Zastosowanie superkondensatorów do rozruchu silników spalinowych w trudnych warunkach

• Autorzy: Piórkowski P.

Warianty tytułu

EN

Application of supercapacitors to start combustion engines in tough conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowane zostały przykładowe sytuacje z eksploatacji pojazdów, w których rozruch silnika spalinowego może być problematyczny. Wykazano, że właściwości superkondensatorów w dużej części uzupełniają się z właściwościami akumulatorów elektrochemicznych, a połączenie obu komponentów tworzy zestaw ułatwiający rozruch silnika spalinowego nawet w trudnych warunkach temperaturowych lub przy znacznie rozładowanych akumulatorach. Korzystne współdziałanie obu komponentów zostało wykazane poprzez analizę kształtów charakterystyk ww. komponentów pracujących osobno i w zestawie. Przedstawiono argumenty, że zastosowanie superkondensatora współpracującego z akumulatorami elektrochemicznymi znacznie ułatwia estymację stopnia naładowania SOC układu, a przez to ułatwia współpracę z obciążeniem elektrycznym i silnikiem spalinowym ograniczając jednocześnie ryzyko zaniku zasilania elektrycznego. W części końcowej przedstawiono istniejące rozwiązania komercyjne z uwypukleniem technologii pojedynczych cel (superkondensatory symetryczne i asymetryczne) i układów elektroniki realizującej określone funkcje.

EN

The article presents examples of cases where the operation of vehicles in which starting the internal combustion engine can be problematic. It has been shown that the properties of supercapacitors are complementary with the electrochemical battery, and the connection of the two components forms a set of facilitating starting combustion engine even under low temperature conditions or at substantially discharged batteries. Beneficial cooperation between the two components was demonstrated by analyzing the shapes of component’s characteristics separately and connected in the set. It is much easier to estimate the state of charge SOC of electrochemical batteries cooperating with supercapacitor and thereby facilitate cooperation with the electrical load and the internal combustion engine while reducing the risk of a power blackout. The final section presents the existing commercial solutions with an emphasis on single cells technology (symmetric and asymmetric supercapacitors) and the electronics implementing specific functions.

Słowa kluczowe

PL

superkondensator; rozruch; trudne warunki; akumulator elektrochemiczny

EN

supercapacitor; start; tough conditions; electrochemical battery

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 3918--3927, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Piórkowski P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych; Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich; Zakład Napędów Wieloźródłowych 02-524 Warszawa; ul. Narbutta 84. Tel: + 48 22 234 8260

Bibliografia

• 1. Buller S., Karden E., Kok D., De Doncker R.W., Modeling the dynamic behavior of supercapacitors using impedance spectroscopy. IEEE Transactions on Industry Applications, 2002 vol. 38 no. 6 pp.1622-1626.
• 2. Chien-Hsing L., Shih-Hsien H., Prediction of Equivalent-Circuit Parameters for Double-Layer Capacitors Module. IEEE Transactions On Energy Conversion, vol. 28, no. 4, 2013
• 3. Goh C.T., Cruden A., Automated High Current Cycling Test System for Supercapacitor Characterisation. 2012 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM),
• 4. Hongwen He, Rui Xiong, Xiaowei Zhang, Fengchun Sun, and JinXin Fan, State-of-Charge Estimation of the Lithium-Ion, Battery Using an Adaptive Extended Kalman Filter Based on an Improved Thevenin Model, IEEE Transactions On Vehicular Technology, vol. 60, no. 4, May 2011
• 5. Mahon P.J., Paul G.L., Keshishian S.M., Vassallo A.M., Measurement and modelling of the high-power performance of carbon-based supercapacitors, Journal of Power Sources, 2000 vo. 91, no. 1, pp.68-76.
• 6. Mohamed A. H., Schwarz K. P., Adaptive Kalman Filtering for INS/GPS. Journal of Geodesy May 1999, Volume 73, Issue 4, pp 193-203
• 7. Piórkowski P., Wspomagane komputerowo stanowisko laboratoryjne do badań superkondensatorów w dziedzinie czasu i częstotliwości, Logistyka 6/2014, ISSN 1231-5478, pp. 8666-8677,
• 8. Rafik F., Gualous H., Gallay R., Crausaz A., Berthon A., Frequency, thermal and voltage supercapacitor characterization and modeling. Journal of Power Sources, 2007 vol. 165 no. 2 pp.928-934.
• 9. Szumanowski A, Piorkowski P., Chang, Y., Batteries and Ultracapacitors Set in Hybrid Propulsion System. Power Engineering, Energy and Electrical Drives, 2007. POWERENG 2007.
• 10. Todorov Nikolov G., High Current Source-Measure Unit Based On Low Cost Daq. ELECTRONICS’ 2008 24 – 26 September, Sozopol, Bulgaria
• 11. Zhan-li Ch., Wei-rong Ch., Qi L, Zhi-ling J., Zhi-han Y., Modeling and dynamic simulation of an efficient energy storage component- supercapacitor. Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2010 Asia-Pacific
• 12. Materiały informacyjne firmy Maxwell http://www.maxwell.com/esm/
• 13. Materiały informacyjne firmy SAFT http://www.saftbatteries.com/battery-search/snc