dian)源(yuan)有(you)快(kuai)速(su)的(de)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)。由(you)於(yu)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)物(wu)理(li)反(fan)應(ying)的(de)方(fang)式(shi)儲(chu)存(cun)電(dian)能(neng)，充(chong)放(fang)電(dian)速(su)度(du)快(kuai)，相(xiang)對(dui)電(dian)池(chi)有(you)著(zhe)更(geng)為(wei)快(kuai)速(su)的(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)。

 
圖1：超級電容用作備用電源示意圖

電池的充放電大概在1小時到10個小時左右，而傳統用於濾波的電容，充放電在0.03秒

，超級電容充放電在1秒左右，基本上是從0.1秒到10秒，這個時間正好是汽車
、吊車刹車或啟動的時間，其他設備比如風力發電中，風輪機變槳的時候要提供能量也是在這個時間段。

在風力發電風輪機變槳時、機車
、電動機、汽車、吊車啟動時需要的能量遠大於其正常工作時需要的能量，超級電容可以輔助電池
、發動機等動力係統提供峰值功率，從而減輕電池或發動機的負擔。沒有超級電容時

，在負載啟動
、維持運行和終止的過程中，能量全部由電池或發動機供給。如果加入了超級電容，負載啟動時需要的峰值功率可以由超級電容承擔。 

 
圖2：超級電容提供峰值功率示意圖

在機車、電動機
、汽車、吊diao車che刹sha車che時shi，超chao級ji電dian容rong可ke以yi重zhong新xin捕bu獲huo能neng量liang。這zhe樣yang

，加jia入ru了le超chao級ji電dian容rong做zuo輔fu助zhu電dian源yuan，可ke以yi提ti高gao能neng量liang利li用yong效xiao率lv
，延yan長chang電dian池chi或huo發fa動dong機ji壽shou命ming。同tong時shi相xiang對dui於yu沒mei有you超chao級ji電dian容rong的de動dong力li係xi統tong，電dian池chi或huo發fa動dong機ji不bu需xu要yao提ti供gong峰feng值zhi功gong率lv，因yin而er尺chi寸cun可ke以yi更geng小xiao。下xia圖tu是shi超chao級ji電dian容rong輔fu助zhu電dian池chi、發動機的工作模式示意圖。

圖3：沒有超級電容的動力係統工作模式
 
圖4：超級電容用作輔助電源的動力係統工作模式

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超級電容提供峰值功率的應用案例

jizhuangxianglongmendiaocheshiyongchaiyoujizuodongli
，danglongmenxialaideshihouyouyigedongneng，tongchangshitongguoshachedianzuhaosandongneng
，shachedianzushigehaonengdianzu
，badianbianchengrehaosandiao。ruguoshiyonglechaojidianrong
，shachededongnengkeyizhuanhuanchengdianneng，tongguoyidingdedianluchongdiandaochaojidianronglimianqu，fanguolaidanglongmenshangshengdeshihoutongguoyidingdenixingdianlubachaojidianrongdenengliangfankuidaodianjilimian。

由(you)於(yu)使(shi)用(yong)了(le)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)提(ti)供(gong)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)，柴(chai)油(you)機(ji)隻(zhi)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)維(wei)持(chi)運(yun)行(xing)的(de)較(jiao)小(xiao)的(de)功(gong)率(lv)
，因(yin)而(er)柴(chai)油(you)機(ji)的(de)尺(chi)寸(cun)可(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)一(yi)半(ban)

，同(tong)時(shi)節(jie)省(sheng)了(le)成(cheng)本(ben)。類(lei)似(si)的(de)應(ying)用(yong)還(hai)包(bao)括(kuo)叉(cha)車(che)、混合動力汽車、輕軌或地鐵。

圖5：超級電容用在集裝箱龍門吊車上麵

自動抄表係統抄表時，數據發送需要非常大的能量，超級電容能夠提供大的能量。下圖是Maxwellchaojidianrongzaizhinengdianbiaoshangdeyingyong，chaojidianrongqudaililizidianchi，shoumingkeyiyanchangyibei，zhanbanmianjibililizidianchixiao。zaizidongchaobiaoxitongzhongdeshuibiaoheqibiaozhong，chaojidianrongpeihedianchi，yanchangshiyongshouming。

 
圖6：超級電容在智能電表中替代電池

選擇合適的超級電容

超級電容的選型和數量配置需要根據不同的應用來判斷，選擇要素包括最大和最小工作電壓
、平均電流
、平均功率
、峰值電流、峰值功率、工作環境溫度、運行時間
、壽命。

超級電容的額定電壓用VR表示
，通過最大工作電壓（Vmax）可以算出需要串聯的超級電容的數量。計算公式為：

 


接下來
，根據平均電流（I，單位為安培）、運行時間（dt，單位為秒）

、最小工作電壓（Vmin），通過下麵公式，就能計算出係統所需要的電容容值的近似值。
 



係統電容值與串聯的每個電容之間的關係用下麵的公式表示：

 


如果使用相同容值的電容
，那麼公式可以簡化為： 。根據這個計算值
，對照產品規格表，可以找出合適的產品。

如果各個電容之間是並聯關係
，係統電容值與單個電容之間的容值關係式為：

 
除此之外

，其他需要考慮的因素有，電容的內阻與瞬時電壓降有關，工作環境溫度會影響電容內阻和壽命。