Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An adaptive energy management approach for battery-supercapacitor hybrid energy storage system

Yüksek Gökhan, Alkaya Alkan

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 4

art. no. e150203

EN

Energy storage systems (ESS) are indispensable in daily life and have two types that can offer high energy and high power density. Hybrid energy storage systems (HESS) are obtained by combining two or more energy storage units to benefit both types. Energy management systems (EMS) are essential in ensuring the reliability, high performance, and efficiency of HESS. One of the most critical parameters for EMS is the battery state of health (SoH). Continuous monitoring of the SoH provides essential information regarding the system status, detects unusual performance degradations and enables planned maintenance, prevents system failures, helps keep efficiency at a consistently high level, and helps ensure energy security by reducing downtime. The SoH parameter depends on parameters such as depth of discharge (DoD), charge and discharge rate (C-rate), and temperature. Optimal values of these parameters directly affect the lifetime and operating performance of the battery. The proposed adaptive energy management system (AEMS) uses the SoH parameter of the battery as the control input. It provides optimal control by dynamically updating the C-rate and DoD parameters. In addition, the supercapacitor integrated into the system with filter-based power separation prevents deep discharge of the batteries. Under the proposed AEMS control, HESS has been observed to generate 6.31% more energy than a system relying solely on batteries. This beneficial relationship between supercapacitors and batteries efficiently managed by AEMS opens new possibilities for advanced energy management in applications ranging from electric vehicles to renewable energy storage systems.

2

Modeling and analysis range extender for battery electric vehicles

Łebkowski Andrzej, Sołtysiuk Kamil

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 2

127--135

EN

The publication presents the results of analysis regarding the use of low-power diesel generating sets used to increase the range of electric vehicles. Diesel generating sets are a solution to basic shortcomings of electric vehicles, such as their short range, resulting from the limited capacity of batteries and their long charging time. They are mainly used for long-distance journeys between cities. The paper discusses the basic configurations of drive systems used in electric and hybrid vehicle and the basic configurations of drive systems using combustion generating sets for increasing the range of vehicles with electric drive are presented. On the basis of traction tests performed in real road conditions for an electric car assisted by two diesel generators (4 kW petrol, 5.5 kW diesel) installed on a light trailer, a mathematical model of the system was developed in the Modelica environment. The mathematical model developed takes into account the dynamic loads acting on the set of vehicles in motion along with the electric drive system supported by the diesel generator set. The results of simulation tests for selected route profiles and driving speed are presented. Research has been carried out on selected values of the state of charge SOCON-OFF (State Of Charge) of batteries, which cause a several percent impact on reduction of fuel consumption and the emission of harmful gases to the atmosphere by internal combustion engines.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki analiz dotyczących zastosowania spalinowych zespołów prądotwórczych małej mocy wykorzystywanych do zwiększania zasięgu pojazdów z napędem elektrycznym. Spalinowe zespoły prądotwórcze stanowią rozwiązanie podstawowych wad pojazdów elektrycznych, takich jak ich krótki zasięg, wynikający z ograniczonej pojemności akumulatorów i długiego czasu ich ładowania. Stosuje się je głównie do przejazdów na długich dystansach pomiędzy miastami. W pracy omówiono podstawowe konfiguracje układów napędowych stosowanych w pojazdach elektrycznych i hybrydowych, oraz zaprezentowano podstawowe konfiguracje układów napędowych wykorzystujących spalinowe zespoły prądotwórcze do zwiększania zasięgu pojazdów z napędem elektrycznym. Na podstawie testów trakcyjnych zrealizowanych w rzeczywistych warunkach drogowych dla samochodu elektrycznego wspomaganego pracą spalinowych zespołów prądotwórczych (4 kW benzyna, 5,5 kW diesel) zainstalowanych na lekkiej przyczepie, opracowano model matematyczny układu w środowisku Modelica. Opracowany model matematyczny uwzględnia obciążenia dynamiczne działające na zespół pojazdów w ruchu wraz z elektrycznym układem napędowym wspomaganym przez spalinowy zespół prądotwórczy. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych dla wybranych profili trasy i prędkości jazdy. Przeprowadzono badania dla wybranych wartości współczynników stanu naładowania akumulatorów SOCON-OFF (ang. State Of Charge), mających kilkuprocentowy wpływ na zmniejszenie zużycia paliwa i emisji szkodliwych gazów do atmosfery przez silniki spalinowe zespołów prądotwórczych.

3

Synthesis and characterization of UV-cured poly(siloxane-urethane) elastomers containing polyethylene oxide segments – as potential membrane materials

Kozakiewicz Janusz, Przybylski Jarosław, Sylwestrzak Krystyna

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 2

100--110

EN

Conductive polymeric membranes based on poly(siloxane-urethane)s (PSUR) and designed for potential application as separators in Li-ion batteries were obtained through consecutive heat and UV curing of compositions containing NCO-terminated PSUR prepolymers with both polysiloxane (SIL) and poly(ethylene oxide) (PEO) segments in the polymer chain and unsaturated diols as chain extenders. Lithium salts in the form of solutions in ethylene carbonate/dimethyl carbonate (EC/DMC) mixture were incorporated into PSUR after curing (“post-cure” method) or (in some experiments only) also before curing (in situ method). The effect of polymer structural parameters (PEO segments content, NCO/OH ratio) as well as curing conditions and method of lithium salt incorporation on mechanical and thermal properties, swelling ability and specific conductivity of the corresponding membranes were investigated. Supramolecular structure of membranes was studied using scanning electron microscopy with X-ray analysis (SEM/EDS) technique. The selected membranes were tested as potential separators in lithium batteries.

PL

W wyniku utwardzania na gorąco i następnie utwardzania promieniowaniem UV kompozycji prepolimerów poli(siloksano-uretanowych) (PSUR), o łańcuchach zakończonych ugrupowaniem NCO, i nienasyconych dioli, pełniących rolę przedłużaczy łańcucha, otrzymano membrany przewodzące przeznaczone do wykorzystania jako separatory w bateriach litowo-jonowych. Prepolimery PSUR zawierały segmenty polisiloksanowe (SIL) oraz segmenty pochodzące z poli(tlenku etylenu) (PEO). Sole litu w postaci roztworów w mieszaninie węglanu etylenu (EC) z węglanem dimetylu (DMC) wprowadzano do PSUR po utwardzeniu kompozycji (metoda „post-cure”) lub (w niektórych doświadczeniach) przed utwardzeniem kompozycji (metoda in situ). Zbadano wpływ parametrów strukturalnych (zawartość segmentów PEO, stosunek NCO/OH), a także warunków utwardzania i metody wprowadzania soli litu na właściwości mechaniczne, stopień spęcznienia i przewodnictwo właściwe membran. Strukturę nadcząsteczkową membran określono metodą skaningowej mikroskopii elektronowej ze spektroskopią dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (SEM/EDS). Wybrane membrany testowano jako separatory baterii litowo-jonowych.

4

Transport lotniczy baterii litowych

Krajewska Renata, Bomba Ignacy

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 6

75--80

PL

Baterie litowe okazały się prawdziwym odkryciem XX wieku. Stosowane są w prawie wszystkich modelach telefonów komórkowych, tabletach, komputerach podręcznych i aparatach fotograficznych. W transporcie lotniczym wśród ładunków (cargo) oraz bagażu podręcznego i rejestrowanego jest wiele urządzeń elektronicznych wyposażonych w wewnętrzne źródła energii typu bateria lub akumulator. Niewielu podróżnych zdaje sobie jednak sprawę z tego, że elementy te stwarzają często ogromne zagrożenie. Przedmiotem rozważań prowadzonych w artykule jest przewóz baterii litowych transportem lotniczym. Skoncentrowano się na prezentacji i analizie regulacji dotyczących przewozu baterii litowych w bagażu podręcznym, bagażu rejestrowalnym i przewozie cargo. W pierwszym rozdziale przedstawiono charakterystykę baterii litowych. Regulacje dotyczące przewozu baterii litowych transportem lotniczym zaprezentowano w rozdziale drugim. Przedstawiono także statystykę zdarzeń lotniczych z udziałem baterii litowych. Omówiono również zasady przewozu baterii litowych w bagażu pasażera i ładunków (cargo).

EN

Lithium batteries turned out to be a true discovery of the 20th century. They are used in almost all models of mobile phones, tablets, handheld computers and cameras. There are many electronic devices equipped with internal energy sources such as a battery or accumulator in the air transport of cargo (cargo), hand luggage and registered luggage. Few travelers are aware, however, that these elements often pose a huge threat. Paper discussed the transport of lithium batteries in airplains. The presentation and analysis of regulations regarding the transport of lithium batteries in hand luggage, checked baggage and cargo transportation were focused on. The first part presented the characteristics of lithium batteries. Regulations regarding the transport of lithium batteries by air transport are presented in the second part. The statistics of aviation events with the participation of lithium batteries were presented. The rules for the transport of lithium batteries in passenger and cargo luggage are also discussed.

5

Nanokompozyty tlenków metali przejściowych z grafenem jako materiały anodowe dla wysokoenergetycznych ogniw litowych

Walkowiak M., Półrolniczak P., Wasiński K., Przybylczak M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 6

1216--1220

PL

Przedstawiono wyniki badań nad syntezą i właściwościami nanokompozytów tlenków żelaza, tytanu i cyny z grafenem płatkowym pod kątem ich zastosowania jako materiałów anodowych w ogniwach litowo-jonowych. Kompozyty tlenek metalu/grafen wytwarzano metodą solwotermalną z jednoczesną syntezą tlenków i osadzaniem ich na płatkach grafenowych. Otrzymano 3 materiały z dobrze zdyspergowaną fazą tlenkową w postaci nanocząstek pokrywających równomiernie płatki zredukowanego tlenku grafenu. Przeprowadzono proces odwracalnej insercji kationów litu w otrzymane materiały, wyznaczając podstawowe parametry elektrochemiczne, takie jak pojemność odwracalna, pojemność nieodwracalna i wydajność ładowania. Stwierdzono, że największą pojemność początkową wykazują kompozyty z tlenkami żelaza i cyny, a kompozyt z tlenkiem tytanu, pomimo relatywnie małej pojemności odwracalnej, cechuje się najlepszą stabilnością cykliczną. Materiały tego typu mogą być wykorzystane w technologiach ogniw litowo-jonowych przeznaczonych do różnych zastosowań.

EN

TiO₂, SnO₂ and Fe₃O₄ nanoparticles were deposited on the graphene oxide flakes, mixed with C nanotubes and poly(vinylidene fluoride)/hexafluoropropylene copolymer and studied for reversible and irreversible capacity and charging efficiency in Li-ion battery. The Fe and Sn oxide-based composites exhibited the highest initial capacities, whereas the TiO₂-based composite showed the best cyclic stability, in spite of a relatively low capacity.

6

Temperature, overcharge and short-circuit studies of batteries used in electric vehicles

Łebkowski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 5

67--73

EN

The paper presents the results of temperature and short-circuit research of battery types most commonly used in electric vehicles. Basing on performed tests, the plots of changing internal resistance of lead-acid and lithium batteries are shown. On the basis of conducted short-circuit experiments of selected lithium based batteries of types used in electric vehicles, the risk of fire occurrence is made.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań temperaturowych oraz zwarciowych dla najczęściej stosowanych typów akumulatorów w pojazdach elektrycznych. W oparciu o przeprowadzone badania, przedstawiono przebiegi zmian rezystancji wewnętrznej akumulatorów kwasowych oraz litowych w zależności od temperatury. Na podstawie przeprowadzonych badań zwarciowych wybranych typów akumulatorów litowych stosowanych w pojazdach z napędem elektrycznym, dokonano oceny możliwości pojawienia się pożaru.

7

Management system for electric vehicle battery pack

Łebkowski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 9

46--53

EN

Electric vehicles (EVs) emerged as a next step in the evolution of transport technology. The article describes structure of system used for optimal management and monitoring of electric vehicle parameters, especially in regions of low possible ambient temperature. System can be used in all types of electric vehicles, such as: cars, ATVs, motorbikes, scooters, bicycles or boats. Application of GSM/GPS technologies allows remote monitoring of state and management of vehicle battery thermal aids (increasing battery performance and longevity while reducing operating costs) as well as control of vehicle to grid and grid to vehicle energy flow in smart grid systems. System functions were tested on an electric vehicle in normal road conditions at a period of ambient temperature reaching -25°C (-13°F). Article contains road tests results along with comments on possible benefits that may be derived from the application of the system in practice.

PL

Pojazdy elektryczne stanowią następny krok w ewolucji technologii transportu. Artykuł przedstawia strukturę systemu do optymalnego zarządzania i monitorowania parametrów pojazdu elektrycznego, szczególnie w warunkach niskiej temperatury otoczenia. Typy obsługiwanych pojazdów obejmują samochody, quady, motocykle, skutery, rowery elektryczne oraz łodzie. Zastosowanie technologii GSM i GPS umożliwia zdalny monitoring i zarządzanie modułem ogrzewania akumulatorów a także kontrolę przepływu energii z sieci do baterii I baterii do sieci (smart grid). Funkcje systemu zostały przetestowane w warunkach drogowych przy temperaturach dochodzących do -25°C. Artykuł zawiera wyniki badań wraz z omówieniem potencjalnych korzyści wynikających z zastosowania opisanego systemu.

8

Electric vehicle fire extinguishing system

Łebkowski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 1

329--332

EN

The paper presents the construction and properties of an electric vehicle fire extinguishing system. Parameters of several electric vehicles are presented, focusing on used traction battery types and system voltages. Various dangers that are possibly present during operation of an electric vehicle are discussed. The advantages of using the fire extinguishing system for electric vehicles are given.

PL

W pracy przedstawiono konstrukcję oraz właściwości systemu gaśniczego dla pojazdu z napędem elektrycznym. Zaprezentowano parametry wybranych samochodów elektrycznych pod kątem zastosowanych typów akumulatorów trakcyjnych oraz poziomów napięć. Omówiono zagrożenia, jakie mogą wynikać z tytułu eksploatacji pojazdów elektrycznych. Przedstawiono korzyści wynikające z zastosowania systemu gaśniczego dla pojazdów elektrycznych.

9

Electric vehicle battery tester

Łebkowski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 4

161--165

EN

The paper presents the structure of the designed and built prototype of a device for testing the batteries in electric vehicles. The design goal was to estimate the health of individual cells of the battery pack powering the electric powertrain. The article presents the capabilities and functions of the device built with ATMEL ATmega32 microcontroller. The testing of the device operation was carried out on a battery pack of the Fiat Panda EV car. The test results are presented in the final part of the paper.

PL

W artykule zaprezentowano strukturę zaprojektowanego i wykonanego urządzenia do testowania akumulatorów w pojazdach z napędem elektrycznym. Celem budowy urządzenia była możliwość określenia stanu żywotności poszczególnych akumulatorów wchodzących w skład pakietu wykorzystywanego do zasilania elektrycznego układu napędowego. W pracy przedstawiono możliwości i funkcje urządzenia skonstruowanego w oparciu o mikrokontroler ATMEL ATmega 32. Weryfikację pracy urządzenia zrealizowano w oparciu o testy przeprowadzone na pakiecie akumulatorów LiFePO4 pojazdu elektrycznego Fiat Panda EV. Wyniki testów przedstawiono w końcowej części artykułu.

10

Wymogi zakresie przewozu baterii litowych drogą lotniczą

Bursztyński A., Kardas D., Musiał E.

Gospodarka Materiałowa i Logistyka

|

2017

|

nr 12

47--63

PL

Postęp technologiczny umożliwia wdrażanie nowych, lepszych i wydajniejszych źródeł energii. Wraz z wprowadzaniem nowych baterii i koniecznością transportowania ich wprowadza się do łańcuchów logistycznych nowe materiały niebezpieczne. Wiąże się to z generowaniem nowych zagrożeń, które wymuszają podjęcie właściwych środków zaradczych. Przykładem takich nowych zagrożeń w transporcie lotniczym są baterie litowe, które doprowadziły już do katastrofy lotniczej. W celu ograniczenia zagrożeń generowanych przez baterie litowe w transporcie lotniczym wprowadzone zostały przepisy regulujące zasady ich transportu. W artykule przedstawione zostały obecnie obowiązujące przepisy oraz planowane zmiany, jakie zostaną w nich wprowadzone w najbliższych latach.

EN

Technological progress enables the implementation of new, better and more efficient sources of energy. With the introduction of new batteries and the need to transport them, new hazardous materials are introduced into the logistic chains. This involves the generation of new threats which force appropriate corrective measures. An example of such new threats in air transport are the lithium batteries that have already led to the plane crash. In order to limit the hazards of lithium batteries in air transport, regulations governing their transport are introduced. The article presents current regulations and planned changes to be introduced in the coming years.

11

Kierunki rozwoju akumulatorów litowych

Świętosławski M.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 1

66--73

PL

Przedstawiono podstawowe informacje dotyczące budowy i zasady działania akumulatorów litowych. Ponadto przedstawiono i scharakteryzowano materiały do budowy ogniw typu Li-ion oraz wskazano kierunki rozwoju tej technologii.

EN

Fundamentals and a review, with 122 refs., of the Li batteries. The commercial materials used in Li-ion cells, new promising electrode materials and new and most favorable trends in development of Li-ion systems were presented.

12

Inteligentny system monitorowania i estymacji ładunku SOC dla baterii litowo-jonowych i litowo-polimerowych

Bigaj P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2010

|

R. 14, nr 2

386-395

PL

Praca podejmuje tematykę szacowania i określania pozostałej ilości ładunku elektrycznego (State-of-Charge) baterii litowych. W ramach pracy opracowano nowatorski sposób wyliczania SOC dla systemów bateryjnych o różnych gęstościach mocy. Temat przedstawiony został w ujęciu teoretycznym i praktycznym - jako metoda gotowa do zaimplementowania w systemie wbudowanym. Algorytm metody został przepisany na język programowania pakietu Matlab i przetestowany na zbiorze baterii w celu wykazania poprawności rozumowania autora.

EN

This work is concerned on a subject of estimating and determining the remaining electrical charge (State-of-Charge) for lithium based batteries. The matter is presented taking into account theoretical and practical background. In a result a innovative, ready-to-use method for battery-supplied embedded systems is introduced. The algorithm was implemented in programming language of Matlab, and then tested on a set of batteries for validation.

13

Review of PEO Based Composite Polymer Electrolytes

Florjańczyk Z., Marcinek M., Wieczorek W., Langwald N.

Polish Journal of Chemistry

|

2004

|

Vol. 78 / nr 9

1279-1304

EN

The present paper describes a short review of solid polymer electrolytes composed of high or low molecular weight poly(ethylene oxide), lithium salts and various types of nano and micro sized additives. The mechanism of ionic conductivity in the system is discussed in relation to the Lewis acid-base interaction between the components and the strategies of developing practical materials for lithium batteries are proposed.

14

Elektroda interkalacyjna w ogniwie litowym z niewodnym roztworem elektrolitu. [Cz.] 1. Dwutlenek manganu i tlenki litowo-manganowe

Bełtowska-Brzezińska M., Kozik T., Jaworska H.

Wiadomości Chemiczne

|

2001

|

[Z] 55, 3-4

289-329

EN

Lithium batteries of various types have found use in portable electronic devices and are also considered for application in electric or hybrid vehicles because of their high operating voltage and energy density. Among a number of materials examined as the positive electrode in lithium batteries with organic electrolyte solution, much attention has been paid to transition metal oxides, in particular to manganese dioxide and its lithiated derivatives. Electrochemical studies have proved that these compounds are able to accommodate or remove Li+ ions in parallel with the electron injection or extraction thus changing the oxidation state of manganese (IV/III) upon the solid state redox reaction. The capacity and power density of intercalation electrodes varies with the crystallographic and electronic structure of their solid phase, electrode thickness and porosity as well as the chemical nature and conductivity of the electrolyte solution. The kinetics of the electrochemical intercalation-deintercalation of Li+ ions is mostly limited by the diffusion of these ions into or from the host matrix. Another limitation comes from an electrolyte depletion in pores of the electrode material during the discharge, as the rate of the Li+ ions transport from the bulk electrolyte is lower in comparison with the charge transfer rate at the electrode/electrolyte interface. The diffusion model for nonporous and porous intercalation electrodes quite well describes the surface and bulk distribution of Li+ ions in the solid phase as well as in the pore electrolyte, as a function of the discharge rate and discharge degree. The experimental characteristics of MnO2 and compounds of the Li-Mn-O system, obtained at various electrode thickness, particle size and charge-discharge density has confirmed the theoretical predictions. Manganese dioxide (g-MnO2) electrodes having discharge capacity of 220-270 Ah/kg at Eť3 V vs. Li/Li+ show a limited rechargeability on charge-discharge cycling in secondary lithium cells. As evidenced by XRD-ray patterns this is due to anisotropic expansion and contraction of the crystallographic unit cell at the average manganese valence of about +3.5. A significantly higher cycling efficiency can be achieved with MnO2(CDMO) and Li-Mn-O spinel phases, providing a three-dimensional interstitial space for Li+ ions transport. The cubic close-packed structure of the stoichiometric LiMn2O4 remains almost unchanged upon deintercalation to l-MnO2 and subsequent reintercalation to x ť 1 in the potential range E ť 4 V (vs. Li/Li+). One can obtain the rechargeable capacity of 125 Ah/kg at moderate current rates owing to the relatively fast solid state diffusion of Li+ ions for 0< x <1. Two further potential plateau's at E ť 3 V and E ť 1 V correspond to the intercalation degree of 1< x <2 and 2< x <4 upon a cubic-tetragonal and tetragonal-trygonal phase transition, respectively. The identification of three distinct regions in the potential-composition (E-x) curves at makes the basis for spinel electrodes application in energy storage devices. In the last years, several overlithiated and defect spinel phases of the general formula (...) have been used in the so-called "lithium-ion" batteries with the carbon based negative electrode. Alternative lihium-ion batteries contain two transition metal oxides having different intercalation potentials. Quite recently, a family of mixed spinel oxides Li (...) has been proposed for the positive electrode, Li[Li0,33Ti1,67]O4 as the negative electrode. Future improvement of the charge-discharge performance of spinel electrodes for primary and secondary lithium batteries can be expected under a complex optimisation of the synthesis methods, the electrode mophology, porosity and thickness. Furthermore, the advanced batteries require the high conductivity electrolyte-solvent systems, stable in the potential range of at least 0 to 5V.