「2019」「RM圆桌」第四期 超级电容哪家强？

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大家好我是昊汧

1、  什么是超级电容？

通常意义上上超级电容的定义：

双电层电容器（EDLC）有时也称为电双层电容器，或超级电容器，是拥有高能量密度的电化学电容器，比传统的电解电容容量高上数百倍至千倍不等。双电层电容器主要用于能源储存，而非通用电路元件，特别适用于精密能源控制和瞬间负载设备。EDLC也有作为能量储存和KERS设备在车辆使用，另外亦有用于其他小型系统，例如需要快速充／放电的家用太阳能系统。

缺点：
能量密度低于电化学电池；
存在介质吸收效应；
高自放电 - 大大高于电化学电池；
工作电压低；
非常低的内部电阻允许极快速放电，有发生电火花的危险；
循环周期内电压变化幅度大，放电不平稳，往往需搭配DC-DC电路。

优点：
寿命长；
每周期的成本低；
可逆性好；
充电和放电效率高；
非常低的内部电阻（ESR）；
高周期效率（95％以上）；
高输出功率；
功率密度高。
一般采用腐蚀性较低，或无腐蚀性的中性电解质，提高了使用和储存的安全性。

比赛中我们所说的超级电容器：
a)        RM比赛中用到的超级电容（下文中均使用超级电容代指超级电容模块，包括其他dc-dc器件）大部分时候指的不仅仅是通常意义上的超级电容组，而是由其他电子器件、功能模块一起构成的组合体。
b)        超级电容是用来在底盘低功率消耗时存储能量，在底盘需要输出大功率时释放能量的功率缓冲单元。
c)        超级电容通常还能起到限制输入功率的作用，常常通过软件和硬件一起来实现底盘输入功率限制和底盘短时间的爆发输出。

d)        综上所述，什么是超级电容呢？简单来说就是可以让你的机器人在80W功率限制下能跑的更快（你是需要付出代价的，这个我们后面再谈），并且不超功率的一个模块。
e)        要是做个类比的话，超级电容和裁判系统的60j缓冲能量（2018年步兵机器人）有着相似的作用，不过也有一些不同，这个我们在之后讨论。
f)        超级电容是一把双刃剑，亲身经历，使用需谨慎！！！使用不稳定的超级电容，就是在自寻死路！！！

2、        有很多队伍都做了超级电容，那么东大的优势体现在哪里？
东大的超级电容并没有什么技术上的优势，相比之下港科、大交、桂电开源的功率控制和超级电容方案都非常值得借鉴，我衷心的感谢以上三所学校的RM队员对整个大赛中功率方案带来的推进作用，同时也发自内心对他们的开源精神致以敬意。

3、        为什么要做超级电容？在2018年比赛时，超级电容给你们队伍带来的收获是什么？
a)        就像刚刚提到的跑得比人快，你就得付出代价，2018赛季我们的超级电容使得我们的机器人勉强赶上了国赛8强队伍机器人的速度，付出的代价就是不持久。你的电容早晚会没电，你的速度迟早会慢下来，因此，这需要超级电容设计时考虑到电容没电的问题，队伍制定战术方案时做一些额外考虑。这也是我们分区赛失利的一大因素。

a)      另一方面，因为有超级电容的存在，使得我们可以采用硬件限制输入功率，再通过搭配软件控制充分利用60J的能量。