超级电容器测试系统
超级电容测试系统方案
超级电容测试系统方案超级电容：采用物理、化学或者混合方式实现超大容量双层电容器。
主要用来“削峰填谷”，比如：主电源和备用电源切换时的续电（基站及服务器，网络机房，通讯等行业）；快速充放电短时储存环境（比如动车的启动与刹车时充放电时省电，并且减小对启动电源的要求，地铁车辆，电动车，太阳能发电等）；在快充快放环境是替代一些蓄电池和动力电池（电动工具行业，电动大巴等）。
超级电容特点：快充快放、循环寿命长、放电电流大、功率密度较高、安全、稳定及温度特性好、单节电压较低。
电子负载在测试超级电容时的特点，精确度：电子负载有0.05%的电压回读精确度，保证测试的精确度集成功能：集成了超级电容的内阻和容量测试功能。
完善的接口：RS232,USB,GPIB 口并且配备相应软件，数据，图像报告，循环测试一键完成。
配件及软件：可监控电容组的每分电容的电压一致性和电压值，同时监控温度，测试内容：内阻、容量、单节一致性、充放电曲线。
测试仪器：电源（电压高于电容组的最高开路电压，电流适当）、电容器、负载仪（功率及电压适当）、示波器（长存储最好）、万用表（选用）。
充电方式：恒流转恒压充电。
接线方式，测试之前请确认电容的正负极。
请确认连接电路。
超级电容放电测试电子负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开，Shift+0 打开电容测试功能。
设定截止电压，电容计算电压的上下限。
设定充电电流。
按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。
一键完成测试。
本测量测试：充电时间，充电内阻，充电电量，电容容量。
充电曲线，漏电流等测试。
充电曲线，请链接上位机软件。
放电方式接线方式：请确定电容正负极及确定连接方式。
电子负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开，Shift+0 打开电容测试功能。
设定截止电压，电容计算电压的上下限。
设定放电电流。
按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。
一键完成测试。
本测量测试：放电时间，放电内阻，放电电量，电容容量。
风电机组变桨用超级电容测试系统设计
风电机组变桨用超级电容测试系统设计摘要：变桨控制系统有电网电源和备用电源两组供电电源，避免在电网发生故障时不能工作，无法安全被制动，因此后备电源的稳定将是风机安全运行的保障。
超级电容以其功率密度高、充放电速度快、循环充放电次数多等优点而被广泛运用在后备电源中，通过串联以匹配后备电源电压等级。
当电容单体因电参数改变、开路或被击穿等原因导致电容值发生改变时，电容单体上的电压将超过额定值，甚至造成损坏，从而影响到后备电源的正常供电。
对超级电容进行测试，更换异常电容是解决问题的有效手段。
但现有超级电容测试系统体积较大，需上位机软件配合，同时不能匹配后备电源使用超级电容的额定电压，因此无法对后备电源用超级电容进行测试。
针对上述问题，本文设计出一种体积较小、测量速度快，且具有对电容进行编号，对测试结果进行打印并能通过ＵＳＢ进行存储等功能的超级电容测试系统。
关键词：风电机组；超级电容；变桨系统；测试系统引言电容是基本元器件，其特性直接影响产品的质量。
以前，电容的测量工作是给出不同的测试条件，用测量仪器人工逐点记录，然后对测量数据进行人工或计算机辅助分析与处理。
这需要投入大量的人力和物力，效率低，特别是当需要掌握连续变化条件下的某些参数时，难以达到测试要求。
随着表面贴装器件（SMD）的广泛应用，电路工作频率的不断提高，各类仪器日趋小型化、智能化，人们对测试仪的测试过程和精度有了更高要求，使得电路中电感、电容、电阻（LCR）元件量值准确可靠的测量成为迫切需要解决的问题。
1超级电容容量测试原理模型中包含一个等效串联电阻ＥＳＲ、一个电容Ｃ及等效并联电阻ＥＰＲ。
等效串联电阻ＥＳＲ反映的是电容在充放电过程中的能量损耗；等效并联电阻ＥＰＲ反映的是电容存在缓慢的自放电情况，表征漏电流的大小，对超级电容器的长期性能很重要。
2检测系统原理及各模块实现2.1检测对象测试用超级电容采用某科技开发有限公司提供的两组串联不对称电极双电层超级电容组件。
超级电容测试系统
外观
z 单节超级电容的充放电循环测试。 z 超级电容 PACK 的充放电循环测试。
z 电容内阻（ESR，等效串联电阻）测试。 z 电容容量测试。 z 漏电流/等效并联电阻测试（可选）。 z 多节电容一致性的测试及筛选。 z PACK 测试时单节的电压，内阻和温度的一致性测试。 z 生产使用的品质判断功能。 z 模拟工况测试。
内阻测试：专门设计的高精度高稳定性内阻测量电路，确保测试的精确度和 重复性。
容量测试：按照客户测试要求进行测试，测试计算客户指定电压区段内的充 放电容量。可同时记录单节和总体的电压与容量，并且提供判断功能，方便客户 进行数据统计和生产。
漏电流测试：用户可选功能，可测试单节和整个串联电容组的漏电流和等效
产品充分结合了费思的电子测控技术，大功率电子负载技术，精密电源技术， 电子开关切换技术，实现了精确的大电流充放电循环测试、大电流无触点切换、 专业级的测试结果。
产品具有高精度，高速度，高稳定性，易操作维护的特点，并且可以根据客 户的实验配置进行专门设计。可广泛适用与超级电容的研发、生产制造、品质检 测等各个环节。
测试功能
本系统采用串联测试的方式进行测试。总体控制充放电的电压电流，同时对 每节的电压，内阻和温度进行监控测试。如果总体或单节的任一参数出现异常即 停止测试。
充放电循环测试：测试系统对超级电容进行恒流/恒功率/横流转恒压等可选 方式进行充电测试。可以恒压/恒流/恒功率/恒阻/模拟工况等方式进行放电测试。 并对整个过程进行数据监控和保护。
费思 FT8007S 系列超级电容测试仪是专为超级电容的研发和测试而设计的 专用测试设备，采用串联测试的方法可对多节超级电容和超级电容 PACK 进行性 能测试，适用于多节超级电容的单节性能测试与超级电容 PACK 测试，可以实现 一套整体的超级电容测试解决方案。其应用范围涉及各种功率的动力系统测试。
费思超级电容测试系统
超级电容测试系统目 录1 特点 (1)2 系统架构 (2)3 测试功能 (3)3.1 容量测试 (3)3.2 DC-ESR测试 (3)3.3 漏电流测试 (4)3.4 充/放电循环测试 (5)3.5 工况模拟测试 (6)4 安全保护 (7)5 应用软件 (7)6 规格 (8)1 特点费思超级电容测试仪是专为超级电容的研发和生产而设计的专用测试设备，能对单节电容、电容包或多节超级电容（串联）进行测试测量，包括容值、内阻、漏电流等参数。
配合超级电容测试软件，不仅能实现测试流程的自动控制，提供数据报表，而且支持多种测试标准，更可按照客户的测试要求定制测试流程。
除了测试超级电容参数外，还可完成诸如工况模拟、老化、品质分析等工作。
费思超级电容测试系统具有高精度，高速度，高稳定性，易操作易维护的特点，并可根据客户的实验配置进行专门设计。
可广泛适用与超级电容的研发、生产制造、品质检测等各个环节。
图 1 超容测试仪外观示意图费思超级电容测试系统具有下述功能和特点： ● 容量测试 ● 等效串联内阻测试 ● 漏电流测试 ● 充放电循环测试 ● 模拟工况● 多种充/放电模式，恒流/恒压/恒阻/恒功率 ● 快速上升时间 ● 多重保护 ● 可扩展的测试通道● 工业RS485总线，通讯稳定可靠，传输距离远 ● 直流线性电源，上升速度快，噪声低 ● 先进的应用软件2 系统架构测试系统充分结合了费思电子测控技术、大功率电子负载技术、精密电源技术、电子开关切换技术。
实现了精准的大电流充放电循环测试，大电流无触点切换，提供专业级的测试结果。
PCRS485图 2 超容测试系统架构如上图所示，超容测试系统由几个部件组成： ● 电子负载，控制充放电的电压与电流 ● 直流电源，提供充电能量● 切换器，在充电回路与放电回路之间实现无触点切换 ● 采集卡，采样被测电容的电压、温度等信号上述部件挂接在RS485总线上，并与PC连接。
3测试功能3.1 容量测试在费思超容测试系统中，可测试电容的充电容量和放电容量。
超级电容器测试方法介绍课件
确保所有连接牢固，避免接触不良引起的误差。
测试环境的控制
温度控制
确保测试环境温度恒定， 避免温度变化对测试结果 的影响。
湿度控制
保持适当的湿度，避免过 湿或过干的环境。
洁净度要求
确保测试环境中无尘埃、 无污染，避免对电容器造 成损害。
05 未来展望
新型超级电容器材料的测试方法研究
深入研究新型超级电容器材料 的电化学性能，探索更准确、 高效的测试方法。
循环伏安测试
循环伏安测试是评估超级电容器电化学性能的重要手段之一，通过测量循环伏安曲 线，可以了解超级电容器的电化学反应过程以及反应机理。
测试过程中，需要使用专门的循环伏安测试仪，设定特定的扫描速率和扫描范围， 对超级电容器进行循环伏安扫描，并记录相关数据。
数据分析时，需要绘制循环伏安曲线并分析其特征，以评估超级电容器的性能。
数据分析时，需要计算容量保持率和循环效率等参数 ，以评估超级电容器的性能。
03 测试结果分析
测试数据的收集与整理
数据来源确认
确保收集到的测试数据来自可靠 的设备和实验条件，避免误差和 异常值。
数据清洗
对原始数据进行预处理，如去除 异常值、填补缺失值、转换数据 类型等，以保证数据质量。
测试结果的分析方法
超级电容器的应用领域
总结词
超级电容器广泛应用于各种领域，如汽车、工业、消费电子、能源存储等。
详细描述
在汽车领域，超级电容器被用于提供启动电流、改善发动机性能以及实现能量回收。在工业领域，超级电容器用 于电力保障、能源存储以及电机控制。在消费电子领域，超级电容器用于小型电子设备中提供瞬时大电流。在能 源存储领域，超级电容器可用于平衡电网负载、提供峰值功率以及实现快速充电。
超级电容器测试系统
超级电容器测试系统
康淑婷;谢行;贺小军
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2014(038)008
【摘要】随着超级电容器应用的推广,对于其性能的要求也越来越高,亟需加强对其性能的深入研究.和电池的测试方法相似,超级电容器的测试同样可以使用恒压测试、恒流测试两种方法.出于测试结果直观的考虑,一般选用恒流充放电测试法来测试超
级电容器.由于超级电容器的充放电过程非常快,对数字处理模块的要求非常
高,DSP(TMS3210C2812)的工作频率高,且其内置的模数转换器为系统的数据采集和正确显示提供保障.
【总页数】3页(P1501-1503)
【作者】康淑婷;谢行;贺小军
【作者单位】北京航天试验技术研究所,北京100074;北京航天试验技术研究所,北
京100074;北京航天试验技术研究所,北京100074
【正文语种】中文
【中图分类】TM53
【相关文献】
1.超级电容器电容量测试系统的设计 [J], 高兴昌;韩昌健;吕娓
2.超级电容器充放电性能测试系统的设计 [J], 耿贵明;荣宪伟;于晓艳
3.超级电容器在电力电子系统中的应用——评《超级电容器及其在储能系统中的应
用》 [J], 李向超
4.超级电容器充放电性能测试系统的设计 [J], 耿贵明;荣宪伟;于晓艳
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超级电容器测试
测试所需工具：
精度天平（0.01 mg）、超声波清洗器、烘箱、热台、玻璃板、玻璃棒、切片机（压片机）、两电极模具（三电极测试电解池）、电化学工作站。
超级电容器的结构:
超级电容器一般是由电极材料、隔膜和电解液组成。
对于电极材料来说，因活性炭、石墨烯、碳纳米管等碳材料具有导电性能好、对电解质化学惰性、比表面积大等优点，在电容器中得到了广泛的应用。
电极材料一般又由活性材料、导电剂、粘结剂和集流体构成。
碳材料一般作为活性物质，导电剂对极片的容量有较大影响，这主要是因为导电剂种类和含量影响电极电阻，而内阻的大小又影响充放电过程的进行程度，进而影响容量。
为了增加电极的强度，防止循环过程中活性物质的脱落、变形，必须在其中加入粘结剂。
集流体主要用于负载电极活性物质，连接外引出电极的导电结构部分，完成电子收集功能。
常用的电解质主要分为液态电解质和固态电解质。
液态电解质包括水溶液和非水溶液体系；固态电解质分为有机类和无机类。
隔膜的作用是有效隔离超级电容器的两个电极，避免电极接触引起的短路。
超级电容器性能指标：
超级电容器的性能指标主要有：容量、内阻、漏电流、能量功率密度、循环寿命等。
容量：电容器在一定的重量或者体积范围内存储的容量，单位为F。
一般可以通过电压-电流感应曲线（CV）、恒流充放电等测试计算得出。
内阻：又称为等效串联电阻，分为直流内阻和交流内阻，一般会测试超级电容器的阻抗谱（Nyquist plot 或者Bode plot）。
漏电流：在恒定电压下，一定时间后测得的电流。
能量功率密度：通过电压-电流感应曲线（CV）、恒流充放电等测试计算得出。
循环寿命：超级电容器经过完整恒流充放电而保持一定性能的次数。
通过数万次的恒流充放电等测试得出。
活性材料测试超级电容器性能过程：
1.对于制备的粉末电极活性材料在测试时，是按照活性材料、导电碳粉、PTFE粘结剂的重
量比85:10:5混合，加入5 mL乙醇超声分散半小时使得材料混合均匀。
放入烘箱中45℃（温度可调）下干燥，然后在50℃（温度可调）下在玻璃板上用玻璃棒擀电极片。
2.电极片擀的很薄后，用切片机（北京实验室用的是MTI Corporation 的T-06型号，切出
来的片直径1.1cm）切片，称量后选取两个质量最为相近的电极片在两电极测试系统中测试，如果质量相差较大，则将切好的片滴加乙醇后在热台上继续擀片后再进行切片，直至质量基本相近。
PS. 对于碳材料来说，直径1.1cm的电极片质量大约3mg左右。
Ps.
另一个做法就是不擀片，而是将混合均匀的活性材料、导电碳粉、PTFE粘结剂在研钵中研磨成浆料涂到泡沫镍上，然后将泡沫镍和外接导线用红外压片机（这边用的是上海山岳科学仪器有限公司的YP-2压片机）压到一起。
3.擀好的电极片需要在烘箱中充分干燥后称其质量，以便计算电容。
在两电极测试系统中，
使用以下模具组装成电容器进行测试。
此外还有聚四氟乙烯的模具，当用到的电解液为
擀片时可以用左图可供
加热的磁力搅拌器，
下图中的热台。
酸时可以用聚四氟乙烯的模具，电容器构造为：金片-电极片-隔膜-电极片-金片。
对于三电极测试，用到的是电解池，是将电极片-工作电极、金属铂片-对电极、甘汞电极-参比电极在电解液中测试的。
金属铂片作为对电极，其面积应比工作电极大，在酸性水溶液中参比电极一般用饱和甘汞电极或者银/氯化银电极，在碱性溶液中一般用汞/氧化汞电极。
4.在测试时，电容器一般可以放到屏蔽箱中，以避免外界环境的干扰。
我们组用到的是Princeton Applied Rearch的VMP3电化学工作站。
蓝电测试系统这边有一台，刚开始买来后没怎么用，就买了VMP3，因为它更精确。
但是蓝电也能够满足实验需要，蓝电可以测试恒流充放电及循环测试，阻抗，CV则需要用电化学工作站测试。
这边蓝电的型号是CT2001A, 5V，然后有5mA/10mA/50mA/1000mA.。