王 炎，崔建涛，刘 忠



基于分数阶巴特沃斯滤波器的新型超级电容器

王 炎，崔建涛，刘 忠

（辽宁工程技术大学，电气与控制工程学院，辽宁兴城 125100）

超级电容器作为一种新型储能元件在各个领域具有广阔的应用前景。由于超级电容固有特性不是整数阶的，因此建立一个精确且适用范围更广的模型具有重要的研究意义。介绍了超级电容器的基本模型，利用分数阶巴特沃斯低通滤波器的优点，建立了一种新型超级电容器模型并验证了模型的准确性，这可以扩大超级电容器的适用范围，提高稳定性。

超级电容器；建模；分数阶；巴特沃斯滤波器；等效电路模型；稳定性

超级电容器具有充电放电效率较高、适用温度范围较宽、循环寿命较长等特点，在储存能量、电动汽车[1]等许多领域具有广阔的应用前景。利用其对燃料电池的辅助作用的特点，可以在混合动力中起到很重要作用，并且有助于能量的再恢复[2]。建立精确的模型对进一步研究超级电容器特性、拓宽其适用范围、完善元件材料的理论体系以及后续实际应用都具有重要意义。

2000年，Spyker等[3]提出了一个经典的等效电路模型，但此模型只反映了很小时间常数下的响应，只适用于简单特殊情况。Gualous等[4]提出了使用电化学阻抗谱法构建一个超级电容器的二阶等效电路，并且建立了电容值关于温度的方程。2009年，Brouji等[5]用阻抗谱法研究了超级电容器生命周期。这些研究者们建立了等效电路模型并且提出了参数值是变化的观点。……