5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年）
标题: 转载 超 级 电 容 在 电动玩具类 中的应用 作者：hcc20110902 [打印本页]
作者: 丹顶鹤 时间: 2013-3-7 14:35
标题: 转载 超 级 电 容 在 电动玩具类 中的应用 作者：hcc20110902
本帖最后由 丹顶鹤 于 2013-3-13 06:25 编辑
超级电容在电动玩具类中的应用（一）
电动玩具汽车是儿童喜爱的一种玩具，长期以来靠装备蓄电池于其中。超级电容作为储能器件，应用于玩具汽车，优势非常明显，它可使汽车体积和重量减轻，充放电寿命延长，成本降低（相对于使用Ni-MH或Li-Ion电池）。
原理：将超级电容与Motor连接在一起，LED用于显示充电情况。使用时用外部充电器对电容充电，当LED灯足够亮时表示充电结束，玩具车可以与充电器分离，使用时由超级电容对Motor供电，以维持玩具车行驶。在此，超级电容完全取代了电池，并且体现其优势。
德国GALERIE MEINER生产的一种商标名为Condensor Plane 的电动模型飞机采用的是日本ELNA公司的“GoldCap”驱动的，该电容器容量为3.3F，电压为2.5V。
韩国最大的铝电解电容和金属膜电容生产厂家NuinTEK公司声称，他们生产的产品比“GOLDCAP”具有更高的容量和更小的重量。例如，模型飞机中原来采用的“GOLDCAP“体积为23 by 13mm(length×diameter)，而具有3F相似容量的NuinTEK公司产品体积只有21×8mm，明显要小的多，在要求采用容量大质量轻电源的飞行类电动玩具上极有竞争优势。
NuinTEK公司还开发20F和25F产品，为了验证其在玩具飞机中的应用前景，用户进行了部分实验和对比。实验平台还是图中所示的Condenser Plane
飞机，实验者将其固定在卡钳上，换装不同的电容器后测试马达的转动时间，工作电路非常简单，电容器通过一个开关和马达直接相连，没有任何保护电路板之说。图中列出了两家公司的电容器产品，从左到右分别为GoldCap 3.3 F@ 2.5V(Original), SuperCap3F@2.7V,SuperCap10F@2.3V，SuperCap 20F@ 2.5V, 具体实验方法是先通过充电设备模拟实际情况对电容器进行充电，与我们平时概念不同的是，玩具飞机的充电器（和一个随身听大小差不多）采用恒电压2.5V的方式对电容器进行充电。充电开始电量一般在1A左右，充电过程中电流不断减小，当达到30mA以下时默认为充电完成，对于20F以上的电容器，则电流降至50mA以下时默认充电完成。
虽然实际情况下使用者尤其是儿童总是通过延长充电时间来希望充入更多的电量，这对于要求较长充电时间的大容量型电容器非常有利，但是过长的充电时间其实是没有什么用处的。“goldcap”在充电16秒后马达可以转动48秒以上，但是在空中其不可能飞行48秒，一般 也就是滞空30秒，而同样重量的NuinTEK 、SuperCap 10F @2.3V产品在充电一分钟后马达转动151秒，估计滞空时间长达一分半钟，虽然充电时间较长，但完全可以通过设计较大功率的充电器来获得更大的充电电流并解决上述问题。 20F和25F的产品具有更好的性能，但是其较大的重量对玩具的性能可能产生影响，因为玩具飞机本身的重量不过12g，而且电容器安装在飞机的头部位置。飞机中使用的2.5V小型马达的启运电流是0.6A，这对于超级电容器而言完全不成问题。NuinTEK认为其从3F到60F的超级电容器产品都可能作为电动玩具的电源，例如可以用于驱动个头更大的飞机。
国内也有类似玩具飞机出售，其动力电源是两节1.2V镍铬电池串联，每节电池体积与GoldCap 3.3F@2.5V电容器类似，但是重量要大的多，飞机明显头重脚轻，充电器是四节一号干电池，两并两串，从容量来看，这么大的充电器目的就是产生较大的充电电流以达到短时间完成充电的目的。飞机售价80元人民币左右，整个飞机结构主要由木线和泡沫塑料以及纸构成，成本主要集中在电池和马达上，利润很高，我们的超级电容器在这方面的应用中颇具竞争优势。
作者: 丹顶鹤 时间: 2013-3-7 14:45
本帖最后由 丹顶鹤 于 2013-3-7 14:51 编辑
超级电容在电动玩具类中的应用（二）
电子玩具中，常要求瞬时大电流，而电池无法提供，将超级电容器与电池组合可以解决问题，超级电容器也可以作为电源对电子玩具供电，可以降低使用成本、减轻质量。
电动玩具飞机之所以不能飞起来的主要原因是就现在的材料水平而言，玩具飞机如果不计电源和电动机的质量将是极其轻的，电动机也可以做得很轻，最重的便是电池。让飞机飞起来，电池能提供的功率与电动机牵引飞机飞起来的功率相差很多。专业航模的飞机可以不计成本，并且采用高倍率放电的充电电池，个头也相对很大，远远超出玩具的概念，如果采用质量远低于电池甚至远低于电动机的超级电容器就可以很好地解决电源质量与电源功率的矛盾。一只4.7F超级电容器不到10克，而两节6号电池将重达近50克，三节镍氢电池则更重300克。
在电动玩具上采用超级电容/法拉电容，与电池相比，具有体积小、重量轻、放电电流大、充电时间短（小于10秒）和循环寿命长等特点，满足了电动飞机、汽车启动所需要的大功率，使其瞬间产生极大的动能，以便进行飞行和行驶表演。
超级电容/法拉电容在电动滑翔机、电动轨道车、电动草坪飞机、电动汽车、电动恐龙、电动悠悠球等玩具上有着广泛的应用。特征:圆柱体结构，引线型引出端或焊针型引出端应用情况：电动（车，恐龙，飞机等）玩具领域用新型环保电源规格型号:SCPC2R7305工作温度:-40℃～+60℃额定容量:3F容量偏差:±20%额定电压:2.7V浪涌电压:2.85V内 阻: AC≤60mΩ DC≤90mΩ尺 寸:8mm(Φ)×20mm(H)重 量：1.40g电容容量：2F 3F 3.5F 5F 7F 10F●可制作不同电压等级不同容量的超级电容器模块和超级电容器充电电源。
在电动玩具上采用超级电容/法拉电容，与电池相比，具有体积小、重量轻、放电电流大、充电时间短（小于10秒）和循环寿命长等特点，满足了电动飞机、汽车启动所需要的大功率，使其瞬间产生极大的动能，以便进行飞行和行驶表演。超级电容/法拉电容在电动滑翔机、电动轨道车、电动草坪飞机、电动汽车、电动恐龙、电动悠悠球等玩具上有着广泛的应用。
特征:圆柱体结构，引线型引出端或焊针型引出端
应用情况：电动（车，恐龙，飞机等）玩具领域用新型环保电源规格型号:SCPC2R7305工作温度:-40℃～+60℃额定容量:3F容量偏差:±20%额定电压:2.7V浪涌电压:2.85V内阻: AC≤60mΩ DC≤90mΩ尺 寸:8mm(Φ)×20mm(H)重 量：1.40g 电容容量：2F 3F 3.5F 5F 7F 10F 。
随着社 会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注，超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其无可替代的优越性，越来越受到人们的重视。在一些需要高功率、高效率解决方案的设计中，工程师已开始采用超级电容器来取代传统的电池。
作者：hcc20110902
(, 下载次数: 84)
作者: 丹顶鹤 时间: 2013-3-7 15:02
本帖最后由 丹顶鹤 于 2013-3-12 07:14 编辑
我所以转载这篇与我们最热爱的模型飞机相关的新技术，因为航模爱好者不墨守成规，最富于革新创造精神。
作为青少年航模活动，全国比赛二级竟时项目，面对各省市，每年凑上百名选手，不难。作为基层普及活动，学生没有制作模型时间精力，大城市近郊没有飞行场地。为了持续可发展的航模普及活动，只有朝着“小块省”的方向，才有出路。
目前我们采用的3，3法拉的超级电容，就是为了解决校园或居民小区绿地里孩子们能安全飞行小飞机。
航模辅导员应该站在普及活动的角度，为孩子们开辟新的途径。
本文的作者一定是有丰富实践经验的高手，我在 中外玩具网 上发现这篇文章，如获至宝，愿与有识之士共享，一起探讨研究超级电容在模型飞机中的应用。
感谢本文 作者：hcc20110902
作者: scyscy 时间: 2013-3-7 15:19
作者: lyxbill 时间: 2013-3-7 15:38
本帖最后由 lyxbill 于 2013-3-7 15:39 编辑
个人认为法拉电容器在不久的将来必将全方位取代传统电池的地位。以后再也不用电池这种劣等的消耗品了。就像美国最新型的福特号航母那样，如果不出意外，一辈子不用更换能源……
作者: guo_eleven 时间: 2013-3-7 16:06
学习
作者: 狂摸乱舞 时间: 2013-3-7 16:20
作者: jackyren 时间: 2013-3-7 16:29
超级电容啊 未来电动车的动力源泉啊
作者: OSAISAIO 时间: 2013-3-13 14:24
好啊，期待中。
作者: phl9516 时间: 2013-3-22 09:42
谢谢丹顶鹤老师。
作者: gwk 时间: 2013-3-23 20:39
谢谢楼主，大力支持。
作者: cfwky 时间: 2013-3-30 18:48
期待小白的实测报告！
作者: 神圣军医 时间: 2013-3-31 11:54
谁来科普下电容和电池的区别？都是充电放电的啊
作者: 安徽滁州腾飞 时间: 2013-5-16 14:33
第一次注册，测试一下。写的很好
作者: 徐志满 时间: 2013-5-18 21:35
神圣军医 发表于 2013-3-31 11:54 
谁来科普下电容和电池的区别？都是充电放电的啊
电容充放电是物理过程，电池充放电是化学过程。
作者: lxlhl 时间: 2013-5-22 20:40
不错，学习了，
作者: 风飘絮 时间: 2013-6-11 21:16
受益，有心一试
作者: yamizd 时间: 2013-6-24 18:30
目前超级电容的质能比还是远远比不上锂电池，所以地上跑跑还行，上天的话续航时间太短
作者: bassman 时间: 2013-11-16 20:22
这是值得大力提倡的技术，前途光明，意义深远。
作者: Beidouxing 时间: 2013-11-17 09:03
转贴、推荐好资料， 说明文章出处，还要 “ 感谢本文 作者：hcc20110902"
这是我应该学习的。
作者: Beidouxing 时间: 2014-4-22 14:55
从一年前丹老 超 级 电 容 微型 电动自由飞 模型飞机 （ 制 作 篇 ） [复制链接] 开始 超级电容已成为讨论的热点，有必要再复习
转载 超 级 电 容 在 电动玩具类 中的应用 作者：hcc20110902 [复制链接]
作者: zyue2002 时间: 2014-4-23 14:44
真及时呀！谢啦，鹤老。
作者: 雷厉风行 时间: 2014-5-5 11:12
新技术。学习学习。
作者: lovecj 时间: 2014-5-25 18:52
电容未来的清洁能源首选
作者: shenghua 时间: 2014-5-28 17:30
在论坛里看了丹顶鹤老先生的一篇电容小飞机的帖子，深受启发，已经动手做了一个，用的5F的电容和614的空心杯，飞机用泡沫切成，爽飞，能在空中飘五六圈，大约四五十秒。感觉5F的电容容量挺大的，电机能转一分多钟，只不过后半段没什么劲了。过几天换个8F的试试
作者: 丹顶鹤 时间: 2014-5-28 17:51
希望看到您发的小飞机照片和飞行视频，向你学习了。
在互相交流学习中发展超级电容自由飞。
| 欢迎光临 5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年） (http://bbs.5imx.com/) |
Powered by Discuz! X3.3 |