超級(jí)電容最全面應(yīng)用及方案課件

超級(jí)電容模塊如果需要以下其中一項(xiàng),超級(jí)電容就最適合.要求瞬間比較大電流放電.如USB產(chǎn)品要用0.5A以上電流,閃光燈,電動(dòng)工具.要用電池,但永遠(yuǎn)不更換,免維護(hù).如太陽能道釘燈、地埋燈.智能水,電,氣表要求快速充電,如警衛(wèi)手電筒,玩具,電動(dòng)工具要求充放次數(shù)多過電池,浮充也不需要更換電池,如應(yīng)急燈要求在零下40度也能正常保持能量工作,如汽車/電動(dòng)車泠起動(dòng)要求將微弱至大電流能量快速回收,如獨(dú)力太陽能發(fā)電,節(jié)能電梯,環(huán)保汽車要求輕的移動(dòng)電源,如遙控飛機(jī)要求比電池安全,永遠(yuǎn)不會(huì)爆炸的儲(chǔ)能產(chǎn)品你要超級(jí)電容嗎?(在有記憶儲(chǔ)存功能的電子產(chǎn)品中做后備電源，數(shù)據(jù)保護(hù)和備份，適用于帶CPU的）玩具、手電筒、潔具、自行車尾燈、音響、助聽器、禮花、充電器、DVD機(jī)、收音機(jī)、冰箱、空調(diào)、背投和液晶電視、洗碗機(jī)、魚漂、消毒柜、電子門鎖、熱水器、燃?xì)庠睢㈦婏堨?、熨衣架、待機(jī)轉(zhuǎn)嫁器、數(shù)碼相框、機(jī)頂盒、微波爐、遙控器、汽車黑匣子公用電器、工業(yè)及醫(yī)療電器：（用作小功率器件的電源）稅控機(jī)、控制器（溫度控制器）、觸摸屏、攝像頭、掃描儀、投影儀、考勤鐘、計(jì)數(shù)器、顯示屏、彩票機(jī)、銀行終端、公汽讀卡器、身份識(shí)別、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、X光機(jī)、磁共振、道釘機(jī)、電焊機(jī)、皮帶機(jī)、激光器、礦燈、工業(yè)儀表、雷管、電動(dòng)工具網(wǎng)絡(luò)通訊：（中型模組、模塊、工作時(shí)間不是很長的、瞬間工作的）電腦、電話、手機(jī)、信息終端、通訊站、GPS、電力數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)光發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電、變漿、接收轉(zhuǎn)換、太陽能發(fā)電（儲(chǔ)能）、太陽能燈（警示燈、標(biāo)識(shí)燈、道釘燈、地埋燈）、太陽能手電交通工具：摩托車啟動(dòng)、機(jī)車啟動(dòng)、電動(dòng)汽車輔助動(dòng)力、汽車啟動(dòng)、電動(dòng)自行車輔助動(dòng)力、汽車音響、車載監(jiān)控后備電源：開關(guān)柜、直流屏、負(fù)荷調(diào)整電源、故障定位、變頻器、脈沖電源、應(yīng)急燈、救生繩、報(bào)警器、卷簾門、與電池配套電源、斷電保護(hù)能量回收：吊車、礦井、機(jī)車、電梯、抽油機(jī)軍工：戰(zhàn)斗機(jī)、軍車、坦克、雷達(dá)、精準(zhǔn)炮彈、激光炮、電磁炮、警棍應(yīng)用廣泛應(yīng)用于智能三表(熱量表、煤氣表、智能水表)傳統(tǒng)的智能水表，在控制水閥開啟和關(guān)斷時(shí)，普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、能量大、自放電率低等。鋰電池使用到一定時(shí)間后，不得不更換電池。需要上門為用戶更換電池或水表，這對于水表生產(chǎn)廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事。另外，電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的，如果不精確和及時(shí)的監(jiān)測電池電量，將無法可靠的關(guān)斷水閥，造成無法計(jì)費(fèi)、逃水現(xiàn)象等情況出現(xiàn)。這是內(nèi)部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點(diǎn)，直接影響到它的推廣和使用。用超級(jí)電容代替鋰電池可以解決這個(gè)問題。超級(jí)電容是一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子（而不依靠化學(xué)反應(yīng)）釋放電流，從而為設(shè)備提供電源。

超級(jí)電容器在智能水表中設(shè)計(jì)電路優(yōu)點(diǎn)如下：

a.將電池從水表中分離出來，從而可以不考慮電池壽命對水表的影響，延長了水表的使用時(shí)間。

b.另一方面，超級(jí)電容的大電流放電特性保障了水閥關(guān)斷的可靠性，在外接干電池電量不足時(shí)，仍能利用存儲(chǔ)在超級(jí)電容上的能量將水閥關(guān)斷。

c.以前一味追求的漏電流指標(biāo)，主要是為了保障電池的使用壽命，改用超級(jí)電容后，漏電流指標(biāo)變得不重要。如果電池電量不足，用戶可以隨時(shí)更換。這樣，不僅使電路設(shè)計(jì)簡化，減少產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)工序，還使產(chǎn)品的成本降低。智能三表、后備電源用超級(jí)電容器太陽能道釘燈太陽能地磚燈太陽能交通警示燈太陽能浮標(biāo)燈太陽能光伏產(chǎn)品種類很多，適合使用超級(jí)電容器的有白天太陽能電池太陽能→電能夜間太陽能燈照明夜間存儲(chǔ)于超級(jí)電容器組中太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用玩具UltracapacitorsandtinyairplanesIT產(chǎn)品無線節(jié)能鼠標(biāo)．免用電池，無廢電池污染問題

．采用超級(jí)電容，充電迅速(90~240秒)

．充飽一次電可以使用60~240分鐘

．充放電次數(shù)>500,000次

．使用27.042MHz免認(rèn)證無線頻段

．256組隨機(jī)隨機(jī)數(shù)配對碼

．采用磁性連接充電，方便迅速對位

．充電電力供應(yīng)使用一般USB(5V/500mA)埠

．有效傳送范圍;約3尺(1米)

．每秒擷取圖像1,700次

．每秒位傳輸速度4.8k(bps)

．分辨率800/1000cpi，每秒最高位移24.9inches

．自動(dòng)安裝，無需額外驅(qū)動(dòng)程序

無線手寫板SSD固態(tài)硬盤FeatureofEnterprisemodeldesignSDRAMtocacheFAT+Data.NeedPowerbackuptoflushtoNAND車載POS機(jī)的時(shí)鐘電源：時(shí)鐘芯片供電電池必須是可充電方式。一般的紐扣電池的使用壽命是二年，由于電池內(nèi)電能隨著使用時(shí)間逐步衰減，當(dāng)電能衰減到一定程度時(shí)，會(huì)影響計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)度，甚至?xí)斐蓵r(shí)鐘數(shù)據(jù)丟失歸初始狀態(tài)。由于IC卡內(nèi)寫有有效期，由于POS機(jī)時(shí)鐘的誤差，會(huì)發(fā)生鎖卡的現(xiàn)象，這會(huì)對持卡人帶來一些不便。嚴(yán)重時(shí)會(huì)干擾發(fā)卡部門的正常工作。(目前徐州就處于這種狀況)此外，每二年對POS機(jī)進(jìn)行一次更換時(shí)鐘電池的工作量也非常大，如采用可充電時(shí)鐘電源采用超級(jí)電容（1.5F）,其優(yōu)點(diǎn)是：使用時(shí)間長，可與POS同壽命，在POS機(jī)使用壽命周期內(nèi)不需要更換，輸出電壓電流穩(wěn)定，確保時(shí)鐘精準(zhǔn)和車載POS機(jī)工作正常。目前國內(nèi)的機(jī)具型號(hào)較舊，都采用不可充電方式，右圖是華捷公司車載刷卡終端

車載刷卡終端Automobileaftermarket汽車后裝市場

CarAudio,Braim'sUltraCapacitor,HQR-1.3F,madeinJapanUS$170-$225MarketPriceFaradayFlashlight-LinearGeneratorwithultracapacitorflashlightLightforLife?FlashlightUC3.400Description:LENGTH-11.5in,29.2cmBARRELDIAMETER-13/4in,4.5cmHEADDIAMETER(ATWIDESTPOINT)-2.75in,7cmWEIGHT-Approx.16oz.Madeofdurablepolymer.Impact,abrasion,andwaterresistantRechargesin90Seconds.Runtime=120minutesContains3xGREE1WLED’sratedformorethan50,000hours.UtracapacitorLife:50,000CyclesLED快充/動(dòng)能手電筒

LED快充/動(dòng)能手電筒

美國SuperiorToolCo設(shè)計(jì).與7.2V電池并聯(lián)使用,提供初始大電流供電滿足沖擊大電流供電需求,保護(hù)電池,延長電池壽命充滿情況下,可切割100次,每次約3-5秒,相對沒有超級(jí)電容要5秒以上快每次充完電的切割數(shù)量提高30%

10F10F10F電動(dòng)工具–輔助電池使用引入超級(jí)電容器使系統(tǒng)具有夠大的過載能力.電容器有快速充電特性,充電的電源范圍0-52V,可以充分吸收短時(shí),間隙的強(qiáng)大風(fēng)能.及微小風(fēng)能／太陽能條件下的能量.DC/DC充電及控制器保證系統(tǒng)在微風(fēng)的條件吸收的能量在低壓情況下向蓄電池充電.5.DC/DC充電效率高達(dá)85%.PwPavg將劇烈波動(dòng)的能量變成較平滑的能量輸入rectifierFILTERPutility120V/240V50/60HzGnd再生能源-移峰填谷18再生能源-太陽能延長電池壽命減少電池用量不需要用電池提供長時(shí)間后備電源在動(dòng)力UPS系統(tǒng)中，用超級(jí)電容器作為變頻器或逆變器的直流儲(chǔ)能組件，有蓄電池或電解電容器無可比擬的優(yōu)勢。尤其在中、高壓時(shí)，避免了由數(shù)十節(jié)甚至上百節(jié)蓄電池串聯(lián)所帶來的一系列問題；和電解電容相比，不但便于維護(hù)，而且降低成本，提高了UPS設(shè)備的可靠性。當(dāng)市電斷開時(shí)，由超級(jí)電容器短時(shí)供電，為逆變器提供直流電壓，供給負(fù)載，同時(shí)為發(fā)電機(jī)啟動(dòng)提供足夠的啟動(dòng)電流﹒發(fā)電機(jī)啟動(dòng)可靠，消除電池作為候備電源帶來不穩(wěn)定因素﹒當(dāng)發(fā)電啟動(dòng)后，超級(jí)電容器在逆變器的直流回路又可以做為一個(gè)超級(jí)濾波器，消除發(fā)電機(jī)在負(fù)載波動(dòng)的條件下電壓的波動(dòng)，如市電高壓、市電低壓、電壓瞬時(shí)落、減幅振蕩、高壓脈沖、電壓波動(dòng)、浪涌電壓、諧波失真、雜波干擾，頻率波動(dòng)等電源問題。從于保證對負(fù)載供電穩(wěn)定﹒短時(shí)間不間斷電源EnergyHarvestingPowercastRFEnergyHarvestingModuleThiswirelesspowermodulecombinesPowercast'sRFenergy-harvestingtechnologywithasupercapacitortocreateaperpetual,battery-freepowersourceforthewirelesssensorscommonlyusedinsecurity,environmentalandcondition-monitoringsystems.Themoduleintegratesapowerreceivingantenna,aPowercastPowerharvestertoconverttheradiowavesintolowDCpowerandasupercapacitor.Thesupercapacitorstorestheharvestedenergyandprovidespeaktransmissionpowertoawirelesssensor/transmitterboardsuchastheTexasInstrumentseZ430-RF2500T.Perpetuum'sPMG17vibrationenergy-harvestingmicro-generator,togetherwithasupercapacitor,allowwirelesssensorsystemmanufacturerstodesignbattery-freeconditionmonitoringsystemsthatcollectandreportdataonmachineryforimprovedassetmanagement.ThePMG17microgeneratorconvertsunusedmechanicalvibrationintoalowbutsteadysourceofelectricalenergy.ThesupercapacitorthenstorestheenergyanddeliversthepeakpowerneededtotransmitsensorconditiondataoverwirelessnetworkssuchasIEEE802.15.4(Zigbee)and802.11(WLAN).Togethertheycanpowerwirelesssensornodesindefinitely.Energyharvestingistheprocessbywhichenergyisderivedfromexternalsources(e.g.,solarpower,thermalenergy,windenergy,salinitygradients,andkineticenergy),captured,andstored.Energyharvesterscurrentlydonotproducesufficientenergytoperformmechanicalwork,butinsteadprovideverysmallamountofpowerforpoweringlow-energyelectronics.+安裝于電動(dòng)自行車上與24V鉛酸電池并聯(lián)使用10只2.7V220F超級(jí)電容最高電壓27V重量非常輕:38克/電容冷起動(dòng):-40oC快速充電:2分鐘內(nèi)腳踏和滑行能量回收效率為90%.電池只有30%.延長電池壽命達(dá)一倍,環(huán)保超級(jí)電容:充放電壽命為50萬次電動(dòng)自行車電梯應(yīng)急電源

1）用于到達(dá)下一層

2）用于打開門

3）用于呼叫和照明系統(tǒng)

分布式電源

1）重型門

2）修理時(shí)期動(dòng)力供給

3）動(dòng)力平衡

4）減少電梯系統(tǒng)電纜大型風(fēng)力電動(dòng)變槳系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模式電源供應(yīng)能量存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)變頻器AC交流變槳發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)槳葉旋轉(zhuǎn)角度的控制：1、調(diào)整槳葉角度，以便產(chǎn)生最佳功率2、空氣制動(dòng)，緊急情況下的停止電變槳系統(tǒng)的變槳電源-40oC工作永不需要更換電池風(fēng)光儲(chǔ)新能源上網(wǎng)系統(tǒng)100MW50MW20MWDVR(動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償)-40oC泠儲(chǔ)存新能源延長蓄電池壽命RecommendationEnergyBridgeUPS,Palmdale電梯

應(yīng)急電源1.用于到達(dá)下一層2.用于打開門3.用于呼叫和照明系統(tǒng)4.電梯節(jié)能:向下動(dòng)能儲(chǔ)存

分布式電源1.重型門2.修理時(shí)期動(dòng)力供給3.動(dòng)力平衡4.減少電梯系統(tǒng)電纜能量存儲(chǔ)系統(tǒng):獨(dú)立的工作方式或設(shè)計(jì)在車輛能量系統(tǒng)中Timet1車輛制動(dòng)時(shí)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量儲(chǔ)存起來Timet2車輛起動(dòng)、加速時(shí)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)傳遞所需的能量應(yīng)用:車輛加速時(shí)，分時(shí)傳遞制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量方案:可采用獨(dú)立工作方式，也可設(shè)計(jì)在車輛本身的能量系統(tǒng)中優(yōu)點(diǎn):通過減少主能源的消耗從而降低實(shí)際使用成本HHH獨(dú)立工作方式能量存儲(chǔ)系統(tǒng)輕軌和地鐵能量回收系統(tǒng)KomatsuHybridexcavator混合動(dòng)力挖掘機(jī)(工程,采礦等重型機(jī)械)節(jié)能平均25%.最多41%轉(zhuǎn)動(dòng)/剎車能量蓄存大電流放電協(xié)助馬達(dá)/發(fā)動(dòng)機(jī)工作叉車純電動(dòng)(電池+超級(jí)電容器)燃料電池–超級(jí)電容器系統(tǒng)柴油機(jī)–超級(jí)電容器系統(tǒng)鏟車（燃料電池）鉛酸電池的替代品燃料電池和超級(jí)電容配合工作超級(jí)電容負(fù)責(zé)抬升

為客戶減少燃料和維護(hù)開支補(bǔ)充燃料電池的初始功率特性

起動(dòng)快,能量高,電池壽命長

加快充電時(shí)間碼頭/貨柜吊機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與超級(jí)電容結(jié)合使用外形尺上減小一半由超級(jí)電容提供峰值功率能量自動(dòng)補(bǔ)充減少維護(hù)成本車輛低溫啟動(dòng)超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)應(yīng)用可以提高機(jī)車的啟動(dòng)性能。將16.2V-250F超級(jí)電容與12V45A的蓄電池并聯(lián)啟動(dòng)1.9L柴油機(jī)的汽車在-10℃時(shí)平穩(wěn)起動(dòng)，盡管在這種情況中，當(dāng)不連接超級(jí)電容器，蓄電池也可以啟動(dòng)，但采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度和性能都非常好。在-20℃時(shí)，由于蓄電池的性能大大下降，很可能不能正常啟動(dòng)或需多次啟動(dòng)才能成功，而超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)則僅需一次點(diǎn)火。其優(yōu)點(diǎn)非常明顯。由于電源的輸出功率的提高，啟動(dòng)速度由僅用蓄電池的時(shí)候啟動(dòng)速度300/min，用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)就會(huì)增加到450/min；提高汽車在冷天的起動(dòng)性能.ColdStart600F/5.4VmodulePSAPeugeot-Citroene-HDi汽車微混

fuel-savingstop-startsystem減少汽油耗能,當(dāng)速度低于20km/h(12mph),發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)掉.在城市內(nèi)可多跑15%里程并減少15%二氧化碳釋放利用新型2.2KW起動(dòng)電機(jī),比第一代電機(jī)效能提升70%.e-booster模塊提供強(qiáng)大啟動(dòng)力距及功率確保發(fā)動(dòng)機(jī)即使在零下40度也能順暢起動(dòng)模塊在400微秒加速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)至理想速度,從而減低起動(dòng)噪音,此起動(dòng)速度是目前正常系統(tǒng)的一倍.重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)不會(huì)影響其汽車電子產(chǎn)品用電如音響,車燈及雨刷等.在停車及減速時(shí)將能量回收對e-booster超級(jí)電容模塊進(jìn)行充電.PSAPeugeotCitroen將在2012對旗下30%出廠燃油車配備e-booster模塊來達(dá)到歐盟對汽車節(jié)能要求.

電動(dòng)汽車XH-150plug-inhybridSUV(1.6L/100km)為電機(jī)啟動(dòng)提供強(qiáng)大啟動(dòng)力距吸收馬達(dá)制動(dòng)過程中能量保護(hù)蓄電池過放電，延長使用壽命提高電動(dòng)機(jī)車性能如加速，制動(dòng)等超級(jí)電容能在短時(shí)間內(nèi)提供和吸收大的功率，而且能量回收效率高、充放電次數(shù)高、循環(huán)壽命長、工作溫度區(qū)域?qū)?；適合頻繁加速和減速的城市交通工況。超級(jí)電容價(jià)格相對于電池要便宜,適合低成本方案。盡管超級(jí)電容比能量比較低，但是可以通過控制策略的研究，合理地進(jìn)行能量分配超級(jí)電容電動(dòng)游覽車技術(shù)參數(shù)：

電機(jī)輸出功率：5.0kW

充電器配置：150A/90V

超級(jí)電容器組件：組件構(gòu)成：180只單體。組件額定電壓：90V組件工作電壓區(qū)間：90V-55V基本使用工況：

100%充電時(shí)間：≤10分鐘，其后需恒壓充電5分鐘

100%充放電循環(huán)壽命：≥50000次

續(xù)駛里程：20km（100%充電后，時(shí)速30km/h，工作電流30A）上海張江高科技園區(qū)“創(chuàng)新示范線項(xiàng)目”

上海崇明島超級(jí)電容電