浅谈法拉电容。特撰硬文一篇，打击各位一下。

bn_fz

法拉电容
法拉电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。
超级电容的特点：
（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；
（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”，也不存在过度放电的问题；
（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；
（4）功率密度相对较低，约为300W/KG~5000W/KG，仅相当于锂电池的1/5~1/10；
（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；
（6）充电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，长期使用免维护；
（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；
（8）检测方便，剩余电量可直接读出；
（9）容量范围通常0.01F--1000F ，而耐压往往偏低（几伏特到十多伏，新开发出的也不过二十多伏）。
超级电容可做成超级电容模组，适合高容量的需求。
缺点：
（1）目前超级电容的耐压均不高。实际使用中过压保护电路必不可少。有人经常将二个到多个超级电容串接来接入大电压环境中。这种做法是不对的。因为随着电容的漏电，而电容的品质又不尽相同，在后期多次的充放电后容易造成局部单元过充而击穿的现象。
（2）超级电容毕竟不是电池，存在电压随着放电而逐渐下降的问题，所以需要较复杂的输出电路。
应用
◆ 法拉电容的低阻抗对于当今许多高功率应用是必不可少的。对于快速充放电，法拉电容器小的ESR意味着更大的功率输出。[1]
◆ 瞬时功率脉冲应用，重要存储、记忆系统的短时间功率支持。
应用举例
1、快速充电应用，几秒钟充电，几分钟放电。例如电动工具、电动玩具；
2、在UPS系统中，超级电容器提供瞬时功率输出，作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充；
3、应用于能量充足，功率匮乏的能源，如太阳能；
4、当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持；
5、小电流，长时间持续放电，例如计算机存储器后备电源；

以上摘自百度



既然是打击大家，当然从缺点说起
第一点，温度问题，温度范围宽、-40℃～+70℃。
法拉电容的耐温普遍在70度～80度左右。
即使是定制品，也不会高到哪里去。
那么问题来了，法系车。。。。。。。。。。。。。



第二点，耐压问题
法拉电容的耐压只有可怜的2.7V。
当然也有5V的型号，那是厂家严格配对的一对法拉电容串联得到的。
那么这个可怜2.7V实际只能用到2.5V怎么应用到车上呢？
答案只有一个，串联。
于是我们就遇到了法拉电容应该的最大障碍，串联。
串联会衍生出以下的几个问题。



第三点，容量问题。
容量是法拉电容的优势，怎么会变成问题呢？
问题出在串联上。
电容的串联容量。等于单个电容的倒数和的倒数。
听上去好拗口，像绕口令。
其实很简单，因为我们串的电容容量几乎相等，那么串联后的总容量就等于最小一个电容的容量除以串联的数量。
假设法拉电容容量为100F，那么串了6个以后的理论容量只有16.67F。还仅仅是理论的。
有不少不法商家，把6个法拉电容的容量加起来标称总容量，或者标称单个电容的容量，千万别上当。



第四点，串联数量问题
到底应该串几个？
车用电源一般额定12V，耐压至少要达到额定的1.414倍约17V。
由于车上有发电机，所以如果按发电机的输出电压算，至少要20V。
那么就是说车用的法拉电容组至少要串7个，非常不推荐串6个的（耐压15V）。
还记得耐压16V的车用整流器电容爆浆吗？
午夜现在也不会用16V的电容吧？
为什么X宝上面卖的车用法拉电容整流器都是6个电容串联呢？
好吧，我还是不说了，省得被灭口。



第五点，大电流充放电问题。
大电流充放电是电容的优势和有点。不止是法拉电容的优点。
但是为什么是个问题呢？
还是因为串联。
大家知道电源是有内阻的，无内阻的纯电源是不存在的。
电容在放电的时候可以看成一个电源，它存在内阻。
串联的时候内阻是相加的，电流要流过每一个串联的电容器。
这时候这个内阻就客观了，它会损耗部分能量。
充电的时候也一样，这个内阻同样存在，能量不是百分百的储存在电容内形成电势差，而是有部分能量被内阻损耗掉了。
然后就出现了法拉电容组的充放电效率问题。
运用到车上的时候，由于在不停的充放电，这个效率显然变得更低。



第六点，回到耐压问题。
为什么又回到耐压问题？
因为串联和内阻给我们创造了一个新问题。
我们已经知道电容有内阻，电容不是一个单纯的阻抗元件，也就是说它不是造出来做电阻用的。
那么它的内阻就变得不那么可控也不怎么稳定。
那么串联以后，问题来了，充电的时候电流流过每个电容的内阻，由于内阻差，U=I*R
那么每个电容分配到的电压会有区别。高于2.7V电容就挂了。
当然，我们不希望这种事情发生。于是在每个电容边上并联一个和电容内阻接近的电阻用来给每个电容均压，让每个电容分配到的电压相等。但是不幸的事情发生了，这些电阻本身也是串联的，和电源形成一个完整的回路，它在损耗我们的电能，我的汽油啊～！
当然工程师不会是吃素的，他们想出一个好办法，用电压比较器，在单个电容电压高于2.5V的时候导通，释放一部分电能保障电容的安全。好吧，至少没那么大，整流器效率再次下降，损耗增加。
不过还记得刚才串联数量普遍为6个吗？6×2.5V=15V，那么电源系统里面所以高于15V的纹波及电压突变，统统的被这6个电压比较器吃掉了，一点没存到电容里面，全部为机舱的高温做贡献了。我开始有点怀疑它存在的价值。



先说这些，想到再说。

天下无斑

才看到这篇文章，也来说下感想。 其实今年算是法拉电容比较爆发的一年，各方面的关注度都大增，今年出货量也是大增。 法拉电容目前是汽车行业的热门词，马自达已经把法拉电容用在了在售车的i-eloop上（阿特兹，昂克赛拉，CX-5顶配才有），这套东西才是我终极追求的。 卡迪拉克也宣布明年上市的CTS，ATS也采用maxwell的法拉电容，特斯拉也对法拉电容兴趣浓厚，引得各路风投对法拉电容虎视眈眈。 不过虽然这么热，但短时间把电池拉下马也不现实，尤其能量密度要有突破，倒是法拉电容和锂电池配合使用反而相得益彰，目前是混动的最佳组合。
   在另一个领域----行车记录仪上法拉电容正在逐步取代锂电池，锂电池的不耐高温是安全隐患，而较短的充放寿命也显得不经济。  目前台湾品牌如papago和韩国品牌都全线使用法拉电容，国产五百元以上的后视镜式行车记录仪大部分有法拉电容。
  法拉电容使用面越来越广，资本正密集投向这个行业，照这个趋势下去，取代锂电池是迟早的事。

fissa

那一筒一筒的要是B456 就值钱啦对不起~~我在发梦~··路过下

xlyyzy

bn_fz

fissa 发表于 2015-6-24 12:45
那一筒一筒的要是B456 就值钱啦对不起~~我在发梦~··路过下

B456是电池吧！？

fissa

bn_fz 发表于 2015-6-24 13:00
B456是电池吧！？

是啊~~~A123被收购后改名B456

GA9

好专业~

bn_fz

fissa 发表于 2015-6-24 13:04
是啊~~~A123被收购后改名B456

电池的容量密度是不及法拉电容的。

海盗船长

这个就是简单的超级电容，实际使用还得有配套的电路，不是简单的串并联，用于汽车的无非就是想滤波而已，当电池用目前是不现实的。滤波的方式有很多种，当然最简单最便宜的方法就是电容，午器从理论上肯定对汽车自身产生的干扰有滤波作用，要量化最简单的办法就是用示波器看电源的干净程度。

bn_fz

海盗船长 发表于 2015-6-24 14:39
这个就是简单的超级电容，实际使用还得有配套的电路，不是简单的串并联，用于汽车的无非就是想滤波而已，当 ...

由于车辆的电路环境恶劣
固定频率的杂波很少
示波器可能很难派上用场
不过我有示波器，有机会可以试试。

BlackGold

求大湿帮忙定制一个～