CN101399119A - 电动自行车辅助动力用超级电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电动自行车辅助动力用超级电容器，其特点是外壳内腔设有3～6个相隔离的矩形格，每个格内设有一个由多只超级电容器单体串联而成的电容器单元，每个单元并联一只电压均衡器，各单元之间串联或并联，每只单体的外层为带有出气孔的铝塑膜软包装，各单元顶部有单向排气阀。本发明结构紧凑、体积小、重量轻，有很高的比能量和比功率，充电时各单元电压均衡，使用中气体能及时排出，整体性能好。该超级电容器安装于电动自行车上与铅酸蓄电池联用，可有效改善电动自行车启动性能，提高蓄电池使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级电容器，具体是一种用于电动自行车辅助动力电源的超级电容器组。
背景技术
电动自行车普通采用铅酸蓄电池作为核心动力源，蓄电池的好坏直接影响电动自行车的正常工作，同时电池作为一种易耗品，并且价格较高，因此使蓄电池保持良好的工作状态，延长其使用寿命，无论从环保或经济角度讲，都有很重要的现实意义。电动自行车起动、加速、爬坡时需要电池提供瞬间的大电流，但是随着放电电流密度增加，会使电池的使用寿命降低，因为大电流密度会促使正极二氧化铅松散脱落，导致电池过早失效。
将超级电容器与铅酸蓄电池联用组成混合动力电源是解决上述问题的有效方法。但存在的不足之处是，现有超级电容器还不足以提供电动自行车所需的瞬时大电流，如将超级容器组合使用，其体积和重量增加，超过使用要求，而且充电时各电容器单元之间电压不均衡，加之使用中产生的气体增多，排气不畅，影响到整体超级电容器的使用性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处提供一种适合电动自行车辅助动力用的超级电容器，该超级电容器结构紧凑、体积小、重量轻，瞬时输出电流大，整体性能好，与铅酸蓄电池并用，能大大增加蓄电池使用寿命，满足自动自行车使用要求。
本发明的技术方案是：电动自行车辅助动力用超级电容器包括外壳、上盖、引出端子，改进之处是外壳内腔设有3～6个相隔离的矩形格，每个矩形格内设有一个电容器单元，各单元之间串联或并联，每个单元由多只超级电容器单体串联组合而成，每个单元并联一只电压均衡器，每只超级电容器单体的外层为铝塑膜软包装。
进一步的方案是所述超级电容器单体的铝塑膜软包装上有出气孔；每个电容器单元的顶部有单向排气阀。
超级电容器是近年来随着材料科学的突破而出现的新型功率型电子元器件。它填补了普通电容器与电池之间的比能量与比功率空白，具有高至数千法拉的电容量，同时还具有安全可靠、适用范围宽的特点，是改善和解决电能动力性能应用的突破性元器件。超级电容器还是一种绿色环保型产品，节能、环保，对使用者和环境都不会产生负面影响，是一种绿色健康的电源产品。其与蓄电池联用组成混合动力电池，在电动自行车起动、加速爬坡时，超级电容器提供瞬间的大电流，这样蓄电池得到保护，同时降低了对蓄电池能量密度和容量的要求。当电动车匀速行驶时，再由蓄电池给超级电容器充电，两者的配合使用，蓄电池的寿命大大增加。当电动车紧急制动时，可以由电机给超级电容器充电，将动能转化成电能储存下来，电动自行车充满一次电后，行驶的公里数大大增加。
本发明提供的超级电容器在一个外壳中设置多个电容器单元，根据需要彼此间相串联或并联，每个单元又由多只超级电容器单体组成，一般为3～6只，每只单体采用铝塑膜软包装，这样，本发明不仅能提供瞬时大电流，而且结构紧凑、体积小、重量轻，有很高的比能量和比功率；同时各电容器单元并联电压均衡器，充电时各单元电压均衡，加之使用中产生的气体能通过软包装上的出气孔和每个单元的排气阀及时排出，从而保证其使用性能。
附图说明
附图为本发明结构示意图。
具体实施方式
参见附图，外壳6的内腔设有六个相隔离的矩形格，每个矩形格内设有一个由三只超级电容器单体3串联而成的电容器单元，各单元之间由连接条4相串联，每个单元并联一只电压均衡器5，每只超级电容器单体的外层为铝塑膜软包装，软包装上有气孔，每个电容器单元的顶部设有装在上盖1上的排气阀2，该超级电容器每个单元内有三只2.5V50F超级电容器单体，各单元串联后通过正极柱8、负极柱7输出，组成整体为45V3F的电动自行车辅助动力用超级电容器。
电动自行车多采用36V10Ah铅酸蓄电池作为电源，其开路电压在40V以上。电动自行车正常行驶时功率为200W左右，蓄电池输出电流5～6A，但在启动、加速等情况下，蓄电池输出电流高达12～16A。以电动自行车启动时为例，如依靠蓄电池单独启动，则蓄电池输出电流达15A。将该超级电容器安装于自动自行车上与铅酸蓄电池并联使用，启动瞬间超级电容器输出6A，蓄电池输出电流降为9A，可有效改善电动自行车启动性能，提高蓄电池使用寿命。
Claims (3)
1、一种电动自行车辅助动力用超级电容器，包括外壳、上盖、引出端子，其特征是外壳内腔设有3～6个相隔离的矩形格，每个矩形格内设有一个电容器单元，各单元之间串联或并联，每个单元由多只超级电容器单体串联组合而成，每个单元并联一只电压均衡器，每只超级电容器单体的外层为铝塑膜软包装。
2、按权利要求1所述的电动自行车辅助动力用超级电容器，其特征是所述超级电容器单体的铝塑膜软包装上有出气孔。
3、按权利要求1所述的电动自行车辅助动力用超级电容器，其特征是每个电容器单元的顶部有单向排气阀。
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2007
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