超级电容器是一种比常规电容器的电容值大得多的独特电容器,具有优良的脉冲充放电性能以及传统电容器所不具备的大容量储能性能。
与其他储能设备相比,超级电容具有以下优点:
1)超级电容器在充放电过程中,能量形式没有发生转变;而动力电池及其他储能设备一般都是由电能转变成化学能,再由化学能转变成电能,由于存在转化效率问题,这种转变肯定会导致部分能量损失。
2)超级电容器比功率大。超级电容器的内阻很小,并且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能够实现电荷的快速储存和释放,因而它的瞬间输出功率密度高达数kW/kg,是一般动力电池的数十倍。
3)充放电电路简单,无须充电电池那样的充电电路,真正做到免维护。
4)由于不受充电电流大小的限制,充放电速度可以变得很快,充电时间约为0.3s~1min,温升小,完全满足混合动力列车再生制动要求。
5)放电时,由于同样不受大电流的限制,可以大电流输出,瞬间输出功率比较大,可以满足混合动力列车起动瞬间的加速需要。
6)储存寿命长。超级电容器充电之后在储存过程中,虽然也有微小的漏电电流存在,但这种发生在电容器内部的离子或质子迁移运动是在电场的作用下产生的,并没有出现电化学反应,没有产生新的物质;另外,所用的电极材料在相应的电解液中也是稳定的,因而超级电容器的循环使用寿命最长,可达40万h以上。(www.xing528.com)
7)超级电容器是绿色能源,不污染环境,而化学电池尤其是含有重金属的化学电池对环境存在着严重的污染。
8)超级电容器充放电效率高,达95%以上;化学电池的充放电效率低,约为70%,超级电容器可以充电至其额定值以内的任何电压,并且可以完全放电后再存储电能而不会损坏,而电池组如果过度放电就会永久损坏。
9)工作温度范围宽(-40~50℃),容量变化小,混合动力列车用铅酸电池、锂离子电池等低温工作时,续驶里程在恶劣条件下甚至减少90%,而超级电容器只减少10%左右。
超级电容的主要技术指标如表3-1所示。
表3-1 超级电容的主要技术指标
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