超級電容器安全性說明

1.超級電容器單體


超級電容器的正負極材料為活性炭和鋁,電解液體系是乙腈和鹽溶液,在單體內部貧液形態。壽命影響因素主要是電壓和溫度,當產品處於持續過壓或過溫情況,內部會逐漸產生氣體,導致內部壓力逐漸增大。因此所有的超級電容單體外殼均帶有防爆閥,又稱泄壓閥;以3000F單體為例,防爆閥在殼壁上,圖示如下:

3000F超級電容單體-防爆閥
當內部產生氣體時,則防爆閥會打開,避免因內部氣壓逐漸增大無處釋放而導致爆炸等危險;因內部電解液是貧液形態,因此並不會出現大量電解液噴濺、流淌等狀態,通常為析出結晶體或少量液體。
因此,使用中應保證超級電容電壓不超過其額定電壓,以及溫度不超出其工作溫度範圍。


1.超級電容模組


超級電容模組通常由多個單體以串聯為主要形式進行聯接組成,在模組中帶有平衡板,對每個單體進行電壓均衡,其機制為當單體電壓超過一定的設定值時,通過電路對其進行放電,有效避免其過壓。
溫度方面,模組可配備溫度監測元件,可監測模組即時溫度,並將數據上傳,在超出工作溫度範圍時發出報警信號。


2.超級電容系統


超級電容系統通常指整體電壓在200V以上的產品,系統配備有CMS,即超級電容管理系統,可以監測到各個單元(單體或模組)的電壓、溫度、電流等參數。當某個參數超出設定值,系統會發出報警信號並上傳到上位機;如未進行有效措施而導致電壓或溫度繼續超出安全值達到閾值,則系統會通過控制自動斷開,確保安全。
以電壓為例,如某系統由48V模組串聯組成,當其中某個模組電壓超過48V時,系統首先會發出報警信號,上傳到上位機進行警示;如此模組電壓繼續升高達到某個設定值,則系統會通過控制空開或斷路器將電源切斷,使模組電壓不再繼續升高,確保安全。(具體的實施與實際產品使用的電氣器件、設定閾值等有關)


1.出現異常時的應對


如單體出現防爆閥打開的情況,應避免接觸到析出物質,並將出現問題的產品進行斷電隔離,而後由專業人員進行處理。
如模組或系統出現報警,首先應切斷回路(與電源及負載),將超級電容部分隔離,而後由專業人員查找原因或進行相關操作。


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