超级电容器容量测量方法简介

容量是超级电容器的一个重要参数。容量的变化能反映电容器的内部状态。例如，当介质受潮、元件击穿短路时，电容量将大于正常值。因此，测量电容器的电容量，能够判断电容器的运行状态，从而防止电容器发生故障。

目前常见的测量方法有恒电流放电法和恒电阻放电法，本文将对其进行简要介绍。

• 恒电流放电法

（一）电路图

                                                                                        图1 − 恒电流放电法电路

（二）测试步骤

1. 如果恒定电流/恒定电压电源的直流电压未在标准中指定，则设定为额定电压（U_R）。
2. 将恒流放电器的恒定电流值设置为放电条件表格（表1）所规定的放电电流。
3. 将开关S转到直流电源，，在恒流/恒压电源达到额定电压后，施加电压和充电30分钟。（具体标准另有规定的除外）
4. 30分钟的充电完成后，将开关S切换到恒定电流放电器，并且以恒定电流放电。
5. 测量放电时电容器端子之间的电压从U₁减小到U₂的时间t₁和t₂（如图所示），并通过以下公式计算电容值：（具体标准另有规定的除外）

图2：电容器两端的电压特性变化曲线

C  容量 (F);    I  放电电流(A);

U₁ 启动电压测量值(V);  U₂终端电压测量值 (V);

t₁ 放电开始达到 U1的时间 (s);  t₂放电开始达到 U1的时间U(s).

6. 放电电流I、电压U1和U2在放电电压下降时，按下表进行。

注释  放电电流I应根据以下条件进行设置：

如果∆U₃超过5%（0.05×U_R）的充电电压的初始特性，电流值可以减少一半，五分之一或十分之一。

• 放电电流值为10 A或10以下的一位数；第二位数应舍入。
• 放电电流值超过10 A的有效数字应为两位数，计算值的第三位数应舍入。

• 恒阻充电法

（一）电路图

                                                                                                                             图3：恒阻充电法电路图

（二）测量方法

1. 测量之前，电容器端子之间的短路时间为30分钟以上，并保证充足放电。
2. 测量的时间常数（T），即直流电压达到U_R所需的充电时间，并通过以下公式计算电容值

C 为电容值 (F);  T为电压达到0,632 U_R所需的充电时间(s); R为串联电阻 (Ω).

3.    设定R的值，使T在60秒-120秒之间。

总结：因恒电流放电方法可以实现自动化，具有测试时间短的特点，而恒电阻无法实现自动化测量，故多数厂家采用恒电流方法，浙江中车新能源亦采用该测量方法。