This paper proposes a new method to improve the available battery capacity in electric vehicles by connecting lead-acid batteries with lithium-ion battery in parallel to supply power. In addition, this method combines the discharge characteristics of batteries to improve their efficiency and lower their cost for electric vehicles. A lithium-ion battery set is used to connect with N sets of lead-acid batteries in parallel. The lead-acid battery supplies the initial power. When the lead-acid battery is discharged by the load current until its output voltage drops to the cut-off voltage, the power management unit controls the lead-acid battery and changes it to discharge continuously with a small current. This discharge can be achieved by connecting the lead-acid battery to a lithium-ion battery in parallel to supply the load power or to discharge its current to another lead-acid or lithium-ion battery. Experimental results demonstrates that the available capacity can be improved by up to 30% of the rated capacity of the lead-acid batteries.
In order to design capacity of lithium ion battery, some calculations were carried out based on the characteristics of materials by the given battery shape and dimension. The principle of design was built by the interpretation of the correlation of material, electrochemical and battery factors. Parameters of materials are fundamental physical properties of constituent such as cathode. separator, anode, current collectors and electrolyte. Electrochemical factor includes potential pattern as a function of specific capacity, specific discharge capacity(or initial irreversible specific capacity or Ah efficiency) as a function of specific charge capacity and material balancing. Parameters of battery are dimension, construction hardware and performance. Battery capacity was simulated for a lithium cobalt dioxide as cathode and a hard carbon as anode to achieve 1100 mAh for the charge limit voltage of 4.2V, the weight ratio(+/-) of 2.4 and ICR18650. A fabricated test cell (ICR18650) which have weight ratio(+/-) of 2.4 discharged to 1093 mAh for the charge limit voltage of 4.2V. The sequential discharge capacity show good correspondence with designed capacity.
Park, Jinho;Lee, Byoungkuk;Jung, Do-Yang;Kim, Dong-Hee
Journal of Electrical Engineering and Technology
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v.13
no.5
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pp.1927-1934
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2018
In this paper, we studied the state of charge (SOC) estimation algorithm of a high-capacity lithium secondary battery for electric vehicles (EVs) considering temperature characteristics. Nonlinear characteristics of high-capacity lithium secondary batteries are represented by differential equations in the mathematical form and expressed by the state space equation through battery modeling to extract the characteristic parameters of the lithium secondary battery. Charging and discharging equipment were used to perform characteristic tests for the extraction of parameters of lithium secondary batteries at various temperatures. An extended Kalman filter (EKF) algorithm, a state observer, was used to estimate the state of the battery. The battery capacity and internal resistance of the high-capacity lithium secondary battery were investigated through battery modeling. The proposed modeling was applied to the battery pack for EVs to estimate the state of the battery. We confirmed the feasibility of the proposed study by comparing the estimated SOC values and the SOC values from the experiment. The proposed method using the EKF is expected to be highly applicable in estimating the state of the high-capacity rechargeable lithium battery pack for electric vehicles.
Journal of Korea Society of Digital Industry and Information Management
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v.9
no.1
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pp.53-58
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2013
In this paper, we proposed low power algorithm for battery residual capacity and a task. Algorithm the mobile devices power of the battery residual capacity for the task to perform power consumption to reduce the frequency alters. Task is different in power consumption according to kinds of in time accomplishment device to use. Adjustment of power consumption analyzes kinds of given tasks from having the minimum power consumption task to having the maximum power consumption task. Control frequency so that power consumption waste to be exposed to battery residual capacity can be happened according to the results analyzed. Experiment the frequency by adjusting power consumption a method to reduce using [7] and in the same environment power of the battery residual capacity consider the task to perform frequency were controlled. Efficiency was proved compare with the experiment results [7]. The experiments results show increment in the number of processing by 45.46% comparing with that [7] algorithm.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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v.3C
no.5
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pp.189-193
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2003
Initial irreversible capacity (IIC) can be defined by means of the initial intercalation Ah efficiency (IIE) and the initial irreversible specific capacity at the surface (IICs) with the linear-fit range of the intercalation so as to precisely express the irreversibility of an electrode-electrolyte system. Their relationship was IIC = Qc - Q$_{D}$ = (IIE$^{-1}$ - 1) Q$_{D}$ + IICs in the linear-fit range of IIE. Here, Qc and Qd signify charge and discharge capacity, respectively, based on a complete lithium ion battery cell. Charge indicates lithium insertion to carbon anode. Two terms of IIE and IICs depended on the types of active materials and compositions of the electrode and electrolyte but did not change with charging state. In an ideal electrode-electrolyte system, IIE and IICs would be 100%, 0 mAh/g for the electrode and mAh for the cell, respectively. These properties can be easily obtained by the Gradual Increasing of State of Charge (GISOC).OC).
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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v.58
no.2
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pp.214-220
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2009
Battery is one of the emergency power and its reliability is a very important to keep up the minimum of building capabilities in case of interruption of electric power. This paper, a comparison was made between three different types of instrument on 30 valve regulated lead acid(VRLA) TYPE 12[V]/100[AH] batteries, and then their indicated measured values(impedance/conductance) were compared with the measured capacity of the battery. As a result, Measured value of instrument is strongly related to battery's capacity in the same group battery and Impedance/Conductance guide line for diagnosis of lead-acid battery's state of health(SOH) is a different from each battery guoup.
The extension of DC battery backup time in the DC power supply system of nuclear power plants (NPPs) remains a challenge. The lead-acid battery is the most popular at present. And it is generally the most popular energy storage device. However, extension of backup time requires too much space. The lithium-ion battery has high energy density and advanced gravimetric and volumetric properties. The aim of this paper is development of the sizing formula of stationary lithium-ion batteries. The ongoing research activities and related industrial standards for stationary lithium-ion batteries are reviewed. Then, the lithium-ion battery sizing calculation formular is proposed for the establishment of industrial design standard which is essential for the design of stationary batteries of nuclear power plants. An example of calculating the lithium-ion battery capacity for a medium voltage UPS is presented.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.24
no.8
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pp.8-14
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2010
In this Paper, optimal capacity of battery storage in Je-Ju is calculated. First, Electricity demand data of Je-Ju('06~'16) is estimated based on real electricity demand data of Je-Ju('06~'07). Then, the 4th power supply planning is used to calculate benefits from battery storage capacity in view of maximum power savings, preventing outages savings and energy charge fee reduction. Finally, optimal battery storage capacity is suggested.
The proposed algorithm has produced the rules of relationship between the load voltage, current, discharging electric power and ampere-hours, electric power capacity of battery on the basis of the data. Which were acquired through the battery discharging experiment that is defined by the battery's ambient temperature and various load conditions. Especially, by calculating the parameter of second order polynomial equation relation between the remaining capacity and the electric power, the algorithm is proposed adapting for the discharging pattern. And as the depth of discharging is increasing, the calculation-method of electric power is applied to decrease the accumulated error in the calculation method of capacity accumulation. Also, the proposed algorithm has compensated the temperature considering the capacity change of battery to the temperature.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.16
no.11
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pp.1047-1054
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2003
Smart battery pack (SBP) for notebook PCs was developed using a cylindrical-type lithium ion battery. Batteries were connected with three serial and two parallel, the nominal capacity and the maximum load of SBP was 4,000mAh and 4.0A, respectively. The SBP was composed of a protection IC, by which safety of lithium ion batteries is maintained against overcharge, overdischarge and overcurrent, and a smart IC, which calculates the remaining capacity and the remaining run time. In matching test on notebook PC using Battery Mark 4.0, real and smart data of END voltage coincided nearly and LB and LLB signal worked norma]]y. And there were errors of less than 1% between the real and the smart data on the residual capacity in the charge and discharge test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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