超級電容器(supercapacitor,ultracapacitor)，又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺夒娙萜骺梢苑磸?fù)充放電數(shù)十萬次。同時，超級電容器是一種新型綠色環(huán)保的儲能器件(活性炭)，其具有效率極高、高電流容量、電壓范圍寬、使用溫度范圍廣、回卷使用壽命長、工作壽命長、免維護(hù)易保養(yǎng)、整合簡單、底成本等優(yōu)越的特性

     由于超級電容器單體工作電壓不高，一般只有1V-4V，其中常用的單體超級電容電壓規(guī)格一般是2.7V，而在實(shí)際應(yīng)用中常需要16V、48V、54V、75V、125V或更高的電壓才能滿足這些設(shè)備的使用。這些設(shè)備多數(shù)為風(fēng)力發(fā)電、汽車HEV、軍用啟動電源及微電網(wǎng)設(shè)備等，為了滿足這些設(shè)備的使用要求，超級電容模組就應(yīng)運(yùn)而生了。

超級電容模組就是將多個超級電容器單體串聯(lián)，配合電壓均衡和放電穩(wěn)壓系統(tǒng)，用鋁合金外殼組合而成的一個新型能量包。超級電容模組的誕生，擬補(bǔ)了鉛酸電池等儲能器件的缺陷，超級電容模組的工作溫度范圍為-40~65℃解，決了鉛酸電池在室外寒冷條件下使用效率大大降低的問題;而且超級電容模組不但具備了超級電容單體的所有特性，同是還具備了可狀態(tài)監(jiān)控功能，能更好的實(shí)現(xiàn)免維護(hù)易保養(yǎng);

超級電容模組具有一下優(yōu)點(diǎn):

1、超級電容模組是綠色能源(活性炭)，不污染環(huán)境。

2、超級電容模組壽命長(充電次數(shù)10萬次);鉛酸電池壽命短(充電次數(shù)500次)，易損壞，難管理，是鉛酸電池的20-200倍可以與設(shè)備同命運(yùn)。

3、超級電容模組充電速度快(0.3秒-15分鐘);鉛酸電池充電時間長(5-8小時)，很多電池就是充電時間 長，續(xù)駛里程短。

4、超級電容模組充放電效率高(98%);鉛酸電池充放電效率低(70%);

5、超級電容模組功率密度高(10.000W/kg);鉛酸電池功率密度低(300W/kg)，差30多倍。

6、超級電容模組徹底免維護(hù)，工作溫度范圍(-40~50);鉛酸電池電動車在-40℃續(xù)駛里程減少90%，超級電容器只減少10%。

7、超級電容模組在電動大客車能量回收強(qiáng)，緊急制動能量回收高達(dá)75%;鉛酸電池能量回收僅為5%，這點(diǎn)對公共大客車太重要了，可以節(jié)約大量的燃料。

8、超級電容模組的相對成本低。超級電容器價格比鉛酸電池高一倍在大量生產(chǎn)后價格還會下降;但超級電容器的壽命比鉛酸電池高10倍，這點(diǎn)對公共大客車產(chǎn)業(yè)化非常重要。

9、超級電容模組還具有過溫過壓自動報警等功能，能更好的保護(hù)其他設(shè)備，保證設(shè)備正常運(yùn)行;

很多用戶都遇到相同的問題，就是怎樣計(jì)算一定容量的超級電容在以一定電流放電時的放電時間，或者根據(jù)放電電流及放電時間，怎么選擇超級電容的容量，下面我們給出簡單的計(jì)算公司，用戶根據(jù)這個公式，就可以簡單地進(jìn)行電容容量、放電電流、放電時間的推算，十分地方便。

超級電容器的兩個主要應(yīng)用:高功率脈沖應(yīng)用和瞬時功率保持。高功率脈沖應(yīng)用的特征:瞬時流向負(fù)載大電流;瞬時功率保持應(yīng)用的特征:要求持續(xù)向負(fù)載提供功率，持續(xù)時間一般為幾秒或幾分鐘。瞬時功率保持的一個典型應(yīng)用:斷電時磁盤驅(qū)動頭的復(fù)位。不同的應(yīng)用對超電容的參數(shù)要求也是不同的。高功率脈沖應(yīng)用是利用超電容較小的內(nèi)阻(R)，而瞬時功率保持是利用超電容大的靜電容量(C)。

下面提供計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例:

C(F):超電容的標(biāo)稱容量;

R(Ohms):超電容的標(biāo)稱內(nèi)阻;

ESR(Ohms):1KZ 下等效串聯(lián)電阻;

Uwork(V):在電路中的正常工作電壓

Umin(V):要求器件工作的最小電壓;

t(s):在電路中要求的保持時間或脈沖應(yīng)用中的脈沖持續(xù)時間;

I(A):負(fù)載電流;

Udrop(V):在放電或大電流脈沖結(jié)束時，總的電壓降;

瞬時功率保持應(yīng)用

超電容容量的近似計(jì)算公式，該公式根據(jù)，保持所需能量=超電容減少能量。

保持期間所需能量=1/2I(Uwork+ Umin)t

超電容減少能量=1/2C(Uwork2 -Umin2)

因而，可得其容量(忽略由IR 引起的壓降)C=(Uwork+ Umin)t/(Uwork2 -Umin2)

如單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，應(yīng)用超級電容作為后備電源，在掉電后需要用超級電容維持100mA的電流，持續(xù)時間為10s,單片機(jī)系統(tǒng)截止工作電壓為4.2V，那么需要多大容量的超級電容能夠保證系統(tǒng)正常工作?

由以上公式可知:

工作起始電壓Vwork=5V;工作截止電壓Vmin=4.2V;工作時間t=10s;工作電源I=0.1A所需電容容量為:

C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)

=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)

=1.25F

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以選擇5.5V 1.5F電容就可以滿足需要了。