power ultrcaps for electric vehicles

16
2008 APowerCap Technologies Dr. Andrew Burke (Institute of Transportation Studies, University of California, Davis): APCT ultracapacitors have superior performance comparing with other developers. «The RC time constant of the APowerCap cell is significantly lower and its peak power is considerably higher than any ultracapacitor previously tested from other developers» US: 541 Jefferson Ave. Suite 100 Redwood City, CA 94063, USA Tel: +1 650 206 2323 Eastern Europe: 21, Lobanovskoho Str, Block 6 Chaiki, Kyiv Region, 08130, Ukraine Tel: +(380)44 569 5678 Fax: +(380)44 569 5679 Email: [email protected] www.apowercap.com

Upload: copyright-cracker

Post on 29-Mar-2016

222 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

Ultra Caps for Electric Vehicles

TRANSCRIPT

Page 1: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

 

 2008 

APowerCap Technologies

Dr. Andrew Burke (Institute of Transportation Studies, University of California, Davis):  

APCT ultracapacitors have superior performance comparing with other developers. «The RC time constant of the APowerCap cell is significantly lower and its peak power is considerably higher than any ultracapacitor previously tested from other developers» 

US: 541 Jefferson Ave. Suite 100 Redwood City, CA  94063, USA 

Tel: +1 650 206 2323 

Eastern Europe: 21, Lobanovskoho Str, Block 6 

Chaiki, Kyiv Region, 08130, Ukraine Tel: +(380)44 569 5678  Fax: +(380)44 569 5679 

E‐mail: [email protected]  www.apowercap.com 

 

Page 2: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    2 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

 

APowerCap  Technologies,  LLC  (APCT) develops  and manufactures high‐power  ultracapacitors  and  provides  ultracapacitor‐based  solutions. Incorporated in the U.S. in 2006, APCT has been invested by a pioneering Ukrainian venture capital  firm TechInvest. Nowadays  it  is backed up by the large multibillion Ukrainian financial group which is based in UK.  

The market niches can be grouped into: ‐ transportation, ‐ industrial energy generation and power supply,  ‐ consumer electronics.  

APCT ultracapacitors provide opportunities for battery manufacturers to offer to the market combined battery/ultracap power sources that have the advantages of common battery and ultracapacitor.  

Ultracapacitor  companies  are  considered  to  be  very  attractive  because  of  growing  forecasts  for  the  global ultracapacitor market (exp. to reach  1 bil. USD in 2012). They have high valuation ratio, e.g. Maxwell Technologies (Nasdaq: MXWL), a direct APCT global competitor, has 3.5 capitalization to revenue multiplier).     

APCT  has  built  its  own  technology  advantage  by  taking  up  Ukrainian  High‐Tech  companies  specializing  in development of separate elements of ultracapacitor technology. APCT has acquired several eastern European R&D companies , which have the history of research in ultracapacitor field going back to mid 90‐s. APCT involved other scientists,  engineers  and  managers  to  create  the  breakthrough  technology  and  bound  links  with  production partners  in  Russia,  Europe,  North  America  and  Japan.  APCT  cooperates  with  the  leading  R&D  centers  in ultracapacitors and new materials development all around the world. 

APCT  utilizes modern materials  and  equipment  provided  by  European,  Japanese  and US  companies  as well  as proprietary materials and unique equipment designed by APCT engineers. The IP of the Company  is protected by international patents which cover over 30 key   technology processes and new materials developed by APCT. The ongoing R&D on ultracapacitors will allow APCT to  improve the technical characteristics of  its ultracapacitors and expand the variety of applications where they can be used. 

In 2008 APCT launched pilot production facility in Ukraine and started to provide its potential clients with samples of its products. The current client portfolio of the Company exceeds several hundred million USD. APCT is focused on building mass production capacity. 

 

About APowerCap Technologies  

Page 3: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    3 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

Serhiy Loboyko 

Co‐Founder, President 

Mr. Loboyko is with APCT since its establishment in 2006. 

Serhiy  is  a  pioneer  of  VC  business  in Ukraine.  He  has  more  than  7  years  of successful  experience  building  companies on  the basis of new materials,  ICT, energy 

etc. technologies. 

In  2004,  Mr.  Loboyko  formed  VC  firm  TechInvest,  which  is focused  on  establishing  and  building  global  companies  on  the basis of Ukrainian high‐tech and engineering  talents. TechInvest has been recognized as a  local partner of  IBM VC Group and VC firm  DFJ  (Draper  Fisher  Jurvetson).  Under  Serhiy’s  leadership, TechInvest  has  provided  its  investment  partners  with  a  2.5x return on their invested capital within the first two years.  

Serhiy  graduated  cum  Laude  with  a  Master’s  degree  in Economics  from  Lviv  State University, Ukraine. He  also  holds  a certificate  in  technological  entrepreneurship  from  Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA.  

Yuriy Maletin, PhD, DSc  

Co‐Founder, Chief Scientist Yuriy Maletin has over 18 year’s experience of  research  in  the  field  of  ultracapacitors. He is a co‐founder of APCT and responsible for  its  proprietary  IP  development  and management of its R&D activities.  

During 2002‐2007, Yuriy Headed Physical Chemistry Department of the National Technical University of Ukraine “KPI”, Kiev. Prior to that he was the Head of Coordination Chemistry Department of  the  Institute  of  General  and  Inorganic  Chemistry  of  the National Academy of Sciences of Ukraine.  

Yuriy  Maletin  published  over  70  scientific  papers  in  referred journals, he was a co‐inventor of over 20 patents. He has Master degree  in  Chemistry  from  Moscow  M.V.  Lomonosov  State University  (1971),  PhD  in  Inorganic  Chemistry  (1977),  DSc  in Physical Chemistry  (1989). Yuriy  is a Fellow of  the Royal Society of Chemistry, UK.  

Alex Shnaydruk 

VP of New Business Development, Chairman   Mr. Shnaydruk has  joined APCT  in 2007. He is  responsible  for  management  of  APCT clients,  new  business  opportunities development,  including  business  and manufacturing  partnership,  coordination  of 

APCT Board Members. 

Mr.  Shnaydruk  has  over  5  years  of  experience  in  hi‐tech, including  new materials  and WEB  2.0  domains.  Alex  has  held positions  of  CTO  at  ROBONET  Technologies;  CTO/partner  at SATLABS IT Solutions Company.  

Alex  graduated  from Moldova  State University,  Department  of Physics  and Computer  Science. Alex  is  an  alumnus of  FSA  FLEX program  in  1997/98  and member  of  E‐Xecutive.ru managerial society  since  2000.  He  has  graduated  from  the  international leadership program «Global Village for Future Leader of Business and Industry 2007», Lehigh University’s Iacocca Institute, College of Business and Economics, USA. 

Eveline Buchatskiy 

Chief Executive Officer  Ms.  Buchatskiy  has  joined  APCT  at  the beginning  of  2008.  She  is  responsible  for overall  management  of  APCT,  business planning of its development and execution. 

Before APCT Eveline worked for 9 years for a  global  Fortune  500  company  in  the 

industrial  sector,  being  responsible  for  projects  in  different industries  such  as  hi‐tech,  steel,  chemicals.  Projects  were conducted  in  several  locations worldwide,  including US,  China, and South America.   

Eveline  holds  an MBA  from  INSEAD.  She  has  graduated  from University of California, Berkeley, with a Bachelors  in Science  in Chemical  Engineering,  and  from  State  University  of  New  York, Buffalo with a Masters in Engineering. 

Vladimir Bilodid 

Chief Technical Officer Mr.  Bilodid  has  joined  APCT  in  2007.  He  is responsible  for  leading  the  team  of engineers,  which  designs  new  APCT ultracapacitors  and  UC‐based  solutions. Vladimir  also  leads  APCT  pilot  production 

and production technology development.  

Mr.  Bilodid  has  over  20  years  of  experience  in  Ukrainian  and global high‐tech business and technology projects.   

Before  APCT  Vladimir  joined  as  a  partner  VC  firm  TechInvest, where  he  was  responsible  for  evaluating  and  developing  new technology  start‐ups  in  different  areas. Before  this  for  over  10 years  he  was  involved  in  the  global  ICT  business.  He  was  a founder  and  CEO  of  Tessart  Ukraine  LLC.,  one  of  the  first Ukrainian  IT export companies, which was  later  invested by  the American VC Fund, Western NIS Fund. Latter he act as CEO and CTO of  the United Software Corporation, which was  recognized as  “Approved  Vendor”  to  IBM  and  performing  R&D  for  IBM. Within  these companies Vladimir and his  team carried out over 200  hi‐tech  projects  for  European,  US  and  Mid  Eastern customers.  

Vladimir  Bilodid  graduated  cum  Laude  from  Physics  Faculty  of Kyiv National Shevchenko University. Vladimir is certified Project Management  Professional,  and  certified  Assessment  Team Member (CMM model).  

Evgeny Pilyankevich, PhD  

Chief Marketing Analyst   Mr. Pilyankevich has  joined APCT  in  2007. He  works  on  APCT markets  and  products analysis,  evaluates  new  business opportunities, technology and R&D plans of the Company.  

Evgeniy  has  over  25  years  of  analytical  and  R&D  activities  in different hi‐tech sectors and projects since USSR era till our days. He worked  for Academy  of  Sciences  of Ukrainian, Government and business. 

Evgeniy  Pilyankevich  graduated  from  Kyiv  Polytechnic  Institute (1979). He holds Ph.D in solid state physics.  

APCT Team 

Page 4: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    4 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

  APowerCap  Technologies  (APCT) was  announced  to  be  the winner  of  the  second  annual  “Silicon  Valley  Open Doors“  (SVOD‐2006)  technology  investment  conference, which  took  place  in  Silicon  Valley  (California, USA)  on November 16‐17, 2006. APCT was recognized as  the Most Promising Technology Company of 2006 and received the “Golden Lock Award”.  The  Panel  of  Judges  comprised  representatives  of  leading  international  venture  capital  firms  and  technology companies, such as Alloy Ventures, Asset Management Company, Canaan Partners, DFJ, Doll Capital Management, Google,  Institutional  Venture  Partners,  Intel  Capital,  New  Enterprise  Associates,  Pitango  Venture  Capital, Rembrandt Venture Partners, 3i, Vivo Ventures, Worldview Technology Partners.   

                 

     APCT representative Jim Nickerson receives       AMBAR  «Golden Lock Award» and certificate    «Golden Lock Award»  Sixteen projects were selected from more than 60 candidates from Ukraine, Russia and other former Soviet Union countries. 

APowerCap Technologies, which received seed investments from TechInvest, was established in  2006 by a team of Ukrainian scientists. TechInvest has provided funding for the Company’s R&D, market research, IP protection and legal  support, as well as establishment of pilot production  in Ukraine. Apart  from  that, TechInvest helped APCT with the development of business strategy, preparation of a business plan, building of partner network, search for clients and professional management.  

APowerCap announced as the Most Promising Technology Company of 2006 in Silicon Valley

Page 5: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    5 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

   

Page 6: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    6 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

   

№  Case Average UC‐based solution advantages 

APCT solution advantages  over average UCs 

Poten‐tial clients 

Industrial/Consumer Electronics   

1  Portable electronics and hand‐held devices, incl. laptops, PDAs 

Smooth HDD, CD, DVD etc.  start‐up power peak 

 

10 g weight APCT module provides peak‐less power consumption profile (thus extends battery life and prevents overheating) 

 

2  Portable consumers’ electronics 

Provide the power bursts needed for reading a disk drive or enabling wireless transmission. This extends the playing time by supporting the battery operations, and enables the design of smaller, lighter devices 

Makes devices more productive and comfortable. 

 

3  Portable tools (drill, screwdriver  etc.) 

Better user performance, less energy consumption  

Makes battery‐powered handheld tools more productive and comfortable 

 

Industrial/Civil Transportation (S ‐ starter; SS ‐ start‐stop; PMD –  

power management/distribution, incl. recuperation)  

4  Racing cars (PMD)  Enables energy recuperator   Same performance will be provided by APCT module of 30‐35% weight, 35‐40% volume 

 

5  HEV cars, buses  (SS, PMD) 

Provides acceleration & uphill climbing power for in‐wheel motors 

Provides same power boost and fuel savings with 2 times less weight and price of battery module  

 

6  HEV – heavy vehicle, trucks (SS) 

Provides acceleration & uphill climbing power for in‐wheel motors saves fuel (up to 12%) 

Provides same power boost and fuel savings with 2 times less weight and price of battery module 

 

7  Electric bicycle, tricycle, golf carts etc. (SS) 

Better consumer properties (better acceleration/uphill).  Longer way before recharge, battery life Decrease/extinguish PA batteries 

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size    

8  ICE start (S)  More reliable start (esp. at low temp.), 10‐15 times less mass and size of starter battery, possibility to reject PA battery  

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size    

9  Jump Start ICE  Portable tool to start vehicle engine when battery is empty or too cold 

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size  

 

10  Locomotives  Energy recuperation.  Longer way before recharge, battery life 

- improves diesel start and saves f - el  - smooth start/uphill power 

consumption and recuperates brake/downhill energy 

 

High Priority Market Niches for APCT UC‐based Solutions  and their Advantages 

Page 7: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    7 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

11  E‐vehicles (e.g. – car, bus)  (S, PMD) 

Better consumer properties (better acceleration/uphill).  Energy recuperation.  Longer way before recharge, battery life Decrease/extinguish PA batteries 

- improves battery performance; - smooth start/uphill power 

consumption and recuperates brake/downhill energy   

12  Metros, trains  Energy recuperation.  Longer way before recharge, battery life  

- smooth start, power consumption and recuperates brake/downhill energy   

Industrial/Civil Power Management   

13

 

Li‐ion, Ni‐Cd and  Lead‐Acid accumulator batteries and Li primary cells 

Integrated UC prolongs battery life time (number of cycles), tolerance to overload. Drastically expands usage possibilities for accumulator batteries (less mass and volume, less heat release) 

Provides best results (especially lifespan, number of cycles, temperature range, overload tolerance) with 3‐3,5 times cheaper, and 3‐3,5 times less mass and size any other existing UC 

 

14  Solar generators  - enables AC converter - up to 20% better performance 

(NASA) 

Provide same results cheaper, with less mass and size   

15  Windmill generators  Used to absorb energy at wind gusts (15‐20% gain of energy yield) and to feather blades at gales (safety) 

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size 

 

16  Fuel cell generators  Honda FCX: UC battery provides energy for start/acceleration/uphill, and recuperates energy at brake/downhill 

Provides same performance with:  - 7(!) times less mass and size,  - 8‐10(!) times less price of UC 

module  

 

17  UPS  To smooth power peak/drop and bridge power cut‐off 

- Better performance due to lower RC‐constant (3‐5 times faster) 

- UC unit costs 3‐3,5 times less  

18  Telecom autonomous base stations 

As a part of power supply from renewable energy source (windmill, fuel cell, photovoltaic) 

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size 

 

19

 

Oil/gas well drilling  Never tested. MXWL estimates drilling as one of interesting potential users. 

Same performance will be provided by 2 – 3 times cheaper solution   

21  Forklifts  Better performance and efficiency; less weight 

Provides best results, with less mass and size 

 

22  Welding machines   Better quality of welding, better quality of apparatus 

Existing industrial tools can be done smaller, lighter and with better design 

 

23  Autonomous gadgets (garden/house, traffic lights, buoys, toys, autonomous sensors) 

To provide maintenance‐free and energy feeding autonomous warning, decorative, information etc. small equipment 

Same results with APCT UC:  - 3‐3,5 times cheaper, and  - 3‐3,5 times less mass and size   

Page 8: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    8 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

A supercapacitor or ultracapacitor is an electrochemical capacitor that has an unusually high energy density when compared to common capacitors. They are of particular interest in automotive applications for hybrid vehicles and as supplementary storage for battery electric vehicles.  

 

Ultracapacitor 

Page 9: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    9 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

The charge they hold is like the static electricity that can build up on a balloon, but is much greater thanks to the extremely high surface area of their interior materials. 

An advantage of the ultracapacitor is their super fast rate of charge and discharge... which  is determined solely by their physical properties. A battery relies on a slower chemical reaction for energy. 

A disadvantage of an ultracapacitor is that currently they store a smaller amount of energy than a battery does which makes them larger. 

Ultracapacitors are very good at efficiently capturing electricity from regenerative braking, and can deliver power for acceleration just as quickly. With no moving parts, they also have a very long lifespan.  

An ultra capacitor, also known as a double‐layer capacitor, polarizes an electrolytic solution to store energy electro statically.  Though  it  is  an  electrochemical  device,  no  chemical  reactions  are  involved  in  its  energy  storage mechanism.  This mechanism  is  highly  reversible,  and  allows  the  ultra  capacitor  to  be  charged  and  discharged hundreds of thousands of times. 

Once the ultracapacitor is charged and energy stored, a load (the electric vehicle's motor) can use this energy. The  mount of energy  stored  is  very  large  compared  to a  standard  capacitor because of  the enormous  surface area created by the porous carbon electrodes and the small charge separation created by the dielectric separator. 

An ultracapacitor can be viewed as two non reactive porous plates, or collectors, suspended within an electrolyte, with a voltage potential applied across the collectors. In an individual ultra‐capacitor cell, the applied potential on the positive electrode attracts the negative  ions  in the electrolyte, while the potential on the negative electrode attracts  the positive  ions. A dielectric  separator between  the  two electrodes prevents  the  charge  from moving between the two electrodes.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Electrical energy storage devices, such as capacitors, store electrical charge on an electrode. Other devices, such as electrochemical cells or batteries, utilize the electrode to create, by chemical reaction, an electrical charge at the electrodes. In both of these, the ability to store or create electrical charge is a function of the surface area of the electrode. For example, in capacitors, greater electrode surface area increases the capacitance or energy storage capability of the device.  

 A  third  type  of  storage  device,  the  ultracapacitor,  relies  on  the  microscopic  charge  separation  at  an electrochemical  interface  to  store  energy.  Since  the  capacitance  of  these  devices  is  proportional  to  the  active electrode area, increasing the electrode surface area will increase the capacitance, hence increasing the amount of energy  that  can be  stored. This achievement of high  surface area utilizes materials  such as activated  carbon or sintered metal powders. However,  in both situations, there  is an  intrinsic  limit to the porosity of these materials, that  is, there  is an upper  limit to the amount of surface area that can be attained simply by making smaller and smaller particles. An alternative method must be developed to increase the active electrode surface area without increasing the size of the device. A much more highly efficient electrode for electrical energy storage devices could be realized if the surface area could be significantly increased.   

 

Page 10: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    10 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

 

The APCT ultracapacitors’ competitive advantages are based on their unique design and materials, resulting in 1.5 to 2 times: 

better power performance,  

less self discharge of modules, 

lower cost,  

smaller volume/weight,  

compared to the best competing products available at the market. 

Also, APCT technology has wider operating temperature range then the one of average ultracapacitors.  

The APCT R&D team has developed and filed for patenting a proprietary technology that significantly reduces the ultracapacitor’s internal resistance, self discharge in modules and their cost of production. 

Over  the past 5 years ultracapacitors have been positioned as both  competitors and natural allies  to advanced batteries. Current commercial NiMH and Li‐Ion batteries have power density up  to 1 kW/kg, but exhibit a short cycle life and risk of overheating. The best ultracapacitors on the market have power density 1‐2 kW/kg and much larger cycle life without danger of overheating.  

With power densities approaching as high as 6 kW/kg, the APCT product offerings far surpass the competition as seen in the comparisons conducted by the Institute of Transportation Studies at the University of California, Davis, USA in the end of 2007.  

For  fast  cycling  applications  the  lower  resistance  of  the  APCT  ultracapacitor  significantly  improves  the  system safety by avoiding the overheating problems, experienced by batteries and big ultracapacitor modules.  

Another advantage of  the higher power density  is  the possibility  to produce  smaller  size products with greater opportunities  for cost effective solutions. For a given power delivery  requirement,  the benefit of APCT’s smaller cells will translate into significantly lighter power modules, improved portability of hand held applications and fuel efficiency for automotive applications.   

Also,  integration of APCT ultracapacitors  into battery powered devices  is a  low‐cost way to extend battery  life by more than 300%.  

Advanced  APCT  charge/discharge  balancing  scheme  provides  4‐5  times  slower  self‐discharge  rate  of ultracapacitors’ modules then self‐discharge rate of best competitors. 

Load  leveling  capabilities  (fast  charge/discharge  cycling with  95%  efficiency),  smaller  volume/weight,  low  cost means of managing power delivery are critical advantages for many applications ranging from handheld devices to transportation, telecommunication infrastructure and various industrial applications. APCT ultracapacitors provide a competitive solution that enables significant  increase of competitiveness of various CleanTech solutions – from renewable energy to hybrid and electric vehicles.  

High Performance Ultracapacitors from APCT:  Key Competitive Advantages 

Page 11: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    11 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

   

 

 

 

 

 

Even after             super load                safety and reliability of APCT ultracapacitors remains high.                                                                              Furthermore, the cell retains partial capacity for work! 

Safety and Reliability of APCT  Ultracapacitors 

6 V 

APCT ultracapacitor 

Page 12: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    12 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Battery power:  P= Eff. (1‐Eff) V02 / R 

Ultracapacitor power:  P= 9/16 (1‐Eff) V0 2 /R 

 

Comparison of the Energy Density and Pulse Power  (95% efficiency)

Developer  Energy density, Wh/kg   

Power density, kW/kg  (95% efficiency) 

Power density, kW/kg (80% efficiency) 

Li‐Ion Batteries:       

GAIA  94  1.03  3.5 

Quallion 200  170  .23  1.3 

Quallion 100  140  .34  1.2 

A123  88  .74  2.5 

Altairnano  70  .52  1.8 

Panasonic EV nickel mt. hyd 

46 

70 

.21 

.05 

.71 

.17 

Ultracapacitors:       

APowerCap 55 F   5.5  5.7   

APowerCap 450 F   5.8  4.4  17.6 

Maxwell   4.2  1.7  6.8 

Batscap   3.7  1.4  5.6 

Fuji hybrid   9.2  1.0  4.0 

NESSCAP  3.6  0.9   

Page 13: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    13 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

     

0

1

2

3

4

5

6

Li-Ion Best UC on the worldmarket

APCT

Specific Energy, Wh/kg Specific Power, kW/kg 

*with 95% efficiency 

 

 

Visual Comparison of APCT Ultracapacitors Power and Energy Densities with Major Competitors

Change In Ultracapacitor Mass with Power Requirements (upper blue line – best of competitors, lower red line – APCT) 

Page 14: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    14 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

 

 

ITS ComparativeTest Results:1 - APCT (UC-100-01); 2 - Maxwell(3000F)/Batscap(2682F);

3 - Maxwell (650F); 4- Nesscap (1800F)

1

10

100 1000 10000P, W/kg

E, W

h/kg

1

2

3

M

B

4

 

 

 

 

ITS ComparativeTest Results:1 - APCT (UC-100-01); 2 - Maxwell(3000F);

3 - Maxwell (650F); 4 - Batscap(2682F)

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

0 500 1000 1500 2000 2500Power, W/kg

norm

aliz

ed e

nerg

y E

/E 0 1

2

3

4

Ragone Plot based on ITS Test Results 

Ragone Plot (normalized) based on ITS Test Results

Page 15: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    15 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

 

 

 

 

Parameter  Lead‐Acid battery  Combined solution 

Advantages of combined solution 

Battery type  55 A‐Hour  18 A‐Hour  Battery is 3‐4 times cheaper 

Volume, L3  8,05  3,24  Volume decrease  2,5 times 

Lead mass  100%  33%  Ecological aspect (Directive of European Commission on ridding from lead) and economy aspect (Lead price doubled in the last two years) 

Lifetime  100%  200%  Lifetime increased two times. Further increase of lifetime is possible by utilizing less compact battery design  

Toleration of overload   100%  1100%  Can speed boost motor wheels for hybrid cars, electric automobiles etc. 

Cold weather performance 

Poor  Good  Better consumer quality  

Replacement  Complete  Partial replacement  (battery only, 18 A‐Hour) 

Can change cheap spare parts instead of the whole module  

   The market of lead‐acid starter battery is estimated to be  $17 bil, the market share of APCT ultracapacitors can reach $4 bil. 

  

Advantages of Combined Solution:  APCT Ultracapacitor and Lead‐Acid Battery 

Page 16: Power Ultrcaps For Electric Vehicles

www.apowercap.com    16 ©2008 APowerCap Technologies, LLC. All rights reserved 

 

 

Implementation: engine start (cold cranking pulse is 4,2 kW) 

Required discharge pulse: 4,2 kW power / 2 s duration 

 

APCT module has exactly the same values as FreedomCAR requirements set for the following parameters: 

 

Discharge Pulse, kW / 2s    4.2  

Cold Cranking Pulse, kW / 7 V min    4.2  

Recharge Rate, kW    0.4  

Cycle Life    750 000 

Calendar Life, Yrs    15 

Energy Efficiency, %    95 

Self Discharge rate (72 hr)    <4% 

Maximum Operating Voltage, Vdc    17 

Minimum Operating Voltage, Vdc    9 

Survival Temperature Range (°C)    ‐46 to +66 

 

 

APCT module compliant with FreedomCAR requirements has the following better characteristics: 

System attributes 12 V Start‐Stop (TSS) 

USABC, EOL 12 V Start‐Stop 

APCT module  

Minimum Operating Temperature (°C)  ‐30  ‐40 

Maximum Operating Temperature (°C)  +52  +60 

Maximum System Weight, kg  5  1 

Maximum System Volume, Liters  4  0.8 

 

 

Summary of APCT Ultracapacitor Competitive Advantages for Freedom Car (by USABC) Target Implementation