续谈汽车电瓶并联超级电容的细节「汽车电瓶上并联超级电容」

滴水成冰的寒冷季节即将过去了，而在这个N年不遇的严冬，我的车在早晨起动过程中没有遇到一次麻烦，还要得益于电瓶上并联了一组超级电容所赐，最寒冷的几天也秒启，启动过程决不拖泥带水。下面我将汽车电瓶并联超级电容的细节向朋友们做以介绍，不喜欢的朋友请绕道。

在我上次写的汽车电瓶并联超级电容后，引起了一些朋友的兴趣，也有一些私信询问具体制作方法及其细节，现将我的制做安装使用过程向感兴趣的朋友做个详细的介绍。

超级电容已经实际应用至少20多年了，而且是容量越做越大，几千法拉的容量已经是成熟的技术。有人评论说我把电容的单位搞错了，是微法才对。有这种认知的朋友还是停留在几十年前超级电容没有被发明之前的知识层面上。现在我就大家争论较多的几个知识点做一下讲解。一是电容串联后的容量是大了还是小了。正确的答案是电容串联后容量会变小。电容串联后的等效电容量的公式为1/c=1/C1 1/C2 1/C3 ··· 1/Cn；例如电容量为3000F的电容其6只串联，按公式计算后的等效电容量为500F。当等容量电容串联的计算更为简单：c=C/N便可，式中c为串联后的等效电容，C为单只电容容量，N为串联电容量的个数。二，电容为什么要串联。串联的目的是为了提高等效电容的耐压。串联后的等效电容的耐压是等容量电容串联后的N倍。如果不是等容量的电容串联则电容的容量不同，上面分得的电压也不相同，具体是多少可参考其他资料。三，电容与蓄电池的区别。众所周知，蓄电池的充放电是一种电化学的转化过程，也就是说转化过程与参与时间和温度有较大关系，低温状态下的反应速度明显会变慢，同时参与化学转变的分子数量也在变小，故蓄电池在低温下发挥的效能就低一些。电容的充放电是个物理过程，虽然在特别低温下会有些影响，但其正常工作的范围也比蓄电池大的多。所以电容在瞬间可提供的电流会非常大。从事电子电工的朋友可能会有这样的体会：如果把一个450微法的电解电容用直流充电到300伏，然后将电容端子短路的后果会有多么吓人！四，超级电容与蓄电池的互补。超级电容瞬间可提供的电流大，但其持续时间短，因为蓄存的电量比蓄电池小很多，同体积情况下蓄电池的蓄电量是超级电容的5~10倍，所以超级电容只适合短时间需要大电流的场合，例如汽车发动机的启动或大功率的音响。

下面就车用超级电容的制做及使用方法向感兴趣的朋友做更为详尽的介绍:1,电容量的选择。北方地区宜选用6只串联后为500F以上的超级电容为宜，中厡地区也应不低于300F。2,超级电容串联后，必须安装均衡电路予以电压均衡保护。其保护启动电压应为2.5伏左右，绝不可以将保护电压设置在2.7/2.8伏上，设置这么高的电压会失去保护作用。超级电容用的是均衡板，其功能是当被保护这只电容上的电压达到设定的电压时，均衡板上的分流电阻开始有电流流过，而且是电容的端电压越高，其电流越大，这样就会限制或延缓该电容上的电压继续上升，达到保护电容的作用。但是由于保护电路元器件的限制，最大电流就是均衡板标称的电流，例如0.7A，1.5A，3A等等规格。选择均衡板的电流还是大些好。超级电容的均衡板不同于锂电池的保护板。汽车发电机的输出不是恒流而是恒压，如果有只超级电容的均衡电流已经开启，让这只电容继续增加电压是很快的事件，所以均衡板的电流选择还是大的安全些，有5A的就不用3A的。

超级电容的安装位置尽量靠近电瓶，有的电瓶是安装在发动机仓的，如果没有多余空间放置超级电容，放置位置也应远离热源，且超级电容的引出线应尽量的短。超级电容的引出线的截面积不应小于25平方，端头必须用线鼻子并且浸锡。

下面讲如何组装和调试超级电容

一般无特别声明，为了安全起见，发货前是对超级电容进行放电处理的，故买到手的超级电容是需要再次充电才能使用的。未充电之前，准备好电压表，充电器，记录纸笔。先不联接均衡板。充电器最好是能恒流恒压的，把电压调到16伏，电流调到5A，充电开始，每隔5分钟记录各电容电压，电压到达14伏时加密记录次数，直至总电压到达16伏，此时检查每只电容上的电压，其压差不高于0.02便可，放置8~12小时后再次测量单只电容电压，压降差值应小于0.02伏，压降较大的电容说明漏电流较大，应予更换。充电且放置结束后，联接均衡板，再次充电，直到各均衡灯亮起，检查均衡板温度，不应高于80度。均衡电流介入后，电容电压达到16伏的时间会很长，恒流电流调的小时，电容电压可能会停止上升或电压会开始下降。如果某只电容的均衡板灯不亮或温度低，则应更换掉。当没有恒压恒流电源为超级电容充电时，也可用24伏或36伏的直流电源对超级电容充电，具体方法是要有一只24伏或36伏的50-100瓦的灯泡串接在充电电路中起到限制充电电流的作用。一般可使用12伏的汽车大灯两只(用于24伏电源)，或3只(用于36伏电源)。不过此时要格外细心，因为没有恒压恒流限制，接近充电到16伏时要迅速断开充电电源防止过压。

关于超级电容的自耗电(漏电)问题

我测试过韩国产的方形2.8V3000F和美国产圆柱形2.7V3000F的电容，以美国产的漏电流为小些。漏电流的大小与电压有关，越接近其额定电压，其漏电流越大，例如2.8伏12小时电压降0.1伏，2.7伏12小时电压降0.05伏，2.6伏12小时电压降为0.03伏，2.5伏24小时电压降0.01伏，2.5伏以下电压降基本上不大于0.01伏。这样，从汽车发电机的14.4伏电压降低到12伏，需要几个月的时间，即使是电瓶放置几个月，电量也会下降到需要重新充电的程度了，所以质量好的超级电容，不用耽心自耗电的问题。

蓄电池并联超级电容对汽车发电机的损害问题。对于并联超级电容究竟对汽车发电机的影响有多大，也是大家比较关心的问题，我对此进行了一些测试，其数据向感兴趣的朋友提供一下。零下15度，冷车启动150马力发动机，超级电容组输出电流为90A，时间为2秒，启动后发电机向超级电容组充电，最大电流40A，几秒后电流下降，十几秒后降至10A，30秒后充电结束，此时发电机向汽车输出20A左右电流。我的汽车发电机没有标牌，且不是原车的，原车发电机调节器坏了，更换的时候店主告诉说是1200w的，我核算一下整车的耗电量为近700w，发电机的输出电流大约50A，其额定电流按1kW计约为70A，如果启动发动时不开远近光大灯的话，增加超级电容组后，对发电机基本上没有超过正常负荷。不会对发电机造成实质性的影响，如果开着大灯点火，发电机会短时(十几秒)达到或超过额定负荷。即使是短时过负荷，也不会因电流短期过载而使发电机绕过热烧毁，发电机损坏多是由励磁控制装置失效或机械部份故障引起。

最后是想给汽车DIY超级电容的朋几点忠告：超级电容有风险，带给你好处的同时也暗藏着危险，完全没有电子电路基础的最好不要碰它，终究不是厡厂原车的东西，出了事故保险公司不会予以赔偿的。如果自己有一定基础，也要经常对电容电压进行检查，发现问题及时处理。尤其是单只电容的电压均衡，电压高的放掉，电压低的要补足，防止日积月累给均衡电路增加负担，要知道，均衡灯亮了，危险已经临近，毕竟电容的超压靠均衡板是解决不了的，那只是个止疼片！

写在最后的话：毕竟不是专业，问题恭请指正。