电动车超级电容系统应用技术：提升寿命与老化研究探讨

关于超级电容器的老化寿命测试方法研究，尽管在很早以前就已经提出，但是超级电容器的可靠性、耐久性测试数据较难实现工程应用。究其原因主要包括以下几点：

第一，在试验验证的情况下，不同的因素对超级电容器的老化特征有较大的影响，由于电容器实际的工作环境因素，如温度、电压等几乎都是出于额定范围的临界条件下，与额定的工作情况相差较大，并且不适合频繁的调整和维护，因此实际工程应用中，通过在线参数辨识很难与额定工况得到的参数进行比较，因此得到准确的老化寿命预测较困难。另外，超级电容器的老化受到内外因素的综合影响，当前的测试不能够准确有效地预测多因素影响的复杂工况下的老化寿命，因此降低了寿命预测的精确度。

第二，在电容器的循环寿命测试中，电、热应力的静置会使电容器寿命特征参数出现回复，表现为ERS下降、容量C上升。但是当重新开始循环测试以后，回复的参数将迅速出现下降，很快恢复到中断试验前的水平，这种“伪恢复”的现象加大了寿命预测的难度。关于这种参数“伪恢复”的现象解释较多，比如循环测试的高电流等级与气压变化导致电荷的不均衡分布、电容器中氧化还原反应的可逆、电解液离子再生与电极吸附/去吸附过程等都是可能的原因。(www.xing528.com)

第三，两种电容器老化寿命测试方法，由于其测试本身老化机理的差异性，使其得到的预测寿命结果也不一致。如容值减少源于电极，电解液中杂质分解生成气体分子对多孔电极吸附，使电极孔隙的可达性降低。但是日历寿命的杂质集聚在多孔电极的表面，电极结构稳定，因此，整个电极表面乃至微孔的电荷分布一致，这样使得有效容值的变化是线性均匀的，并且不降低电解液导电性和孔的尺寸分布；循环老化测试方法中，循环导致电极微孔中杂质物质沉积，使得电极的微观结构发生改变，导致电极发生一致性的劣化，促使容值衰减加快，并且，电解液阻抗因为电极孔隙的减小而迅速增加。另外，当前的超级电容器寿命测试方法都是使用全新的电容器，并在实验室环境下进行测试，这与实际工况存在一定差距，且测试项目大多是单体，并非超级电容组。因此，一致性对老化寿命的影响相对匮乏，加大了试验结果与实际应用之间的区别。

当前的两种超级电容器寿命测试方法——日历寿命法和循环寿命测试法都需要使用专门的试验平台及相应的测试装置。整个试验周期耗时长，对测试的电压、电流等控制逻辑复杂，对数据采集精度要求严格，缺乏试验工况的普适性，而且试验结果精度相对较低。故对超级电容器老化寿命测试研究还需要进一步加深，迫切需要一种能涵盖多工况、多参数的混合的优化模块测试方法。