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電動(dòng)汽車超級電容主要參數(shù)及充放電時(shí)間常數(shù)確定

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  • 發(fā)布時(shí)間:2017/11/14 16:35:32
  • 作者:ly_yinhe

  超級電容是一種新型的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)能源存儲設(shè)備,其優(yōu)異的性能指標(biāo)越來越受到行業(yè)的認(rèn)可。工作電壓、電流、時(shí)間常數(shù)等都是超級電容的主要參數(shù)。

電動(dòng)汽車超級電容主要參數(shù)

01工作電壓

  超級電容器能夠連續(xù)、長期地保持最大電壓。

02電流

  對超級電容器進(jìn)行充電后,為使電容器在某一電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)而從外部施加的一個(gè)電流。

03時(shí)間常數(shù)

  如果一個(gè)超大容量電容器能夠模擬為一個(gè)電容和一個(gè)電阻的簡單串聯(lián)組合,則該電容和電阻的乘積便為時(shí)間常數(shù),其單位為s,相當(dāng)于將電容器恒壓充電至滿充容量的63.2%時(shí)所需的時(shí)間。

04等效串聯(lián)電阻

  當(dāng)一個(gè)電容器被模擬為包括電感、電容、電阻的等效模擬電路時(shí),其中的電阻部分即為等效串聯(lián)電阻。等效串聯(lián)電阻可以利用交流阻抗技術(shù)或電流階躍技術(shù)測試得到。

05放電容量

  電容器在放電過程中可以放出的全部容量,具體計(jì)算方法是將放電過程中一個(gè)瞬間的電壓與電流的乘積對放電時(shí)間進(jìn)行積分。

06理想存儲能量(電容器存儲能量的理想值)

  對于一個(gè)簡單的電化學(xué)電容器,其理想存儲能量值可以通過E=0.5CU2w來計(jì)算,式中,C為電容器的容量;Uw為電容器的工作電壓。

07平均放電功率

  平均放電電流和平均放電電壓的乘積即為平均放電功率。

08最大輸出功率

  指當(dāng)為電容器外接一個(gè)合適的負(fù)載時(shí),其可以達(dá)到的最大輸出功率,計(jì)算公式為P=U2/(4R),式中,以為電容器的初始電壓;R為電容器的等效串聯(lián)電阻。

09放電效率

  在一個(gè)特定的充放電循環(huán)中,電容器放出的能量占充入的能量的百分比。

電動(dòng)汽車超級電容充放電時(shí)間常數(shù)的確定

  超級電容作為一種高功率動(dòng)力源,可大電流充放電,并且使用壽命比電池大得多,這使得其充放電效率對性能的發(fā)揮有著極其重要的影響。超級電容器組的時(shí)間常數(shù)是決定超級電容器組充放電效率的重要因素。超級電容器組的充放電時(shí)間主要取決于超級電容器組的充放電效率。

  假設(shè)電容組以恒定的電流充放電,經(jīng)過時(shí)間t后,電容器組電量從Q1到Q2,相應(yīng)的電壓由U1到U2,則電容器組存儲釋放的能量E為:

a

  此時(shí)超級電容器組內(nèi)阻R消耗的能量ER為:

b

  定義時(shí)間常數(shù)r=RcC,β=U1/U2(充電)或β=U2/U1(放電),得到充電效率ηc和放電效率ηD為:

c

  可知,對于相同的r,超級電容器組效率隨充放電深度增大而減小,隨充放電時(shí)間t增大而增大。對于相同的β,ηC永遠(yuǎn)大于ηD;同時(shí)r越小,相同放電時(shí)間效率也越高,并且基本上接近,但隨著r的增大,偏差迅速增大。所以在選用超級電容器時(shí),要綜合考慮充放電深度和時(shí)間的匹配關(guān)系,根據(jù)電容器的成本隨時(shí)間常數(shù)的增大而增大的原則,在不影響使用的前提下,盡量選用時(shí)間常數(shù)小的電容器,此時(shí)電容器的充放電時(shí)間可以設(shè)計(jì)相等。


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