3.超级电容存在的问题
超级电容应用在能量密度要求较高、工作周期较长的场合中，其存在的主要不足之处有以下几点
(1)比能量低。超级电容能量密度约为铅酸电池的20%左右；如果储存相同的能量，超级电容的体积和重量要比蓄电池大很多。
(2)耐压低。目前的超级电容耐压远低于普通电容，电压大约为1-3V，如果采用串联方法来驱动，则储能系统的体积比较庞大，不利于驱动大功率设备。
(3)端电压波动严重。使用超级电容过程中，它的端电压是呈指数变化的，当超级电容释放掉3/4D的能量后，它的端电压将下降到原来电压的1/2。
(4)串联时电压均衡问题。超级电容在生产制造过程中，存在着工艺和材质的不均匀问题，同批次同规格的电容在内阻、容量等参数上存在着某些差异。因此，超级电容组件在使用时需要加有串联均压装置，来提高组件的能量利用率和安全性。
4.超级电容的应用
4.1在电动车上的应用
制约现代工业发展的主要因素是环境污染问题及能源的紧缺问题，现如今汽车工业已经占据了现代工业能源消耗的大部分。因此，汽车的节能技术已成为汽车工业发展中必须要解决的一项关键技术。由于超级电容的优越性能，世界各国争相研究，并越来越多地将其应用到电动车上。上万法拉级的超级电容器可用作电动汽车的短时驱动电源，在车辆的起动、加速及制动能量回收等短时间、大功率的工作条件下，可明显提高电动汽车的动力性和经济性，并能有效地改善蓄电池的性能。超级电容已经成为电动车电源发展的新趋势，而超级电容与蓄电池组成的复合电源系统被认为是解决未来电动车动力问题的最佳途径之一。
日本本田的FCX燃料电池—超级电容混合动力车，是世界上最早实现商品化的燃料电池轿车，该车已于2002年在日本和美国的加州上市。日本尼桑公司还推出了天然气—超级电容混合动力客车，见图2。该车的燃油经济性是原来传统天然气汽车的214倍。
瑞士的PSI研究所将储能360Wh的超级电容组安装在一辆48kW的燃料电池车上，超级电容以50kW的15s额定脉冲功率来协助燃料电池工作，承担了驱动系统减速和起动时的全部瞬态功率。1996年俄罗斯的Eltran公司研制出以超级电容作电源的电动汽车，采用300个电容串联，充电一次可行驶12km，时速为25km/h。美国的NASALewis研究中心研制出的混合动力客车采用超级电容作为主要的能量存储系统；美国电燃料公司(EFC)设计开发了锌—空气燃料电池电动汽车也是使用超级电容作为辅助能源，加装超级电容使其续驰里程提高了近25%。
我国的“十一五”及“863”电动汽车课题在启动后，研发超级电容的国内公司也加大了开发力度。我国首部“电容蓄能变频驱动式无轨电车”于2004年7月在上海张江投入试运行，当电车在停靠站时，它能在30S内快速充电，时速可达44km/h，可持续提供电能。此无轨电车充分利用了超级电容比功率大和公共交通定点停车的特点。哈尔滨工业大学和巨容集团研制的超级电容电动公交车，最高速度可达20km/h，最多容纳50名乘客。2010年上海世博会共投入1147辆节能与新能源汽车超级电容车、燃料电池车、纯电动车和混合动力车，园区内的新能源汽车在实际运营过程中承担了园区内66%的运能，达到了园区内公共交通零排放，园区周边公共交通低排放的目标。此外，上海奥威公司、北京集星公司、锦州百纳电器公司和哈尔滨巨容公司都推出了自己针对HEV(混合动力装置)或EV(电动汽车)的超级电容器产品。但是，国内目前对超级电容、蓄电池复合电源电动车的设计及控制，基本上还处于起步阶段，国内公司生产的超级电容距国外产品还有一段差距。
4.2复合型电源电动车工作原理图
纯超级电容电动车是以超级电容作为电动车的惟一能源，此方法结构简单、成本低、比较实用、实现零排放，因此比较适合用于短距离、线路固定的区域，例如在学校和幼儿园的送餐车可以采用、火车站或飞机场的牵引车可以采用、公园的游览车和电动公交车等也可采用。而超级电容与蓄电池或者燃料电池组成复合电源系统的电动车应用更灵活，有更广阔的应用空间。
超级电容—蓄电池复合电源系统电动汽车工作原理如图3。首先，电动汽车在正常行驶条件下，电池通过功率变换器向电动机提供能量。在车辆轻载行驶条件下，蓄电池向超级电容充电，使超级电容具有高功率输出能力；在车辆加速或爬坡行驶时，超级电容和蓄电池同时给电动机提供能量；当车辆制动或下坡行驶时，电动机作发电机模式，再生能量通过功率变换器为超级电容充电，假如超级电容不能接受全部的再生能量，剩余部分则由蓄电池吸收。
4.3在UPS系统中的应用
现在的USP(不间断电源)系统大部分使用的是铅蓄电池作为电能存储装置，如果在频繁停电的情况下使用，电池会因为长期充电不足而硫酸盐化，使用寿命会大大缩短。而超级电容器不会受频繁停电的影响，它可以在短时间之内充足电。超级电容器由于它的高功率密度输出特性，使其成为良好的应急电源。例如在炼钢厂的高炉冷却水过程是不允许中断的，一旦停电，超级电容器可以立即提供很高的输出功率启动柴油发电机组，向高炉和水泵供电，确保高炉安全生产。
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