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超级电容器具有非常广泛的用途。与燃料电池等高能量密度物质相结合，超级电容器提供快速的能量释放，满足高功率的需求，从而使燃料电池可以仅作为能量源的使用。目前，超级电容器的能量密度可高达20kW/kg，并已经开始抢占传统电容器和电池之间的市场。 在要求高可靠性而对能量要求不高的应用中，可以用超级电容器来取代传统电池，也可以将超级电容器和电池结合起来，应用在对能量有要求很高的场合，而可以采用体积更小、更经济的电池。 超级电容器的ESR值很低，从而可以输出更大的电流，也可以快速的吸收大电流。同化学充电原理相比，超级电容器的工作原理使这种产品性能更稳定，因此，超级电容器的使用寿命会更长。对于像电动工具、玩具这种需要快速充电的设备来说，超级电容器无疑是最理想的电源。 一些产品适合采用电池、超级电容器的混合系统，超级电容器的使用可以避免为了获得更多能量而使用大体积的电池。如消费电子产品中的数码相机就是例子，超级电容器的使用使数码相机可以采用更便宜的碱性电池而不是使用昂贵的Li离子电池。 超级电容器单元cell的额定电压范围为2.5～2.7V，因此，很多应用中需要使用多个超级电容器单元。当串联这些单元时，设计工程师需要考虑单元间的平衡和充电情况。任何超级电容器都会在通电情况下，通过内部并联电阻放电，这个放电电流称为漏电流，它影响超级电容器单元的自放电。同某些二级电池技术相似，超级电容器的电压在串联使用时也需要平衡，因为超级电容存在漏电流，内部并联电阻的大小决定串联的超级电容器单元上的电压分配。 当超级电容器的电压稳定后，各个单元上的电压将随着漏电流不同而发生变化，而不是随着容值不同而变化。漏电流越大，额定电压就越小，反之，漏电流小，额定电压就高。这是因为，漏电流会造成超级电容器单元的放电，使电压降低，而这个电压会随后影响和它串联在一起的其他单元的电压，这里假定这些串连的单元都使用同一个恒定电压供电。为了补偿漏电流变化，常采用的方法就是在每一个单元旁边并联一个电阻，去控制整个单元的漏电流。这种方法有效地降低了各单元之间的相应并联电阻的变化。 超级电容器的应用超级电容器产品由于其具有特殊的优点，全球需求量迅速扩大，已成为化学电源领域内新的产业亮点。应用领域非常广阔。它的应用领域涉及运输业、风能、储能和工业用UPS等各个领域。不仅从根本上改变了电动车在交通运输中的位置，也将改进风能、太阳能等间歇性能源利用的可能性，在满足人们对能源需求的同时，减少了对石油的依赖。 此外，超级电容器还在包括税控机、数码相机、掌上电脑等微小电流供电的后备电源等消费性电子产品及众多领域有着巨大的应用价值和发展潜力，被世界各国广泛关注，行业前景可期。 一、超级电容器在运输业的应用首先是纯电动汽车领域的应用。就在上海世博会期间，某公司研制出一款去掉辫子的超级电容器纯电动汽车，此为上海世博会“零排放”公交车。这款公交车每隔2-3公里就会在指定的充电站（兼具公交车站功能）进行充电，充电时间仅需几分钟，位于公交车座位下的超级电容器就完成了全部充电任务。 超级电容器的公交车充电方式灵活多样，可以从刹车系统中获取能量，这类公交车时用的电力比无轨电车少40%，能耗仅为燃油车的三分之一。 超级电容器还应用在混合电动车上。混合电动汽车采用多能源系统提供动力，以燃油发动机作为主要动力，以二次电源作为辅助动力。混合电动汽车最大的优点就是在加速期间或爬坡时，要从有电池和超级电容器组成的能量储存系统吸取电力，当车辆的动力需求较低时，该能量储存系统被充电，这样不仅增加了能量效率，而且车辆能够通过再生制动，在减速时能量重新回收，加速时付出，既节省了油又减少了污染。混合电动汽车能节油30%-50%，减少污染70%-90%。 将蓄电池与超级电容结合起来，他们的优点可以互补，成为一个极佳的贮能系统。此还可用于卡车低温起动、中型和重型卡车、陆上和地下的军事用车，它在大电流以及高低温条件下工作，都会有很长的寿命。 此外，超级电容器与蓄电池并联应用，可以提高机车的低温启动性能。就是对于提高汽车在冷天的启动性能（更高的启动转矩），超级电容器具有非常重要的意义。通常在-20℃时，机动车由于蓄电池的性能大大下降，很可能不能正常启动或需要多次启动才能成功，而超级电容器可以在-40℃与蓄电池并联时，仅需一次点火，其耐低温性能优点非常明显。 在城市轨道交通工程中，车辆的制动方式为电制动（再生制动）加空气制动，在运行中以电制动为主，空气制动为辅。运行中的列车由于站与站之间的距离较短，列车启动、制动频繁，制动能量相当可观。超级电容器在应用于轨道车辆中时，在轨道车辆制动的时候，回收制动能量，存储于超级电容其中;而当车辆再加速时，超级电容器将这些能量释放出来，于是节省了30%的能量。 在航空航天领域中，超级电容器也能够得到很广泛的应用。比如飞机在开启舱门时，需要特别强的爆发动力，而超级电容器会完成这个功能，它在为飞机开启门提供爆发动力，使用寿命可达25年，140000飞行小时，已经通过空中客车公司资质证明，于2004年测试，设计产品是BCAP0140。在地面上，正常操作和紧急操作时，门必须被打开，在飞行时，门必须被关上并锁紧，滑道必须在紧急情况被需要的时候膨胀。 现在混合动力叉车及电动叉车大都采用由超级电容器作为驱动传动机构，传送和接收峰值功率，进行能量回收，节省燃料，实现更长工作时间。 超级电容的轮胎式集装箱起重机，利用大容量超级电容器，可以短周期大电流充电和放电，在起动时能迅速大电流放电，下降时能迅速大电流充电，将能量吸收，起到节能环保的作用。 超级电容器在风能领域的应用超级电容器的突出特点是：高效率、大电流放电、宽电压范围、宽温度范围、状态易监控、长循环寿命、长工作寿命、免维护、环保等。因此它极为适合在风力发电机组环境中工作。风力发电变桨利用超级电容器储能电源的基本工作原理是：平时，由风机产生的电能输入充电机，充电机为超级电容器储能电源充电，直至超级电容器储能电源达到额定电压。当需要为风力发电机组变桨时，控制系统发出指令，超级电容器储能系统放电，驱动变桨系统工作。 储能领域应用现有超级电容器产品，它不仅已经用作光电功能电子表和计算机贮存器等小型装置电源，而且还可以用于固定电站。在边远缺电地区，超级电功容器可以和风力发电装置或太阳能电池组成混合电源，使无风或夜间也可以提供足够的电源。 卫星上使用的电源多是由太阳能电池与镉镍电池组成的混合电源，一旦装上了超级电容器，那么卫星的脉冲通讯能力一定会得到改善。此外，由于它具有快速充电的特性，那么相对于电动玩具这种需要快速充电的设备来说，无疑是一个理想电源。 |
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