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Elite Member
  
加入日期: Apr 2004 您的住址: 港都
文章: 6,019
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RCE超級電容組簡介及實測
本文同步發表於港都狼窩
超級電容(Ultracapacitor)，是一種超大容量的電解電容，有接近電池的高能量儲存能力(每公斤接近2000W)，又有接近電容的低內阻(數十毫歐姆)，有很快的充放電速度，可應用於電氣化列車系統的捕捉制動能量、初始加速能量供應、電壓穩定、大型柴油機/柴電機車的引擎啟動等需要瞬間大量電能吸收/釋出的場合 RCE推出的車用超級電容組，使用了六顆美國大廠Maxwell Technologies出品的BOOSTCAP HC系列Ultracapacitors BCAP0150，每顆提供150F(法拉)，六顆串聯後可獲得等效25F，耐壓16.2V(最高17.1V)的超級電容組 使用的電容實際照片  使用的電容詳細電氣規格   準備開始測試 靜態測試實際照  測試一：使用電子負載，搭配鉛酸電池(YUASA TTZ10S)，進行5A/10A/15A/20A放電測試 放電電壓記錄圖表如下：  測試二：使用電子負載，搭配鉛酸電池(GS YUASA GT9B-4)，進行26A放電測試 放電電壓記錄圖如下：  測試小結： 從電壓記錄圖可知道，加上超級電容後於負載啟動瞬間，其電壓下滑速度減慢，坡度趨緩，但同樣的負載釋放電壓慢慢回升時，因要幫電容回充，也同樣讓電壓上升速度趨緩，這表現出超級電容對於電壓突降/突升下的穩定效果 測試三：實際上車測試，將超級電容與鉛酸電池(GS YUASA GT9B-4)及鋰鐵電池(RCE 6.9Ah B型)搭配前與後的結果 測試對象：YAMAHA 2007 TMAX，除電瓶外其他電系均維持原裝(僅加裝USB電源轉換裝置) 原裝GS YUASA GT9B-4鉛酸電池搭配超級電容組實際安裝圖  加上超級電容，怠速電壓波形  加上超級電容，加油門至4000轉電壓波形  實際錄影影片 [YOUTUBE]QoP0v-l4xwo[/YOUTUBE] 拆除超級電容，怠速電壓波形  拆除超級電容，加油門至4000轉電壓波形  實際錄影影片 [YOUTUBE]YzrbHsFxHBY[/YOUTUBE] 電壓記錄圖表  測試小結： 從電壓波形的擺盪幅度，與電壓記錄圖表，可以看到加上超級電容後，啟動瞬間電壓降(藍線與紅線的最低電壓尖波)及怠速/轉速加高後的波形振幅均獲得改善，表示超級電容發揮其儲存能量大及充放電快速的特性 RCE 6.9Ah B型鋰鐵電池搭配超級電容組實際安裝圖  加上超級電容，怠速電壓波形  加上超級電容，加油門至4000轉電壓波形  實際錄影影片 [YOUTUBE]ASkB-sw24Bg[/YOUTUBE] 拆除超級電容，實際錄影影片 [YOUTUBE]qRzWOAUHkKs[/YOUTUBE] 電壓記錄圖表  測試小結： 可以見到超級電容搭配鋰鐵電池後，其明顯效果僅在改善引擎發動一瞬間的電壓降(藍線與紅線的最低電壓尖波)，運轉中及熄火時電壓幾乎無改變，電壓波形亦無明顯變化，表示鋰鐵電池本身特性已經有一定良好程度，加上超級電容頂多補足其瞬間大電流輸出時(引擎發動)的空缺 四張圖表疊在一起比較  總結： 從測試結果看來，在使用傳統鉛酸電池時，加上超級電容有較明顯的改善效果，雜訊波形的振幅得以減小，電壓變動程度也同樣減小，尤其是引擎發動的瞬間壓降幅度獲得明顯改善，整體特性接近了鋰鐵電池的表現 但如果已經使用鋰鐵電池，搭配超級電容後所能改善的效果僅有在瞬間大電流輸出(引擎啟動瞬間)的時候，其他狀態下幾乎無改變，除非有要求較多瞬間大電流輸出的場合(例如使用音響/重低音擴大器的音響車)，加上超級電容才有其明顯降低瞬間壓降的效果 但作為汽機車應用時，還有一點需要特別注意，那就是溫度，電容這種零件十分怕熱，從規格表可以看到，其作業溫度範圍為-40度至85度，在室溫(攝氏25度)下壽命為10年，但如果提高到85度後壽命只剩1000小時，差距可以說是相當明顯，這類電容使用時都有散熱風扇進行強制通風避免高溫，但這次測試的產品僅包在塑膠外殼中，如果安置在車用環境中，尤其是引擎室內或是太陽曝曬產生的熱量累積，其高溫問題不能忽略，否則對其特性表現及壽命都會有影響 優點 可補足瞬間大電流需求，降低壓降 搭配鉛酸電池效果較明顯 缺點 價格較貴 高溫環境下電容壽命會有影響，須注意使用場合及安裝位置 報告完畢，謝謝收看 |
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2012-05-08, 01:42 AM
#1
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Master Member
加入日期: Jun 2002
文章: 2,332
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哦哦! 所以像在下養的四代初噴鵝就可以在晚上的時候開大燈發動引擎了QQ
這個比起電池整顆換成鋰電池應該便宜很多，來去找找看  感謝狼大分享!
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Es muss sein! |
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2012-05-08, 02:18 AM
#2
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Advance Member
加入日期: Dec 2002 您的住址: 超時空世紀
文章: 390
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好奇是…自放電速度…？
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和田加奈子: やソ空メ抱わウバサ ; 不確ろスI LOVE YOU Something touched me deep inside The day The music died |
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2012-05-08, 02:27 AM
#3
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Elite Member
加入日期: Jul 2001 您的住址: Red Planet
文章: 4,277
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超級電容之前有用在大陸的油電公車上，長期持續充放電的結果就是很快故障，因為內阻的關係，自放電速度應該也很嚇人，不知道熄火後對於這種小電池的放電速度會不會太大∼
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The war is crates by fear and gap. |
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2012-05-08, 02:53 AM
#4
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Major Member
 加入日期: Dec 2005
文章: 137
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電容都會自放電，所以覺得車子裝這種東西都要常常騎(開)，不然一不小心電池就沒電了。
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2012-05-08, 07:32 PM
#5
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Advance Member
加入日期: Jan 2004 您的住址: 台中
文章: 446
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這個爆掉會多大聲......
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2012-05-08, 08:29 PM
#6
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Elite Member
加入日期: Apr 2004 您的住址: 港都
文章: 6,019
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引用:
其實鉛酸電池換成鋰鐵，除了有接近超級電容的特性外，還能偷輕，所以對於小型電池，鋰鐵的投資比較好，但對於大型電池或是重度音響改裝車，超級電容還是有其發揮地方 引用:
禮拜日下午四點多測完拔下來後，剛剛要拿出來測的時候，兩端子不小心相碰短路了一下，發出滋滋聲及火花(大約一秒)，結果測試居然還有11.6V  原廠說明此型號電容自體漏電流是0.5mA 引用:
Maxwell此品牌有用在都市輕軌及捷運上的應用，由西門子組裝的SITRAS，有些服役已久，原廠的10年壽命、五十萬次充放電，都是在一定規格內(環溫25度、電流15A)，若是超過規格，就跟傳統電容一樣壽命會急速縮短 引用:
其實還好，要看電容自體漏電程度 引用:
之前有人實驗過加到5V才開始流汁，不過不敢想像極性反接會怎樣，網路上有爆破影片  |
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2012-05-08, 11:35 PM
#7
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*停權中*
加入日期: Aug 2011
文章: 701
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CV=IT
25F*12.6V=0.0005A*T(sec) T=630000/3600=175H 充飽放著175小時會漏到完全沒電 實際上應用時電壓低於9V就很難啟動機車(當然這是指沒電瓶配合的情況)所以時間更短 |
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2012-05-09, 08:34 AM
#8
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Elite Member
加入日期: May 2002 您的住址: 板橋
文章: 5,112
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藉題發揮一下,假設人車總重70kg,時速20km好了,要是拿超級電容儲存再生式煞車所回收的電能的話,夠不夠在合理的範圍內供給自行車的頭燈/尾燈所須啊(鵝的物理全忘光了,不過按幾次煞車能亮個3-5分鐘的話應該就夠了
 )....
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士大夫之無恥,是謂國恥  ....
此文章於 2012-05-09 08:53 AM 被 cmwang 編輯. |
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2012-05-09, 08:48 AM
#9
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Elite Member
加入日期: Apr 2004 您的住址: 港都
文章: 6,019
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引用:
超級電容是要搭配電池並聯使用的，而非單獨使用 剛剛測試一下，RCE超級電容組接在電池上時，使用直流勾表測量只有在接上一瞬間會有電流，當電壓達到平衡時就測不出電流顯示為0(勾錶靈敏度為10mA)，使用比較精確的直流電流錶串在兩者間電路上，其流動的電流只有1~1.5mA(0.001~0.0015A) 引用:
這也要看當時車輛驅動馬達於剎車時變成發電機的發電能力，這類超級電容主要應用在直流鐵路系統的能量暫存，除可回收列車減速時的回生能量，也可瞬間提供列車起步加速所需的電能，還有著穩定系統電壓的功能，這類裝置主要是SES(Stationary Energy Storage，列車沿線供電站能量儲存)、MES(Mobile Energy Storage，列車搭載能量儲存)以及HES(Hybrid Energy Storage，電容與電池混合能量儲存)，列車慣性大，如果減速時產生的回生能量全浪費掉很可惜，而起步加速時也需要更大的電能，會造成輸電系統的負擔，所以使用能量儲存裝置來回收回生能量及提供起步加速瞬間所需電能，在現今重視節能的環境中，是比較環保的 此文章於 2012-05-09 10:01 PM 被 LSI狼 編輯. |
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2012-05-09, 10:00 PM
#10
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