一、  电容储能模块的设计

        由于电容的放电不完全，存在工作电压Umin，所以单体电容的能量为

                                                                                                                   
其中C为电容的单体电容量，Umax为单体电容充电完成的电压值。
        电容器单体储存能量有限且耐压不高，需要通过相应的串连并联方法扩容，扩大电容的使用范围。而通过相应的DC-DC芯片可以提高电容的工作电压。假设电容以m个串联，n组并联的方式构成。则每个电容的能量输出为(1)
其中，Uic_min为芯片的启动电压。故电容阵列的能量总输出为Wall=mgngW，Wall为电容的总能量。

        本文采用SU2400P-0027V-1RA电容，具有较高的功率比、能量比和较低的等效串联电阻（ESR（DC）=1mΩ）。为了构成替代12V蓄电池的电容模块，我们采用8个2400F/2.7V的电容构成模块，采用4个电容单体串联，两组并联的方式构成，如图1所示。

        二 电容器的特性

        电容器的特性，如功率密度、能量密度、储能效率、循环寿命等，取决于器件内部的材料、结构和工艺，器件并联或串联不会影响其特性。其等效串联内阻
                             (2)
其中，Ns为串联器件数，Np为并联支路数。

电容器组的等效电容为：
                (3)
故电容阵列的等效内阻和等效电容为，Rarray=2mΩ，Carray=1200F

将电容模块的容量与蓄电池的容量参数的比较，由
               (4)
得到对应于蓄电池安时数的电容阵列容量为，其中Umin为相应的芯片的启动电压。

Maxwells是唯一家采用干法制造电极的公司，电熔性能稳定。

充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上

循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”

大电流放电能力超强，小单体可放10A，大单体可放1000A；

能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；

功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的几十倍；

产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；

充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护

超低温特性好，温度范围宽-40℃～+85℃，尤其是低温特性好

检测方便，剩余电量可直接读出；

在很小的体积下达到法拉级的电容量；

无须特别的充电电路和控制放电电路;

和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响；

电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题；

特点

大功率

寿命长

循环用电池可达100万次

DC寿命可以超过10年

电池的寿命减少

电容值减少

内阻（ESR）增加

电容的寿命可分为1，DC寿命（10年）；2，循环寿命。

电容器原理

充放电过程，

电熔由碳粉组成，

电极表面面积大，

电极间距离小

 

成都三幸科技发展有限公司是世界电容器领导者美国Maxwell Technologiese公司中国区授权中国代理商。 ●可制作不同电压等级不同容量的电容器模块和电容器充电电源。 市场部电话: 028-87560598技术服务热线: 133 0818 8828  徐先生,公司网址：公司地址:四川省成都金牛区抚琴西路181号

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