简单的超级电容容量测试方法
要测试超级电容的容量，可以使用以下简单的方法：
1. 首先，将超级电容器充电至满电状态。确保电容器已经完全放电，以避免测试结果的干扰。
2. 使用一个恒定电流源（如电流表和可调电源）将电容器放电。通过测量电容器在一定时间内放电的电流变化，可以计算出电容器的容量。
3. 连接电流表和电容器，并记录初始电流值。
4. 开始放电，并在一定时间间隔内记录电流值。可以选择不同的时间间隔，以获得更精确的结果。
5. 根据放电电流的变化曲线，使用以下公式计算电容器的容量：
容量（F）= 电流（A）/ 变化率（A/s）
其中，变化率是指电流的变化量除以时间间隔。
6. 根据上述步骤，可以得到电容器的容量值。
请注意，在测试过程中要注意安全，并确保正确连接电路和仪器。如果不确定如何进行测试，建议咨询专业人士或参考设备的说明书。
超级电容容量及放电时间的计算方法
2008-10-28 13:10:29 [点击次数:2450]
现在超级电容的很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
C(F)： 超电容的标称容量；
R(Ohms)： 超电容的标称内阻；
ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；
Vwork(V)：正常工作电压
Vmin(V)： 截止工作电压；
t(s)： 在电路中要求持续工作时间；
Vdrop(V)： 在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；
I(A)： 负载电流；
超电容容量的近似计算公式，
保持所需能量=超级电容减少的能量。
保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t；
超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2)，
因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)
C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
举例如下： 如单片机应用系统中，应用超级电容作为后备电源，在掉电后需要用超级电容维持100mA的电流，持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V，那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作？
由以上公式可知：
工作起始电压 Vwork＝5V
工作截止电压 Vmin＝4.2V
工作时间 t=10s
工作电源 I＝0.1A
那么所需的电容容量为：
应用中，很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
用简单的测试方法检查电池容量
大多数手持设备使用碱性或可充电电池，因此测量电池容量是此类设计的关键特征。但是，在大
多数情况下，对于预算紧张的项目而言，使用电池电量监控IC可能是一种奢望。这是一个更简单，
更便宜的选择。
如今，即使是的微控制器也经常包括内部模数转换器（ADC）模块，并且由于其（相对）较低
的分辨率和较高的噪声水平，一直没有使用该模块。但是，那些未使用的内部ADC通道之一足以执
行测试以确定电池是否仍然可用。
用于检测电池状态的方法称为电化学动态响应（EDR）（参考文献1），并由CadexElectronics
的美国号7,622,929授予。
EDR通过施加负载脉冲并评估电池对攻击和恢复的响应时间，将负载下的电池状况与存储的与电
池性能相关的参数进行比较。如图1所示，好的电池具有很强的恢复特性，而接近耗尽的电池则具有
较高的放电斜率和较差的恢复能力。耗尽电池的响应存在这些差异的原因有很多，例如内部电阻增加。
该图显示了各种充电状态下电池的EDR图1比较了各种充电状态下电池对临时负载脉冲的响应，
表明了它们在EDR方面的差异。
使用EDR理论，对电池电压进行采样以在特定时间（例如发生功耗时）找到电池电量，即可
获得有关电池运行状况的信息。系统的初始开启时间（也称为“打招呼”）是衡量电池健康状况的特
别好机会。在系统完全激活之前，电池电量似乎处于安全操作水平，但是，如果电池快要用尽，则当
系统达到满负荷时，电池电量可能会立即降至安全水平以下。该设备将在不执行EDR测试的情况下
以正常模式启动，但在个重载时将无法控制地关闭（即，电压下降到如图1所示的关键电池电量水
平）。
EDR测试实现的简化硬件版本如图2所示。选择负载电阻来代表整个系统负载，因此其电阻值可
能会因系统而异。生成此处显示的数据的系统需要一个10Ω的值。电阻R1和R2用作电池电压（Vcc）测量的分压器，而升压电路可确保ADC的基准保持恒定，即使在测试期间电池电压下降时也是如此。
第３ ４卷，第２期 ２ ０ １ ３年３月 中 国 铁 道 科 学 ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖ０１．３４ Ｎｏ．２ Ｍａｒｃｈ，２０１３
文章编号：１００１—４６３２（２０１３）０２—０１ １８—０７
考虑功率一容量约束的城市轨道交通车载
超级电容阵列配置方法
沈小军 ，陈 胜 ，张翼 ，赵时曼 ，达世鹏
（１．同济大学电子与信息工程学院，上海２０００９２；２．上海申通地铁集团有限公司，上海２０１１０３）
摘要：基于容量约束配置方法配置的超级电容阵列吸收功率远小于城市轨道交通车辆电制动功率，造成 制动能量的浪费。由于超级电容阵列的充电初始电压值对其合理配置影响很大，存在理论上的最优值，因此在 分析车辆再生制动电气特性基础上，建立超级电容阵列功率和容量需求数学模型，提出满足制动能量回收电气 参数的功率一容量约束配置方法，然后从最低工作电压的角度对该方法中的充电初始电压进行优化，并给出超 级电容阵列的优化配置流程。算例分析和仿真验证表明：基于功率一容量约束配置方法配置的超级电容阵列能 够满足城轨车辆制动能量回收的需求，节能效果优于容量约束配置方法，且具有较高的节能／质量比。
关键词：城市轨道交通；车辆；车载储能系统；超级电容阵列；配置方法；电制动能量回收 中图分类号：Ｕ２６６．２：Ｕ２６０．４９ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４６３２．２０１３．０２．２０
储能式制动能量回收与再利用技术节能效果好，
还能削峰填谷，提高供电质量，保障供电安全，是
当前国内外的研究热点［１ ］。超级电容器因具有功率
密度大、循环寿命长和充放电速度快等优点，在制
动能量回收用储能器件选型中备受青睐 引。
车载电制动能量回收用超级电容阵列一般依据
容量约束配置方法进行配置设计。容量约束配置方
法是指超级电容阵列的理论可存储容量与待吸收电
制动能量相等，且超级电容阵列最小工作电压取值
67中国设备工程EngineeringhinaCPlant
中国设备工程 2018.08 （下）海上风电具有能源密度大、可靠性高等特点，因
此成为各国研究和开发的热点项目。在海上风力发电
机中，风机的输出功率由风机的转速决定，而风机的
转速主要是通过变桨系统控制叶片的角度实现的。此
外，变桨系统还能控制叶片的紧急顺桨，从而实现发
电机的安全制动停机，因此，变桨系统在海上风力发
电机中具有不可及替代的作用。海上风力发电机变桨
系统由一个独立的电源供电，当供电电源发生故障时，
变桨系统就会停止工作，此时若发电机也发生故障，
就不能使叶片安全制动，最终可能会诱发更严重的故
障或者重大事故。因此，为了保障海上风力发电机在
发生故障时能安全制动，需要为变桨系统提供一个独
立的备用电源。超级电容器是一种技术先进的储能装
置，它具有容量大、储能高、比功率高、充放电速度快、
绿色环保、适用范围广等诸多优点，因此被广泛应用
于海上风力发电机变桨系统的备用电源中。当风力发
电机的电源因故障停止供电时，就会自动投切进超级
电容为变桨系统供电，变桨系统会立刻启动紧急顺桨，
使叶片旋转至安全位置，从而实现发电机的安全停机，
保障了风力发电机的安全。因此，有必要对超级电容
的性能进行及时检测。如何对海上风力发电机变桨系
统超级电容的容量进行及时、准确的检测，已经成为
当前海上风电领域中的一个热门研究课题，受到越来
越多人们的重视。
1 海上风力发电机变桨系统超级电容的容量检
测方法
在海上风力发电机变桨系统的后备电源中，超级
电容器通常都是多个单体以并串联的方式使用的。由于
生产工艺、制作材料等因素的影响，超级电容器单体之
间必然存在一定的差异，这些差异主要体现在电压、放
电电流、寿命等方面，在使用的过程中，使用环境的温度、湿度、使用时间等因素会放大这种差异性，可能会
导致某些超级电容的容量降低，甚至失效，对海上风力
发电机的安全运行带来严重威胁。因此必须对超级电容
器进行检测和筛选，并且根据检测结果对超级电容器进
