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

集ji裝zhuang箱xiang龍long門men吊diao車che使shi用yong柴chai油you機ji做zuo動dong力li
，當dang龍long門men下xia來lai的de時shi候hou有you一yi個ge動dong能neng，通tong常chang是shi通tong過guo刹sha車che電dian阻zu耗hao散san動dong能neng，刹sha車che電dian阻zu是shi個ge耗hao能neng電dian阻zu，把ba電dian變bian成cheng熱re耗hao散san掉diao。如ru果guo使shi用yong了le超chao級ji電dian容rong
，刹sha車che的de動dong能neng可ke以yi轉zhuan換huan成cheng電dian能neng，通tong過guo一yi定ding的de電dian路lu充chong電dian到dao超chao級ji電dian容rong裏li麵mian去qu
，反fan過guo來lai當dang龍long門men上shang升sheng的de時shi候hou通tong過guo一yi定ding的de逆ni行xing電dian路lu把ba超chao級ji電dian容rong的de能neng量liang反fan饋kui到dao電dian機ji裏li麵mian。

youyushiyonglechaojidianrongtigongfengzhigonglv，chaiyoujizhixuyaotigongweichiyunxingdejiaoxiaodegonglv，yinerchaiyoujidechicunkeyijianxiaoyiban，tongshijieshenglechengben。leisideyingyonghaibaokuochache、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Maxwell超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)在(zai)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)
，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)取(qu)代(dai)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)


，壽(shou)命(ming)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)一(yi)倍(bei)
，占(zhan)版(ban)麵(mian)積(ji)比(bi)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)小(xiao)。在(zai)自(zi)動(dong)抄(chao)表(biao)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)水(shui)表(biao)和(he)氣(qi)表(biao)中(zhong)

，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)配(pei)合(he)電(dian)池(chi)，延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

 
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。