任务4 超级电容器

新能源汽车概论，任务四超容量，拟议授课时间：第2学期，学习目标(1)理解超容量的类型和结构(2)了解超级电容器的工作原理和特点(3)了解超级电容器在汽车中的应用。 教育目标，超级电容器是一种位于电池与传统静电电容器之间的新型储能装置，是一种具有超充电能力，能够提供强脉冲功率的物理二次电源。 超级电容器主要利用通过电极/电解质界面的电荷分离形成的双电层，或者利用通过电极表面的快速氧化还原反应产生的法拉第基准电容来实现电荷和能量的蓄积。 另一方面，超级电容器的类型、学习目录、超级电容器的类型、超级电容器的类型由图3-4-1构成，超级电容器的类型由图3-3-1氢燃料电池的组成和原理构成，超级电容器电池由电极、集电板、隔板和电解液构成。 电极材料与集电板之间紧密接触，必须减小接触电阻的隔板应满足尽可能高的离子传导率和尽可能低的电子传导率的条件，一般为纤维结构的电子绝缘材料。 电解液的类型取决于电极材料的性质。 超级电容器的结构、图3-4-2超级电容器的结构、超级电容器的工作原理、1、充电过程超级电容器充电过程如图3-4-3所示。 在充电时，通过施加电子电源从正极流向负极，且正负离子在固体电极上的电荷引力的作用下从溶液相分离，形成分别移动集中在两个固体电极的表面的双电层图3-4-3超级电容器的充电过程、燃料电池类型、2、放电过程超级电容器的放电过程如图3-4-4所示。 放电时，电子通过负载从负极流向正极，在外部电路中产生电流，正负离子从电极表面释放到溶液相中，变为电中性。 该储能原理使大电流快速充放电成为可能，其容量随着所选电极材料的有效比表面积的增大而增大。 双电层的厚度取决于电解液的浓度和离子的大小。 图3-4-4超级电容器的放电过程、超级电容器的特点、超级电容器具有以下优点： (1)高功率密度。 超级电容器内阻小，功率密度高，是一般电池的几十倍。 (2)充电速度快。 可用大电流对起级电容器充电，充电10S10min时达到其额定容量的95%以上。 (3)工作温度范围广。 超级电容器在-4060的环境温度下正常工作。 (4)周期长。 超级电容器至少有十万次以上的充电寿命，没有“记忆效果”。 (5)简单方便。 超级电容器的充放电路径简单，不需要充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护的检测容易，能够直接读取剩馀电量。 (6)环保。 超级电容器由于在生产过程中不使用重金属和其他有害化学物质，在生产、使用、贮藏和分解过程中没有污染，是一种新型的环保电源。 超级电容器的特点，超级电容器除了上述方面以外，自身还有以下缺点： (1)低能量密度。 目前，超级电容器能储存的能量比化学电源少得多。 (2)低电压。 超级电容器单元的电压较低，为了提高整体的电压，需要串联连接多个电容器。 (3)高自放电。 自放电率高于化学电源。 (4)直线放电。 超级电容器线性放电的特性不能完全放电。 超容量汽车的应用，目前超容量已广泛应用于新能源汽车，作为起动刹车爬坡时的辅助动力。 汽车的频繁起步、爬坡和制动，电力需求曲线变化较大，在城市道路状况下更是如此。 高性能电动车的峰值功率与平均功率之比可达到16:1，但这些峰值功率的特征在于，一般持续时间短，所需能量不高。对纯电、燃料电池、串联混合动力汽车来说，这意味着汽车动力性能不足，或者电压总线上总是施加大的尖峰电流，会大大损害电池、燃料电池和其他辅助动力装置的寿命。 如果使用比电力大的超级电容器，则在瞬时电力需求大的情况下，超级电容器供给