УДК 621.3.011:621.372

ПРОЦЕССЫ ОБМЕНА ЭНЕРГИЕЙ МЕЖДУ НЕЛИНЕЙНЫМИ И ЛИНЕЙНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ

Авторы
Н.И.Супруновская¹, канд.техн.наук, А.А.Щерба¹, чл.-корр. НАН Украины, Д.С.Иващенко², О.А.Белецкий^3
1 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it ,
² – Amazon.com, Inc.,
Terry Ave N, Seattle, Washington, United States,
³ – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт",
пр. Победы, 37, Киев, 03056, Украина

Исследованы процессы обмена предварительно накопленной электрической энергией между параллельно соединенными линейным и нелинейным конденсаторами или звеньями электрической схемы замещения суперконденсаторов, электрическая емкость которых зависит от напряжения на обкладках. Установлены закономерности влияния начальных напряжений на нелинейных и линейных конденсаторах (или звеньях электрической схемы замещения суперконденсаторов), а также соотношений их емкостей на возникающие при этом энергообмене потери электроэнергии. Определены условия уменьшения потерь электроэнергии и увеличения коэффициента ее передачи от нелинейного емкостного элемента к линейному и наоборот. Библ. 20, рис. 5, табл. 2.

Ключевые слова: суперконденсатор, электроэнергия, емкость, нелинейность, напряжение, коэффициент передачи энергии.

Поступила                               31.03.2015
Подписано в печать             01.09.2015

УДК 621.3.011:621.372

ПРОЦЕСИ ОБМІНУ ЕНЕРГІЄЮ МІЖ НЕЛІНІЙНИМИ Й ЛІНІЙНИМИ ЛАНКАМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ СУПЕРКОНДЕНСАТОРІВ

Автори
Н.І.Супруновська¹, канд.техн.наук, А.А.Щерба¹, чл.-кор. НАН України, Д.С.Іващенко², О.О.Білецький^3
1 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it ,
² – Amazon.com, Inc.,
Terry Ave N, Seattle, Washington, United States,
³ – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут",
пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна

Досліджено процеси обміну попередньо накопиченою електричною енергією між паралельно з'єднаними лінійним і нелінійним конденсаторами або ланками електричної схеми заміщення суперконденсаторів, електрична ємність яких залежить від напруги на обкладках. Установлено закономірності впливу початкових напруг на нелінійних і лінійних конденсаторах (або ланках електричної схеми заміщення суперконденсаторів), а також співвідношень їхніх ємностей на втрати електроенергії, що виникають при цьому енергообміні. Визначено умови зменшення втрат електроенергії й збільшення коефіцієнта її передачі від нелінійного ємнісного елемента до лінійного й навпаки. Бібл. 20, рис. 5, табл. 2.

Ключові слова: суперконденсатор, електроенергія, ємність, нелінійність, напруга, коефіцієнт передачі енергії.

Надійшла                          31.03.2015
Підписано до друку        01.09.2015

Література

1. Изотов В.Ю. Зависимость интегральной емкости конденсаторов двойного электрического слоя от потенциала // Наук. вісті НТУУ "КПІ". – 2011. – № 3. – C. 119–122.
2. Изотов В.Ю., Громадский Д.Г., Малетин Ю.А. Моделирование и расчет рабочих параметров суперконденсатора // Наук. вісті НТУУ "КПІ". – 2008. – № 6. – C. 114–118.
3. Супруновская Н.И., Щерба А.А. Процессы перераспределения электрической энергии между параллельно соединенными конденсаторами // Техн. електродинаміка. – 2015. – № 4. – С. 3 –11.
4. Шидловский А.К., Павлов В.Б., Попов А.В., Павленко В.Е. Суперконденсаторы в системах электропитания электромобилей // Техн. електродинаміка. Тем. вип. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2010. – Ч. 1. – С. 48–51.
5. Щерба А.А., Иващенко Д.С., Супруновская Н.И. Развитие метода разностных уравнений для анализа переходных процессов в цепях электроразрядных установок при стохастическом изменении сопротивления нагрузки // Техн. електродинаміка. – 2013. – № 3. – С. 3 – 11.
6. Щерба А.А., Супруновская Н.И. Закономерности повышения скорости нарастания разрядных токов в нагрузке при ограничении их максимальных значений // Техн. електродинаміка. – 2012. – № 5. – С. 3 – 9.
7. Щерба А.А., Супруновская Н.И., Белецкий О.А. Энергетические характеристики суперконденсаторов при их заряде от источника напряжения и разряде на резистивную нагрузку // Праці Ін-ту електродинаміки НАН України. – 2014. – № 39. – С. 65–74.
8. Щерба А.А., Супруновская Н.И., Иващенко Д.С. Моделирование нелинейного сопротивления электроискровой нагрузки для синтеза цепи разряда конденсатора по временным характеристикам // Техн. електродинаміка. – 2014. – № 3. – С. 12 – 18.
9. Beguin F., Frackowiak E. Supercapacitors: Materials, Systems and Applications. – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. – 527 p.
10. Burke A. Batteries and ultracapacitors for electric, hybrid, and fuel cell vehicles // Proc. of the IEEE. – 2007. – Vol. 95. – No 4. – Рp. 806–820. Available:http://www.scopus.com/inward/record.ID=40. (Accessed 27.09.2014)
11. Burke A., Miller M., Zhao H. Ultracapacitors in Hybrid Vehicle Applications: Testing of New High Power Devices and Prospects for Increased Energy Density. – Research Report – UCD-ITS-RR-12-06. – Institute of Transportation Studies. University of California, May 2012. – 8 p.
12. Harzfeld E., Gallay R., Hahn M., and Kötz R. Capacitance and Series Resistance determination in high power ultracapacitors / ESSCAP 04, Maxwell Proceeding, Belfort, France, 2004. – Рp. 1–4.
13. http://www.ubergizmo.com/2013/03/yunasko-ultracapacitors/, http://www.yunasko.com (Accessed 27.09.2014)
14. Levie R. de. Electrochemical Responses of Porous and Rough Electrodes // Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering. – 1967. – Vol. 6. – Рp. 329–397.
15. Maletin Y., Novak P., Shembel E., Izotov V., Strizhakova N., Mironova A., Danilin V., Podmogilny S. Matching the Nanoporous Carbon Electrodes and Organic Electrolytes in Double Layer Capacitors // Appl. Phys. A: Material Science and Processing. – 2006. – Vol. 82. – No 4. – Pp. 653–657.
16. Becker H.I. Low voltage electrolytic capacitor. Patent US № 2800616 А. – Patented: July, 23, 1957.
17. Rightmire R.A. Еlectrical energy storage apparatus. Patent US № 3288641 A. – Patented: Nov. 29, 1966.
18. Rafik F., Gualous H., Gallay R., Crausaz A, and Berthon A. Frequency, thermal and voltage supercapacitor characterization and modeling // Journal of Power Sources. – 2007. – Vol. 165. – No 2. – Рp. 928–934.
19. Shcherba A.A., Suprunovskaya N.I. Study features оf transients in the circuits of semiconductor discharge pulses generators with nonlinear electro-Spark load // Proc. of the IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Kyiv, Ukraine. – 2014. – Pp. 50–54.
20. Zubieta L., Bonert R. Characterization of Double-Layer Capacitors for Power Electronics Applications // IEEE Trans. On Industry Applications. – 2000. – Vol. 36. – No 1. – Рp. 199–205.