超级电容高效充放电控制器设计(2)

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4.3 元器件的选取 10

5 控制器外盒设计 12

5.1 控制盒结构组成 12

5.2 控制盒提高抗过载方法 12

5.2.1 改善盒体结构 12

5.2.2 使用贴片元器件 13

5.2.3 进行电路封装 13

5.2.4 使用螺栓连接方式 13

结论 14

致谢 15

参考文献 16

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.1.1 课题研究背景

当今社会煤炭、石油等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧产生的废气已经对生态环境造成了严重的污染，人们急于找到新型能源装置替代传统的内燃机。目前人们已经进行了混合动力燃料电池和化学电池等的研究和开发，虽然取得了一定的研究成果，但是它们仍存在着明显的缺陷。使用寿命短、充放电效率低速率低、温度特性差、放电电流过小、对环境仍有一定污染、造价高昂等致命弱点，到目前还没有找到有效的解决方法。因此人们更迫切希望能够找到一种环保且高效的新型储能装置，而超级电容器就在上个世纪80年代初应运而生。作为介于传统物理电容器件和电池之间的新型储能器件，和传统电池相比，超级电容具有充电速度快、使用寿命长、绿色环保等优点。超级电容在电动汽车辅助系统、数码产品后备电源、自然能源采集等领域获得了极大的应用。在军事领域，超级电容也愈发受到重视，脉冲武器，激光武器、电磁弹射装置等等，都能见到超级电容的身影。

1.2 超级电容介绍

1.2.1 超级电容优点

1) 高功率应用：相比其他电池，超级电容的串联内阻非常低，因此可以应对需要较大电流放电的环境。

2) 超级电容的适用电压范围广：目前的电池多数都是在相对很窄的电压范围内工作，而超级电容的工作电压较宽，可以在更多的场合正常使用。

3) 超级电容绿色环保，对环境不会造成污染。

4) 超级电容寿命长：超级电容的电能存储为纯粹的物理变化，使用中不存在物质的转换，这保证了电容的长期使用可靠性。超级电容拥有长达10万-50万次的使用寿命。

5) 超级电容适用温度范围宽：超级电容有很好的温度适用性，可以在较低的温度正常使用，解决了多数电池在低温情况下失效的问题。

1.2.2 超级电容存在的问题

超极电容虽然性能优越，但也不是没有缺点的，在实际应用中，主要存在以下三方面的问题：

（1）能量存储率问题

超极电容能量密度相比电池过低，这导致超极电容在很多领域并不能取代传统电池。因为能量密度较低，在强电流条件下不能长时间保持，小型的电容器目前只能作为电子产品的备用电源。而近年来生产出的能量密度较高的电容器，因为其尺寸也随之增大，应用范围也相应地被局限了。改进制备工艺是提高超极电容储能率的有效方法，但是如何控制生产成本也是需要考虑的问题。而且从长远来看，要根本上解决储能问题，我们需要找到更理想的电极活性材料。此外，相比已经很成熟的电池技术，如何将实验室的超级电容科研成果转化为实际工业生产，还有很远的路要走。