超級電容最全面應用及方案課件

超級電容模塊如果需要以下其中一項,超級電容就最適合.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,電動工具.要用電池,但永遠不更換,免維護.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,如應急燈要求在零下40度也能正常保持能量工作,如汽車/電動車泠起動要求將微弱至大電流能量快速回收,如獨力太陽能發(fā)電,節(jié)能電梯,環(huán)保汽車要求輕的移動電源,如遙控飛機要求比電池安全,永遠不會爆炸的儲能產(chǎn)品你要超級電容嗎?(在有記憶儲存功能的電子產(chǎn)品中做后備電源，數(shù)據(jù)保護和備份，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、收音機、冰箱、空調(diào)、背投和液晶電視、洗碗機、魚漂、消毒柜、電子門鎖、熱水器、燃氣灶、電飯煲、熨衣架、待機轉(zhuǎn)嫁器、數(shù)碼相框、機頂盒、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、控制器（溫度控制器）、觸摸屏、攝像頭、掃描儀、投影儀、考勤鐘、計數(shù)器、顯示屏、彩票機、銀行終端、公汽讀卡器、身份識別、復印機、打印機、X光機、磁共振、道釘機、電焊機、皮帶機、激光器、礦燈、工業(yè)儀表、雷管、電動工具網(wǎng)絡通訊：（中型模組、模塊、工作時間不是很長的、瞬間工作的）電腦、電話、手機、信息終端、通訊站、GPS、電力數(shù)據(jù)傳輸風光發(fā)電：風力發(fā)電、變漿、接收轉(zhuǎn)換、太陽能發(fā)電（儲能）、太陽能燈（警示燈、標識燈、道釘燈、地埋燈）、太陽能手電交通工具：摩托車啟動、機車啟動、電動汽車輔助動力、汽車啟動、電動自行車輔助動力、汽車音響、車載監(jiān)控后備電源：開關柜、直流屏、負荷調(diào)整電源、故障定位、變頻器、脈沖電源、應急燈、救生繩、報警器、卷簾門、與電池配套電源、斷電保護能量回收：吊車、礦井、機車、電梯、抽油機軍工：戰(zhàn)斗機、軍車、坦克、雷達、精準炮彈、激光炮、電磁炮、警棍應用廣泛應用于智能三表(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斷時，普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池的優(yōu)點在于重量輕、能量大、自放電率低等。鋰電池使用到一定時間后，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)是隨機的，如果不精確和及時的監(jiān)測電池電量，將無法可靠的關斷水閥，造成無法計費、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，直接影響到它的推廣和使用。用超級電容代替鋰電池可以解決這個問題。超級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，同時也有電池的儲能特性，并且重復使用壽命長，放電時利用移動導體間的電子（而不依靠化學反應）釋放電流，從而為設備提供電源。

超級電容器在智能水表中設計電路優(yōu)點如下：

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間。

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

c.以前一味追求的漏電流指標，主要是為了保障電池的使用壽命，改用超級電容后，漏電流指標變得不重要。如果電池電量不足，用戶可以隨時更換。這樣，不僅使電路設計簡化，減少產(chǎn)品的出廠檢驗工序，還使產(chǎn)品的成本降低。智能三表、后備電源用超級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燈太陽能光伏產(chǎn)品種類很多，適合使用超級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于超級電容器組中太陽能領域的應用玩具UltracapacitorsandtinyairplanesIT產(chǎn)品無線節(jié)能鼠標．免用電池，無廢電池污染問題

．采用超級電容，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免認證無線頻段

．256組隨機隨機數(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

．自動安裝，無需額外驅(qū)動程序

無線手寫板SSD固態(tài)硬盤FeatureofEnterprisemodeldesignSDRAMtocacheFAT+Data.NeedPowerbackuptoflushtoNAND車載POS機的時鐘電源：時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)電能隨著使用時間逐步衰減，當電能衰減到一定程度時，會影響計時的精準度，甚至會造成時鐘數(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機時鐘的誤差，會發(fā)生鎖卡的現(xiàn)象，這會對持卡人帶來一些不便。嚴重時會干擾發(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機進行一次更換時鐘電池的工作量也非常大，如采用可充電時鐘電源采用超級電容（1.5F）,其優(yōu)點是：使用時間長，可與POS同壽命，在POS機使用壽命周期內(nèi)不需要更換，輸出電壓電流穩(wěn)定，確保時鐘精準和車載POS機工作正常。目前國內(nèi)的機具型號較舊，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/動能手電筒

LED快充/動能手電筒

美國SuperiorToolCo設計.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電動工具–輔助電池使用引入超級電容器使系統(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,間隙的強大風能.及微小風能／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85%.PwPavg將劇烈波動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間后備電源在動力UPS系統(tǒng)中，用超級電容器作為變頻器或逆變器的直流儲能組件，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，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，而且降低成本，提高了UPS設備的可靠性。當市電斷開時，由超級電容器短時供電，為逆變器提供直流電壓，供給負載，同時為發(fā)電機啟動提供足夠的啟動電流﹒發(fā)電機啟動可靠，消除電池作為候備電源帶來不穩(wěn)定因素﹒當發(fā)電啟動后，超級電容器在逆變器的直流回路又可以做為一個超級濾波器，消除發(fā)電機在負載波動的條件下電壓的波動，如市電高壓、市電低壓、電壓瞬時落、減幅振蕩、高壓脈沖、電壓波動、浪涌電壓、諧波失真、雜波干擾，頻率波動等電源問題。從于保證對負載供電穩(wěn)定﹒短時間不間斷電源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.+安裝于電動自行車上與24V鉛酸電池并聯(lián)使用10只2.7V220F超級電容最高電壓27V重量非常輕:38克/電容冷起動:-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%.延長電池壽命達一倍,環(huán)保超級電容:充放電壽命為50萬次電動自行車電梯應急電源

1）用于到達下一層

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）修理時期動力供給

3）動力平衡

4）減少電梯系統(tǒng)電纜大型風力電動變槳系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模式電源供應能量存儲發(fā)電機變頻器AC交流變槳發(fā)電機風機槳葉旋轉(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，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光儲新能源上網(wǎng)系統(tǒng)100MW50MW20MWDVR(動態(tài)無功補償)-40oC泠儲存新能源延長蓄電池壽命RecommendationEnergyBridgeUPS,Palmdale電梯

應急電源1.用于到達下一層2.用于打開門3.用于呼叫和照明系統(tǒng)4.電梯節(jié)能:向下動能儲存

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

為客戶減少燃料和維護開支補充燃料電池的初始功率特性

起動快,能量高,電池壽命長

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

fuel-savingstop-startsystem減少汽油耗能,當速度低于20km/h(12mph),發(fā)動機關掉.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起動電機,比第一代電機效能提升70%.e-booster模塊提供強大啟動力距及功率確保發(fā)動機即使在零下40度也能順暢起動模塊在400微秒加速起動發(fā)動機至理想速度,從而減低起動噪音,此起動速度是目前正常系統(tǒng)的一倍.重新起動發(fā)動機時不會影響其汽車電子產(chǎn)品用電如音響,車燈及雨刷等.在停車及減速時將能量回收對e-booster超級電容模塊進行充電.PSAPeugeotCitroen將在2012對旗下30%出廠燃油車配備e-booster模塊來達到歐盟對汽車節(jié)能要求.

電動汽車XH-150plug-inhybridSUV(1.6L/100km)為電機啟動提供強大啟動力距吸收馬達制動過程中能量保護蓄電池過放電，延長使用壽命提高電動機車性能如加速，制動等超級電容能在短時間內(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。超級電容價格相對于電池要便宜,適合低成本方案。盡管超級電容比能量比較低，但是可以通過控制策略的研究，合理地進行能量分配超級電容電動游覽車技術參數(shù)：

電機輸出功率：5.0kW

充電器配置：150A/90V

超級電容器組件：組件構成：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)新示范線項目”

上海崇明島超級電容電