超级电容的基本原理超级电容的基本原理n n超级电容（超级电容（supercapacitorsupercapacitor），又叫双），又叫双电层电容电层电容(Electrical (Electrical DouleDoule-Layer -Layer Capacitor)Capacitor)、黄金电容、法拉电容，即、黄金电容、法拉电容，即通过外加电场极化电解质，使电解质通过外加电场极化电解质，使电解质中荷电离子分别在带有相反电荷的电中荷电离子分别在带有相反电荷的电极表面形成双电层，从而实现储能极表面形成双电层，从而实现储能其储能过程是物理过程，没有化学反其储能过程是物理过程，没有化学反应，且过程完全可逆，这与蓄电池电应，且过程完全可逆，这与蓄电池电化学储能过程不同化学储能过程不同 n n超级电容器是介于电容器和电池之间超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能速充放电的特点，又具有电池的储能特性 概述概述n n1、超级电容的原理和特点n n2、超级电容的性能指标n n3、超级电容与普通物理电容比较n n4、超级电容与可充电池比较n n5、超级电容的应用 超级电容器的分类超级电容器的分类n n根据使用电极材料的不同可分为两大类：根据使用电极材料的不同可分为两大类：n n （（1 1）以炭材料为电极，以电极双电层电容的机制储存电）以炭材料为电极，以电极双电层电容的机制储存电荷，本质是静电型能量储存方式，通常被称作双电层电荷，本质是静电型能量储存方式，通常被称作双电层电容器容器(EDLC)(EDLC)。
电容量与电极电位和比表面积的大小有关，电容量与电极电位和比表面积的大小有关，因而常使用高比表面积的活性碳作为电极材料，从而增因而常使用高比表面积的活性碳作为电极材料，从而增加电容量例如，活性碳的表面积可达加电容量例如，活性碳的表面积可达1000m2/g1000m2/g，电容，电容量可达量可达100F/g100F/g，且碳材料还具有成本低，技术成熟等优，且碳材料还具有成本低，技术成熟等优点，该类超级电容在汽车上应用也最为广泛点，该类超级电容在汽车上应用也最为广泛 n n（（2 2）以二氧化钌或者导体聚合物等材料为阳极，以氧化）以二氧化钌或者导体聚合物等材料为阳极，以氧化还原反应的机制存储电荷，通常被称作电化学电容器还原反应的机制存储电荷，通常被称作电化学电容器与双电层电容器的静电容量相比，相同表面积下超电容与双电层电容器的静电容量相比，相同表面积下超电容器的容量要大器的容量要大 1010～～100100倍倍 ，因此可以制成体积非常小、，因此可以制成体积非常小、容量大的电容器但由于贵金属的价格高，主要用于军容量大的电容器但由于贵金属的价格高，主要用于军事领域 n n①①. .电容量大，超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极电容量大，超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极与电解液接触的面积大大增加，根据电容量的计算公式，那么两极板与电解液接触的面积大大增加，根据电容量的计算公式，那么两极板的表面积越大，则电容量越大。
因此，一般双电层电容器容量很容易的表面积越大，则电容量越大因此，一般双电层电容器容量很容易超过超过1F1F，它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了，它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3-43-4个数量级，个数量级，目前单体超级电容器的最大电容量可达目前单体超级电容器的最大电容量可达5000F5000Fn n②②. .充放电寿命很长，可达充放电寿命很长，可达500 000500 000次，或次，或90 00090 000小时，而蓄电池的充放小时，而蓄电池的充放电寿命很难超过电寿命很难超过1 0001 000次，次，n n③③. .可以提供很高的放电电流（如可以提供很高的放电电流（如2700F2700F的超级电容器额定放电电流不的超级电容器额定放电电流不低于低于950A950A，放电峰值电流可达，放电峰值电流可达1680A1680A，一般蓄电池通常不能有如此高，一般蓄电池通常不能有如此高的放电电流一些高放电电流的蓄电池在如此高的放电电流下的使用寿的放电电流一些高放电电流的蓄电池在如此高的放电电流下的使用寿命将大大缩短命将大大缩短n n④④. .可以数十秒到数分钟内快速充电，而蓄电池在如此短的时间内充满可以数十秒到数分钟内快速充电，而蓄电池在如此短的时间内充满电将是极危险的或几乎不可能。
电将是极危险的或几乎不可能n n⑤⑤. .可以在很宽的温度范围内正常工作（可以在很宽的温度范围内正常工作（-40-+70-40-+70℃℃）而蓄电池很难在）而蓄电池很难在高温特别是低温环境下工作高温特别是低温环境下工作n n⑥⑥. .超级电容器用的材料是安全的和无毒的，而铅酸蓄电池、镍镉蓄电超级电容器用的材料是安全的和无毒的，而铅酸蓄电池、镍镉蓄电池多具有毒性池多具有毒性n n⑦⑦. .等效串联电阻等效串联电阻ESRESR相对常规电容器大（相对常规电容器大（10F/2.5V10F/2.5V的的ESRESR为为110mΩ110mΩ）n n⑧⑧. .可以任意并联使用一增加电容量，如采取均压后，还可以串联使用可以任意并联使用一增加电容量，如采取均压后，还可以串联使用超级电容的特点超级电容的特点 超超级电容器容器的优缺点的优缺点n n优点：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；从环保的角度考虑，它是一种绿色能源；超级电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题n n缺点 ：如果使用不当会造成电解质泄漏等现象；和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于交流电路 超级电容制作工序超级电容制作工序n n（1）非极化电极制作工艺流程混料和浆（金属氧化物、纤维素溶液）混料和浆（金属氧化物、纤维素溶液）——刮浆（导电骨架）刮浆（导电骨架）——干燥干燥——烧结烧结——浸渍浸渍——水洗水洗——干燥干燥——化成化成——烘干烘干n n（2）极化电极制作工艺流程混料和浆（活性炭、粘合剂、导电剂）混料和浆（活性炭、粘合剂、导电剂）——拉浆拉浆——烘干烘干——裁裁剪成形剪成形n n（3）超级电容器制作工艺 组合（正、负极、隔膜）组合（正、负极、隔膜）——点焊极柱点焊极柱——装壳装壳——注电解液注电解液——测试分容测试分容——组件组合组件组合——包装入库包装入库 超级电容的性能指标超级电容的性能指标n n额定容量：以额定容量：以额定容量：以额定容量：以规定的恒定电流（如规定的恒定电流（如1000F1000F以上的超级电容器规定的充以上的超级电容器规定的充电电流为电电流为100A100A，，200F200F以下的为以下的为3A3A）充电到额定电压后保持）充电到额定电压后保持2-32-3分钟，分钟，在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的乘积再除以额定电压值乘积再除以额定电压值 。
n n额定电压：额定电压：额定电压：额定电压：可使用的最高安全端电压（如可使用的最高安全端电压（如2.3V2.3V、、2.5V2.5V、、2.7V2.7V））n n额定电流：额定电流：额定电流：额定电流：5 5秒内放电到额定电压一半的电流秒内放电到额定电压一半的电流n n 等效串联电阻：以等效串联电阻：以等效串联电阻：以等效串联电阻：以规定的恒定电流和频率（规定的恒定电流和频率（DCDC和大容量的和大容量的100Hz100Hz或小或小容量的容量的KHzKHz）下的等效串联电阻下的等效串联电阻n n漏电流：漏电流：漏电流：漏电流：一般为一般为10μA/F10μA/Fn n寿命：寿命：寿命：寿命：在在2525℃℃环境温度下的寿命通常在环境温度下的寿命通常在90 00090 000小时，在小时，在6060℃℃的环境温的环境温度下为度下为4 0004 000小时，与铝电解电容器的温度寿命关系相似寿命随环境小时，与铝电解电容器的温度寿命关系相似寿命随环境温度缩短的原因是电解液的蒸发损失随温度上升寿命终了的标准为：温度缩短的原因是电解液的蒸发损失随温度上升寿命终了的标准为：电容量低于额定容量电容量低于额定容量20%20%，，ESRESR增大到额定值的增大到额定值的1.51.5倍。
倍n n循环寿命：循环寿命：循环寿命：循环寿命： 2020秒充电到额定电压，恒压充电秒充电到额定电压，恒压充电1010秒，秒，1010秒放电到额定秒放电到额定电压的一半，间歇时间：电压的一半，间歇时间：1010秒为一个循环一般可达秒为一个循环一般可达500000500000次寿命终了的标准为：电容量低于额定容量终了的标准为：电容量低于额定容量20%20%，，ESRESR增大到额定值的增大到额定值的1.51.5倍倍n n功率密度（功率密度（kW/kgkW/kg）和能量密度（）和能量密度（whwh/kg/kg）） 超超级电容与容与传统电容容的的比比较n n电电容是以将容是以将电电荷分隔开来的方式荷分隔开来的方式储储存能量的，存能量的，储储存存电电荷的面荷的面积积越大，越大，电电荷被隔离的距离越小，荷被隔离的距离越小，电电容越大电容值为：电容值为： C = C = ε·Aε·A / 3.6 / 3.6 πdπd 其中 其中A A为极板面积，为极板面积，d d为介质厚度，为介质厚度，ε ε为相对介电常数为相对介电常数n n传统电传统电容是从平板状容是从平板状导电导电材料得到其材料得到其储储存存电电荷面荷面积积的，只有将一很的，只有将一很长长材料材料缠绕缠绕起来才能起来才能获获得大的面得大的面积积，从而，从而获获得大的得大的电电容。
另外容另外传统电传统电容容是用塑料薄膜、是用塑料薄膜、纸张纸张或陶瓷等将或陶瓷等将电电荷板隔开荷板隔开这类绝缘这类绝缘材料的厚度不材料的厚度不可能做得非常簿可能做得非常簿n n超超级电级电容是从多孔碳基容是从多孔碳基电电极材料得到其极材料得到其储储存存电电荷面荷面积积的，的，这这种材料的种材料的多孔多孔结结构使它每克重量的表面构使它每克重量的表面积积可达可达20002000平方米而超平方米而超级电级电容中容中电电荷荷分隔的距离是由分隔的距离是由电电解解质质中的离子大小决定的，其中的离子大小决定的，其值值小于小于1010埃n n由于活性碳材料具有由于活性碳材料具有≥ ≥1200m1200m2 2/g/g的超高比表面积（即获得了极大的电极的超高比表面积（即获得了极大的电极面积面积A A），而且电解液与多孔电极间的界面距离不到），而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm1nm（即获得了极（即获得了极小的介质厚度小的介质厚度d d），这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很），这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多，比容量可以提高多，比容量可以提高100100倍以上，从而使利用电容器进行大电量的储能倍以上，从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能。
成为可能一个超一个超级电级电容容单单元的元的电电容容值值，，实现电容量实现电容量 0.5-5000F0.5-5000F，工们，工们电压电压 12-400v 12-400v ，最大放电电流，最大放电电流 400-2000A 400-2000A n n超超级电级电容能量密度容能量密度较传统电较传统电容高，但功率密度容高，但功率密度较较之低 超级电容与电池的比较n n超低串超低串联联等效等效电电阻，功率密度是阻，功率密度是锂锂离子离子电电池的数十倍以上，适合大池的数十倍以上，适合大电电流放流放电电，（一枚，（一枚4.7F4.7F电电容能容能释释放瞬放瞬间电间电流流18A18A以上）以上）n n超超长长寿命，充放寿命，充放电电大于大于5050万次，是万次，是Li-IonLi-Ion电电池的池的500500倍，是倍，是Ni-MHNi-MH和和Ni-Ni-CdCd电电池的池的10001000倍，如果倍，如果对对超超级电级电容每天充放容每天充放电电2020次，次，连续连续使用可达使用可达6868年年n n可以大可以大电电流充流充电电，充放，充放电时间电时间短，短，对对充充电电电电路要求路要求简单简单，无，无记忆记忆效效应应，，免免维护维护，可密封，可密封n n温度范温度范围宽围宽-40-40℃℃～～+70+70℃℃，一般，一般电电池是池是-20-20℃℃～～6060℃℃ n n超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。
而电池则受自身化学反应限制工作在较且可以完全放出而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏n n超级电容器的荷电状态（超级电容器的荷电状态（SOCSOC）与电压构成简单的函数，）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算n n超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣n n超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害n n超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环n n超超级电级电容功率密度容功率密度较较电池电池高，但能量密度不如高，但能量密度不如电电池但有有时可将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能时可将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储进行优势互补，不失为一种更好的途径量存储进行优势互补，不失为一种更好的途径。
DLCPrimary Battery一次性电池Secondary Battery可充电池 ELNA DLCLithium Battery锂电池Ni-Cd Battery镍镉电池Li-ion Battery锂离子电池Charge可充电性Possible能Not Possible不能Possible能Possible能Charge TimeSeconds HoursHoursOperation Voltage输出电压Variable可变Only 3V仅3伏Only 1.2V仅1.2伏Only 3V仅3伏Discharge放电特性Voltage Decrease Gradually电压逐渐变小Flat Voltage Until Drained在放电完毕以前电压变化平坦 超级电容的选用超级电容的选用n n超级电容器的两个主要应用：高功率脉冲应用和瞬时功率超级电容器的两个主要应用：高功率脉冲应用和瞬时功率保持n n高功率脉冲应用特征：瞬时向负载提供大电流；高功率脉冲应用特征：瞬时向负载提供大电流；n n瞬时功率保持应用特征：要求持续向负载提供功率，持续瞬时功率保持应用特征：要求持续向负载提供功率，持续时间一般为几秒或几分钟。
时间一般为几秒或几分钟n n高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻(R)(R)，而瞬时功，而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量率保持是利用超电容大的静电容量(C)(C)n n超电容容量的近似计算公式：能量需求超电容容量的近似计算公式：能量需求= =超电容输出能量超电容输出能量 保持期间所需能量保持期间所需能量=1/2I(Uwork+ =1/2I(Uwork+ Umin)tUmin)t；； 超电容输出能量超电容输出能量=1/2C(Uwork2 -Umin2)=1/2C(Uwork2 -Umin2)，，n n因而，可得其容量因而，可得其容量( (忽略由忽略由IR IR 引起的压降引起的压降)C=)C=I(UworkI(Uwork+ + Umin)t/(Uwork2 -Umin2)Umin)t/(Uwork2 -Umin2) 超级电容器使用注意事项超级电容器使用注意事项n n1 1、超级电容器具有固定的极性在使用前，应确认极性超级电容器具有固定的极性在使用前，应确认极性n n2 2、超级电容器应在标称电压下使用：当电容器电压超过标称电压时，、超级电容器应在标称电压下使用：当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。
寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃n n3 3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃导致电容器性能崩溃n n4 4、超级电容器的寿命：外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重、超级电容器的寿命：外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响电容器应尽量远离热源要的影响电容器应尽量远离热源n n5 5、当超级电容器被用做后备电源时的电压降：由于超级电容器具有、当超级电容器被用做后备电源时的电压降：由于超级电容器具有内阻较大的特点，在放电的瞬间存在电压降，内阻较大的特点，在放电的瞬间存在电压降，ΔV=IRΔV=IRn n6 6、使用中环境气体：超级电容器不可处于相对湿度大于、使用中环境气体：超级电容器不可处于相对湿度大于85%85%或含有有或含有有毒气体的场所，这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀，导致断路毒气体的场所，这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀，导致断路n n7 7、超级电容器的存放：超级电容器不能置于高温、高湿的环境中，、超级电容器的存放：超级电容器不能置于高温、高湿的环境中，应在温度应在温度-30+50-30+50℃℃、相对湿度小于、相对湿度小于60%60%的环境下储存，避免温度骤升的环境下储存，避免温度骤升骤降，因为这样会导致产品损坏。
骤降，因为这样会导致产品损坏 超级电容应用领域超级电容应用领域n na. a.无线通讯无线通讯----GSM----GSM通讯时脉冲电源；双向寻呼；通讯时脉冲电源；双向寻呼； 其它数据通讯设备其它数据通讯设备n nb. b.移动电脑移动电脑--------手提数据终端；手提数据终端；PDAPDA；其它使用微处；其它使用微处 理器的手提设备理器的手提设备n nc. c.工业工业/ /汽车汽车--------智能水表、电表；远程载波抄表；智能水表、电表；远程载波抄表； 无线报警系统；电磁阀；电子门锁；脉冲电源；无线报警系统；电磁阀；电子门锁；脉冲电源； UPSUPS；电动工具；汽车辅助系统；汽车启动设备；电动工具；汽车辅助系统；汽车启动设备n nd. d.消费电子消费电子--------音响、视频和其它电子产品断电时音响、视频和其它电子产品断电时 须用记忆保持电路的产品；电子玩具；无线；须用记忆保持电路的产品；电子玩具；无线； 电热水瓶；照相机闪光灯系统；助听器电热水瓶；照相机闪光灯系统；助听器 超级电容在无线通讯中的应用超级电容在无线通讯中的应用n n在无线通讯中，GSM/GPRS无线调制解调器传输数据过程中，需要输出电压3V左右，输出200-300mA的电流脉冲，脉冲时间为秒级，期间还另需要一次达2A的电流脉冲，脉冲时间为毫秒级。
n n常态脉冲电流供电可由常规型号单体电池实现，而达到2A以上的大电流脉冲则只能依靠超级电容来实现 超级电容在智能水表中的应用超级电容在智能水表中的应用n n传统的智能水表，在控制水阀开启和关断时，普遍采用的传统的智能水表，在控制水阀开启和关断时，普遍采用的方法是内装锂电池锂电池的优点在于重量轻、能量大、方法是内装锂电池锂电池的优点在于重量轻、能量大、自放电率低等但当电池电量不足时，不能有效监测，将自放电率低等但当电池电量不足时，不能有效监测，将无法可靠的关断水阀，造成无法计费、逃水现象等情况出无法可靠的关断水阀，造成无法计费、逃水现象等情况出现这是内部安装了锂电池的智能水表的致命缺点，直接现这是内部安装了锂电池的智能水表的致命缺点，直接影响到它的推广和使用影响到它的推广和使用n n新方案用超级电容替换锂电池，封装在水表中，同时外接新方案用超级电容替换锂电池，封装在水表中，同时外接干电池供电平时干电池提供水表电路所需能量和对超级干电池供电平时干电池提供水表电路所需能量和对超级电容充电；而当电池电压过低，或突然断电时（如取下电电容充电；而当电池电压过低，或突然断电时（如取下电池），由超级电容继续为电路提供电源，同时，超级电容池），由超级电容继续为电路提供电源，同时，超级电容存储的能量足以关断阀门。
存储的能量足以关断阀门n n新方案优点：新方案优点：1 1、将电池与水表分离，可随时更换，延长、将电池与水表分离，可随时更换，延长水表寿命水表寿命2 2、超级电容的大电流放电特性保障了水阀关断的可靠性超级电容的大电流放电特性保障了水阀关断的可靠性 超级电容在电动汽车中的应用超级电容在电动汽车中的应用n n电动汽车的辅助动力；n n改善汽车的启动性能 超级电容在汽车辅助系统中的应用超级电容在汽车辅助系统中的应用n n汽车频繁的起步、爬坡和制动造成其功率需求曲线的变化很大，在城汽车频繁的起步、爬坡和制动造成其功率需求曲线的变化很大，在城市工况下更是如此市工况下更是如此n n传统公交车和卡车的引擎传统公交车和卡车的引擎( (通常是柴油机通常是柴油机) )持续不断地给车辆加速和减持续不断地给车辆加速和减速，会产生高度有害的排放且引擎的动力效率很低速，会产生高度有害的排放且引擎的动力效率很低n n对于纯电动、燃料电池和串联混合动力汽车而言，要么汽车动力需求对于纯电动、燃料电池和串联混合动力汽车而言，要么汽车动力需求不足，要么电压总线上要经常承受大的尖峰电流，这无疑会大大损害不足，要么电压总线上要经常承受大的尖峰电流，这无疑会大大损害电池、燃料电池或其它动力系统辅件的寿命。
电池、燃料电池或其它动力系统辅件的寿命 n n如果使用超级电容，当瞬时功率需求较大时，由超级电容提供尖峰功如果使用超级电容，当瞬时功率需求较大时，由超级电容提供尖峰功率，并且在制动回馈时吸收尖峰功率，那么就可以减轻对辅助电池、率，并且在制动回馈时吸收尖峰功率，那么就可以减轻对辅助电池、燃料电池或其它动力系统辅件的压力从而可以大大增加起步、加速燃料电池或其它动力系统辅件的压力从而可以大大增加起步、加速时系统的功率输出，而且可以高效地回收大功率的制动能量这样做时系统的功率输出，而且可以高效地回收大功率的制动能量这样做还可以提高蓄电池（燃料电池）的使用寿命，改善其放电性能还可以提高蓄电池（燃料电池）的使用寿命，改善其放电性能 n n超级电容作为唯一动力源的电容式汽车驱动结构较简单，且目前技术超级电容作为唯一动力源的电容式汽车驱动结构较简单，且目前技术还不成熟所以一般都是把超级电容作为辅助动力源，与电池、燃料还不成熟所以一般都是把超级电容作为辅助动力源，与电池、燃料电池或其它动力系统组成多能源的动力总成来驱动车辆有关资料表电池或其它动力系统组成多能源的动力总成来驱动车辆有关资料表明，如果超级电容的比能量达到明，如果超级电容的比能量达到20Wh/kg20Wh/kg，那么用于混合车将是比较，那么用于混合车将是比较理想的。
理想的 n n常见的结构组合形式有：常见的结构组合形式有：B B＋＋C C，，FCFC＋＋C C，，FCFC＋＋B B＋＋C C，，ICE/GICE/G＋＋C C等其中（其中B B代表电池、代表电池、C C代表超级电容、代表超级电容、FCFC代表燃料电池、代表燃料电池、ICEICE代表内燃代表内燃机、机、GG代表发电机），以上都属于串联式混合驱动结构代表发电机），以上都属于串联式混合驱动结构 图示为燃料电池汽车的起动过程，由于超级电容在车辆起步时提供瞬时的大功率，从而使汽车起步过程大大加快 图示为超级电容应用于电动车的典型结构 UCMS（超级电容管理系统）主要作用是管理每个单体电流的大小，防止电压超过电解质的分解电压而造成损坏，限制单体不均匀性的影响从而使超级电容组稳定可靠的工作，提高超级电容组整体的效率和寿命 DC/DC一般为电流型升压变换器，主要作用是控制电容器的能量输入输出，协调超级电容电压和电池电压 n n车用蓄电池车用蓄电池/ /超级电容复合电源系统集成强大的运行电力供应和良好超级电容复合电源系统集成强大的运行电力供应和良好的启动的启动/ /制动特性超级电容可在制动特性。
超级电容可在0.3sec0.3sec内实现瞬间启动或完全制动内实现瞬间启动或完全制动当车辆动力瞬时增加（如加速或爬坡），可由复合电源系统提供高达当车辆动力瞬时增加（如加速或爬坡），可由复合电源系统提供高达2kW2kW的瞬时强大电力负载；当动力需求较低或车辆减速、制动时，可的瞬时强大电力负载；当动力需求较低或车辆减速、制动时，可将制动产生的多余能量由储存系统进行充电从而实现能量回收将制动产生的多余能量由储存系统进行充电从而实现能量回收Maxwell的超级电容(BOOSTCAP) ISE(San Diego, CA) 项目超级电容器胶体铅酸电池充电时间2分钟6小时左右每次输出能量3.5 KWh30.72 KWh一次充电的行驶里程3.3公里27.9公里充放电循环寿命（次）30000400累计放出能量105000 KWh12288 KWh总行驶里程（每千米耗能1.1kwh）95455 Km11160 Km重量（kg）864992一次投入成本(万元)202.69使用成本（元/kwh）1.902.19维护性少维护或免维护常维护对环境影响无污染报废时有铅酸污染物超级电容器与胶体铅酸电池作为车用电源的应用比较表（数据来源：上海奥威用户评价报告） 超级电容在汽车启动系统中的应用超级电容在汽车启动系统中的应用n n汽车用蓄电池是启动专用蓄电池汽车用蓄电池是启动专用蓄电池, ,可高倍率放电可高倍率放电, ,但以超过但以超过10C10C的高倍率放电仍的高倍率放电仍会使其性能变得很差会使其性能变得很差, ,且对蓄电池的损伤也很明显。
如用且对蓄电池的损伤也很明显如用12V/45Ah12V/45Ah的蓄电的蓄电池启动池启动1.91.9升柴油机的汽车升柴油机的汽车, ,其电压在启动瞬间由其电压在启动瞬间由12.6V12.6V直降直降3.6V;3.6V;启动瞬时电流启动瞬时电流达达550A,550A,约为约为12C12C的放电率的放电率 ））n n将超级电容（将超级电容（450F/16.2V450F/16.2V）与蓄电池（）与蓄电池（ 12V/45Ah12V/45Ah ）并联使用可显著改善启动）并联使用可显著改善启动性能启动瞬间电压跌落由仅采用蓄电池时的性能启动瞬间电压跌落由仅采用蓄电池时的3.2V3.2V提升到提升到7.2V;7.2V;启动电流从启动电流从560A560A提高到提高到1200A;1200A;启动瞬时的电源输出功率从启动瞬时的电源输出功率从2kW2kW提高到提高到8.7kW;8.7kW;启动过程的平启动过程的平稳电压由稳电压由7V7V提高到提高到9.4V;9.4V;启动过程的平稳电流由启动过程的平稳电流由280A280A提高到提高到440A;440A;启动过程的电启动过程的电源平稳输出功率从源平稳输出功率从2.44kW2.44kW提高到提高到4.12kW4.12kW。
n n特别是在低温或冬季寒冷的恶劣环境下，由于蓄电池的性能大大下降特别是在低温或冬季寒冷的恶劣环境下，由于蓄电池的性能大大下降, ,很可能很可能不能正常启动或需多次启动才能成功不能正常启动或需多次启动才能成功, ,而超级电容器由于去高功率特性与蓄电而超级电容器由于去高功率特性与蓄电池并联时则仅需一次点火，其优点是非常明显的池并联时则仅需一次点火，其优点是非常明显的 n n技术指标技术指标技术指标技术指标 （（1 1）） 牵引型电容器：比能量牵引型电容器：比能量 10wh/kg10wh/kg；比功率；比功率 600w/kg 600w/kg ；循环寿；循环寿命命 大于大于5000050000次；充放电效率次；充放电效率 大于大于95%95% （（2 2）启动型电容器：比能量）启动型电容器：比能量 3wh/kg3wh/kg；； 比功率比功率 1500w/kg1500w/kg；循环寿命；循环寿命 大于大于2020万次；充放电效率万次；充放电效率 大于大于99%99%n n经济指标：经济指标： 目前超级电容的销售价格约为每瓦时目前超级电容的销售价格约为每瓦时2020元（元（2020元元/ /WhWh）。
公交无轨电车中的超级电容器 超级电容器驱动的高尔夫球车 超级电容超级电容+锂离子电池复合电动车锂离子电池复合电动车n n“ “电池－电容混合电动汽车应用示范系统研究电池－电容混合电动汽车应用示范系统研究” ”项目，上海市电力公司负责实施项目，上海市电力公司负责实施 ，采用的是超级，采用的是超级电容和锂离子电池相混合的技术目前已有电容和锂离子电池相混合的技术目前已有1010辆辆这种电池－电容混合型电动汽车在上海这种电池－电容混合型电动汽车在上海825825路公交路公交车上线运营车上线运营n n这种电池－电容混合型电动汽车具有续驶里程长、这种电池－电容混合型电动汽车具有续驶里程长、充电速度快、充放电循环次数高等主要优点，一充电速度快、充放电循环次数高等主要优点，一次完全充电最大行驶距离可达次完全充电最大行驶距离可达100-300100-300公里，最高公里，最高时速可达时速可达80-10080-100公里，一次完全充电时间公里，一次完全充电时间3 3小时左小时左右，每右，每 公里耗电小于公里耗电小于1.61.6度n n有关检测数据表明，使用该混合纯电动汽车可减有关检测数据表明，使用该混合纯电动汽车可减少少92%92%－－98%98%的汽车废气排放，同时可节省能源费的汽车废气排放，同时可节省能源费用用70%70%－－80%80%。