• 제목/요약/키워드: Hybrid-capacitor

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Effect of Edge-Chemistry on Graphene-Based Hybrid Electrode Materials for Energy Storage Device

  • Hyo-Young Kim;Ji-Woo Park;Seo Jeong Yoon;In-Yup Jeon;Young-Wan Ju
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제14권1호
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    • pp.31-37
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    • 2023
  • Owing to the rapid climate change, a high-performance energy storage system (ESS) for efficient energy consumption has been receiving considerable attention. ESS, such as capacitors, usually has issues with the ion diffusion of electrode materials, resulting in a decrease in their capacitance. Notably, appropriate pore diameter and large specific surface area (SSA) may result in an effective ion diffusion. Therefore, graphene and multi-walled carbon nanotube (graphene@MWCNT) hybrid nanomaterials, with covalent bonds between the graphene and MWCNT, were prepared via an edge-chemistry reaction. The properties of these materials, such as high porosity, large SSA, and high electroconductivity, make them suitable to be used as electrode materials for capacitors. The optimal ratio of graphene to MWCNT can affect the electrochemical performance of the electrode material based on its physical and electrochemical properties. The supercapacitor using optimal graphene-based hybrid electrode material exhibited highest specific capacitance value as 158 F/g and excellent cycle stability.

연소합성법에 의한 결함구조 Li4Mn5O12제조와 하이브리드 커패시터 적용 (Synthesis of Defective-Structure Li4Mn5O12 by Combustion Method and Its Application to Hybrid Capacitor)

  • 김훈욱;선양국;이범석;진창수;신경희
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.103-109
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    • 2010
  • $LiNO_3$, $Li(CH_3COO){\cdot}2H_2O$ 그리고 $Mn(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$를 출발물질로 하여 $Li_4Mn_5O_{12}$를 합성 하였으며 합성방법은 연소합성법을 사용하였다. $Li_4Mn_5O_{12}$$400^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서 얻을 수 있었으나 $400^{\circ}C$로 열처리 하였을 때 $Mn_2O_3$가 같이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. $400^{\circ}C$에서 5시간동안 열처리한 $Li_4Mn_5O_{12}$를 3.7~4.4 V의 전압범위에서 1C-rate로 충방전 하였을 때 가장 좋은 첫 번째 방전용량(41.5 mAh/g)을 나타내었다. 이것을 하이브리드 커패시터에 적용하였을 때 100 mA/g의 전류밀도에서 24.74 mAh/g (10.46 mAh/cc)의 방전용량을 나타내었으며 이때의 에너지 밀도는 39 Wh/kg (16.49Wh/cc)으로 우수하였다.

복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법 연구 (Development of Power Management Strategies for a Compound Hybrid Excavator)

  • 김학구;최재웅;유승진;이경수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권12호
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    • pp.1537-1542
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    • 2011
  • 본 논문은 복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법에 대하여 기술하였다. 하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기의 동력전달계를 하이브리드화 하여 연비향상 및 배출가스 저감을 목표로 개발되고 있다. 특히 복합형 하이브리드 굴삭기는 유압시스템의 일부를 전기시스템으로 대체하여 낮은 유압효율로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있도록 구성되어 있다. 해당 굴삭기의 하이브리드 동력 제어기는 동력전달계의 동력 흐름을 관리하여 굴삭기의 연비를 향상 시키고, 슈퍼 커패시터의 충전량을 적절한 범위에서 유지하며, 기존 굴삭기에 준하는 성능을 유지하여야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 슈퍼 캐패시터의 충전량 기반의 서모스탯(Thermostat)형 제어기와 실시간 최적해를 이용한 ECMS 제어기를 설계하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 하이브리드 굴삭기의 연비가 대략 20% 이상 향상될 것으로 기대되며, 특히 등가 연료 개념을 이용한ECMS 제어기의 성능이 서모스탯(Thermostat)형 제어기에 비해 연비 및 슈퍼 커패시터 충전량 관리 측면에서 보다 향상된 것을 확인하였다.

하이브리드커패시터용 활성탄전극의 리튬도핑에 따른 전기화학적 거동

  • 조민영;노광철;이재원;박선민;이동렬;한상진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.266-266
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    • 2009
  • For the development of hybrid supercapacitor, increasing energy density is one of the most crucial matters. Since the energy density is the function of capacitance and voltage, it is necessary to enhance energy density for increasing capacitance or voltage. For the high working voltage, it was to enforce Li ion free-doping to activated carbon. As a result, initial capacitance has increased by 11% than raw cell. But capacitance has decreased by Li ion re-solution to electrolyte for increase the number of cycle.

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Practical Methodology of the Integrated Design and Power Control Unit for SHEV with Multiple Power Sources

  • Lee, Seongjun;Kim, Jonghoon
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제11권2호
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    • pp.353-360
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    • 2016
  • Series hybrid electric vehicles (SHEVs) having multiple power sources such as an engine- generator (EnGen), a battery, and an ultra-capacitor require a power control unit with high power density and reliable control operation. However, manufacturing using separate individual power converters has the disadvantage of low power density and requires a large number of power and signal cable wires. It is also difficult to implement the optimal power distribution and fault management algorithm because of the communication delay between the units. In order to address these concerns, this approach presents a design methodology and a power control algorithm of an integrated power converter for the SHEVs powered by multiple power sources. In this work, the design methodology of the integrated power control unit (IPCU) is firstly elaborately described, and then efficient and reliable power distribution algorithms are proposed. The design works are verified with product-level and vehicle-level performance experiments on a 10-ton SHEV.

하이브리드 전기자동차용 양방향 DC-DC Converter제어 알고리즘 개발 (Development of the Bidirectinal DC-DC Converter Control Algorithm for Hybrid Electric Vehicles)

  • 오두용;구본관;남광희
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.346-349
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    • 2004
  • The design of DC-DC converters for power electronic interfaces in power management systems for Hybrid Electric Vehicle (HEV) is a very challenging task. In this paper, the considered topology is the hi-directional buck-boost converter and inverter system. If we make the converter side DC link current the same as the inverter side DC link current in a converter-inverter system, no current will flow through the BC link capacitor and as a result, no DC link voltage variation occurs. This leads to the possibility of reducing small th size of DC link capacitors which are expensive, bulky. Therefore we propose the converter current controller which can manage to match inverter and converter current at the DC link.

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하이브리드 전기자동차 구동용 전력변환장치 (Power Conversion Unit for Hybrid Electric Vehicles)

  • 이지명;이재용;박래관;장서건;최경수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.7-11
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    • 2008
  • This paper describes design procedure and control strategy of HDC(High side DC/DC Converter) and MCU(Motor Control Unit) for diesel hybrid electric vehicle. In designing HDC and MCU for HEV high power density and reliability is strongly needed to meet the demand of automotive industry. In order to achieve the high performance of a controller, MPC5554 based control board is developed. An optimized film capacitor and inductor are also developed for high efficiency driving. Skim 63 IGBT module of SEMIKRON for automotive is used for power switching device. The most efficient cooling model for optimal size and reliability were verified by simulation. These procedures are verified by bench or driving test and the results are present in this paper.

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강유전체를 사용한 $90^{\circ}$ 하이브리드 구조의 위상 변위기 설계 (A design of $90^{\circ}$ hybrid phase shifter using ferroelectric materials)

  • 김영태;류한철;이수재;곽민환;문승언;김형석;박준석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1919-1921
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    • 2002
  • In this paper, we were designed the ferroelectric phase shifter using 3-dB, $90^{\circ}$ branch-line hybrid coupler with two ports terminated in symmetric phase-controllable reflective networks. The design of phase shifter is based on reflection theory of terminating circuits. In order to find the optimum conditions of reflect phase, the effect of a change of capacitance and transmission line connected with two coupled ports of a coupler have been investigated. To obtain more accurate design parameters, finite element method is applied. We were showed large phase variation with small capacitance variation in the parallel connection of capacitor and transmission line by using EM-simulation and circuit-simulation.

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하이브리드 무효전력 보상장치에 관한 연구 (A Study on the Hybrid Reactive Power Compensator)

  • 송광석;박성미;박성준
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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    • pp.374-375
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    • 2018
  • 신재생에너지의 보급 확산과 전력수요의 증가에 따라 전력계통이 분산화되는 추세이며 이에 따라 배전계통의 안정화를 위한 전력계통 안정화 장치(Power System Stabilizer)로 그 사용이 확대되고 있는 추세이다. 따라서 대표적인 전력계통 안정화 장치인 정지형 무효전력보상장치(SVC: Staic Var Compensator)에 대한 다양한 토폴로지로 개발되고 있다. 또한 기술의 트랜드는 SVC에서 Statcom 기술 개발로 이어지고 있다. 최근 Statcom의 변환손실 및 경제적 단점을 극복하기 위해 Statcom과 SVC를 병렬로 사용하는 Hybrid 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 SVC 기능에서 TCC(Thyristor Controlled Capacitor)방식에서 문제가 되는 돌입전류 제한을 위한 새로운 Soft-Step Switching 방식을 제안한다. 또한 Statcom의 용량을 줄이기 위해 SVC용 무효전력 보상 리액터 및 콘덴서 군을 설계하였다.

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