混合型超级电容器的应用分析

彭岩洛

摘 要：混合型超级电容器是一种新型储能装置，也是混合电动汽车的常用电源，与传统电容器相比，容量大、能量高，有着显著的优势。本文主要针对混合型超级电容器的应用进行分析。

关键词：混合型超级电容器；应用；特点

混合型超级电容器的发展开始于20世纪60年代，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型的储能装置。由于他具有很多的优点，比如容量大，能量高，工作温度范围宽，功率密度高，寿命长，而且又环保，可以说综合了传统电容器和电池的优点，应用前景非常广阔，是一种新兴的储能装置。尤其是近几年电动汽车，太阳能装置的快速发展，使各国都看到了超级电容器的发展前景，于是纷纷投入巨大的人力物力进行研究。

一、混合型超级电容器的应用方向

在便携式仪器仪表中，超级电容器可以代替电池工作，如果由于瞬间负载变化引发操作上的失误，使用混合型超级电容器就可以避免这种情况的发生。

在照相机以及拍照手机使用超级电容器，照相机能够连续使用，拍摄效果更佳。拍照手机也能够使用大功率的LED。

混合型超级电容器瞬时充电放电能力强大，功率大，所以在使用脉冲方式进行联络的移动无线通讯设备中也得到了广泛的应用。

混合型超级电容器功率大，所以在使用大功率的电力系统的一些大型企业中，比如大型石化、电子、纺织等领域超级电容器的稳压稳流的作用也是不可替代的。

超级电容器在短时UPS系统，太阳能电源系统，汽车防盗，汽车音响等系统上也得到了广泛应用。风力和太阳能发电虽然经济环保，但是风力和太阳能的不稳定性，容易导致蓄电池反复充电，这样会缩短蓄电池的寿命，而混合型超级电容器能够吸收或者补充电能的波动，正好解决了这一难题。

混合型超级电容器还在电动汽车，混合型燃料汽车和特殊载重车辆方面也得到了广泛的应用，市场潜力巨大。电动汽车在刚开始得到发展时，在平稳的路面行驶时很稳定，一旦在凹凸不平的路面或者爬坡时，动力就严重的不足，容易造成蓄电池大电流放电，损坏蓄电池，超级电容器可以瞬時放电，瞬时充电，这样就可以在爬坡时提供强大的电流来获得爬坡的动力，在刹车时提供能量，超级电容器可以对这些能力进行瞬间回收，可以说超级电容器在新能源电器，尤其是新能源汽车方面的作用是不可低估的。正是超级电容器这些优点，使得超级电容器的研究又上了一个新的台阶。

二、超级电容器的市场现状

超级电容器的这种经济环保的新型储能产品被越来越多的国家争相研制和生产。1991年第一界国际双电层电容器与混合能量储存器年会中，松下公司设计的容量470F，电压2.3V是当时最大的单体电容器。到了现在，松下公司生产的电容器容量和能量已经比过去的单体电容器增加了好几倍，可见超级电容器发展之迅速。不止日本的松下公司，世界上好多公司都开始在超级电容器这一领域开始投入极大的人力和物力进行研究了。像美国的Maxwell公司是大型的电化学电容器生产厂家，德国的EPCOS公司等等在这一领域都取得了娇人的成就。各国研究的重点就是要使电容器产品和那些电子设备和脉冲功率用电器达到配套使用。

近几年来，我国的一些公司也开始在这一领域涉足，而且也有了一些技术实力，比如北京的集星公司，合众汇能，上海奥威公司等等。

目前电动汽车生产规模迅速扩大，电动汽车主要动力就是电池，最开始使用的电池是铅酸电池，现在技术已经很成熟了，目前主要应用于电动自行车，但是这种电池污染严重，所以不会有什么发展空间了。还有金属氢化物镍电池，污染较小但是价格太贵，行驶距离也短，所以在电动汽车上也不会得到应用。现在又出来一种磷酸鐵锂电池，价格也比较贵，但是这种电池比较轻便，一次充电可以行驶100～120km，但是这种电池有可能出现过热发生爆炸的危险。超级电容动力电池，可以说综合了各个电池的优点，价格便宜，使用寿命长，很快就会取代以前的电池成为主流。

在我国，已经正式出台了私人购买新能源汽车的财政补贴政策，可以说这将促进超级电容器的进一步发展。目前的电动汽车是锂离子电池和超级电容器配合使用。锂离子电池可以储存较多的能量，给汽车提供持久的动力，而超级电容器则可以在汽车启动和加速时提供大功率足够的动力，在汽车怠速时收集并且储存能量，这样避免了电池的损伤。可以说二者的结合使电动汽车的动力源性能更加稳定，更加节能环保。

三、结语

总之，超级电容器行业是一个非常具有发展前景的行业，当然这方面技术还有待于进一步提高，进一步提升产品的性能，拓展他的应用空间，降低产品价格。尤其在新能源汽车方面更是具有广阔的前景和投资价值，值得去投资研发出更先进的产品。

参考文献：

[1] 杜嬛，王成扬，陈明鸣，焦旸.纳米Fe3O4-活性炭混合超级电容器电化学性能的研究[J].无机材料学报，2008（06）.

[2] 谭忠富，董力通，刘文彦，于超，宋艺航.发电机组污染排放约束下电量互换合作博弈优化模型[J].电工技术学报，2012（05）.

[3] 赵洋，张逸成，孙家南，梁海泉，韦莉，顾帅.混合型水系超级电容器建模及其参数辨识[J].电工技术学报，2012（05）.

[4] 杨俭，李发扬，宋瑞刚，方宇.城市轨道交通车辆制动能量回收技术现状及研究进展[J].铁道学报，2011（02）.