home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Info-Mac 4 / Info_Mac IV CD-ROM (Pacific HiTech Inc.)(August 1994).iso / Applications / EVDesign 1.1 / MiscInfo / Battery.Txt next >
Text File  |  1994-05-20  |  46KB  |  986 lines

  1. ----------------------------------------------------------------------------
  2. ----------------------------------------------------------------------------
  3.  
  4. Miscellaneous battery info gleaned from the EV mailing list on the Internet
  5. Thanks to all who contribute to that group!
  6.  
  7. ----------------------------------------------------------------------------
  8. ----------------------------------------------------------------------------
  9.  
  10. Date: Sun, 11 Jul 1993 20:00:28 PDT
  11. From: Peter Jacobs <ud077@FREENET.VICTORIA.BC.CA>
  12. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  13. Subject: Battery Info #2
  14.  
  15. As promised, here is another article by Bill Glazier on batteries from
  16. VEVA newsletters. There are 2 more follow-up articles which I will
  17. post as time permits.
  18.  
  19. "LEAD ACID BATTERIES #2
  20. Today a few comments on REVERSE POLARITY and EOUALIZING.
  21.  
  22. These terms are quite familiar to persons having to
  23. do with fork lift batteries but are readily misunderstood by others.
  24. However, both occur in every size of Lead Acid battery with the
  25. same effect. Reverse Polarity means simply that the positive plates
  26. have become negative charged and the negative plates have
  27. become positive charged. This applies only to the plates of the
  28. battery, not to the battery as a whole. There may be only one plate
  29. reverse charged or there may be a considerable number. There
  30. would never be a situation where all plates were reversed unless the
  31. battery was initially charged backwards. This can occur, the battery
  32. will still work if hooked up backwards, but with diminished
  33. capacity. That would be a no-excuse error in production.
  34.  
  35.        To understand why a plate reverses polarity you must first
  36. understand that the positive plate carrying a positive charge is
  37. shown as a plus (+). The negative plate carrying a negative charge
  38. is shown as a minus (-). Now the tricky part! If you think back to
  39. your high school algebra you will recall that when you add a plus
  40. to a minus you get a plus. Therefore when you add the fully
  41. charged voltage of a positive plate (2 volts) to the fully charged
  42. voltage of a negative plate (.1 volts) you get 2.1 volts. Because the
  43. plates in any cell are welded in parallel the voltage for that cell
  44. never changes and we tend to say the voltage of a fully charged 12
  45. volt battery will be 12.6 volts. The batteries we are most interested
  46. in for electric auto use are 6 volt and their nominal voltage is 6.3
  47. volts. If you refer to my last notes on charging and voltage
  48. regulators you will recall that the condition of the battery dictated
  49. the maximum voltage required to fully charge the battery and that a
  50. new battery could require as high as 2.75 volts per cell to fully
  51. charge. Because the negative plate tends to discharge at a
  52. proportionate rate to the positive both plates should go to their
  53. usable state of discharge at the same time. However, this does not
  54. always happen and it is quite common for the negative plates to go
  55. dead before the positives, and because they carry such a relatively
  56. small amount of the energy the battery continues working with
  57. little if any noticeable loss of capacity. At that point reversing of
  58. polarity starts to take place.
  59.  
  60.           During the discharge process the current is flowing in
  61. one direction, for purposes of explanation we say out the positive
  62. terminal, through the motor and back to the negative. During the
  63. charging process we then say the current enters through the positive
  64. terminal and grounds back to the charger through the negative
  65. terminal. If by chance a negative plate reaches zero state of charge
  66. while the battery is still operating the current does not cease to pass
  67. through that plate. It continues to flow through the plate in the
  68. wrong direction, the direction it should flow in while being
  69. charged. In this manner the negative plate becomes charged
  70. positive. In a large fork lift battery with 18 or more cells there is so
  71. much capacity that several cells may go dead while the battery is
  72. still operating. Not only the negatives, but some positives as well
  73. except that the positives become negative charged. Now, the
  74. battery is put back on charge and the current starts to pass from
  75. positive to negative and all the plates should return to a fully
  76. charged state. But they don't!.
  77.  
  78.       What happens now is that the plates that still have their correct
  79. polarity will charge normally but the reversed polarity cells must
  80. first be returned to zero before they will charge correctly. This
  81. takes place as the charging current passes through them and when
  82. they have reached zero they start to charge in the correct manner.
  83. This would be great if the other cells were not nearing the full
  84. charge state and will soon need to go into a low
  85. finish rate. Now, because of the low cells the voltage needed to cut
  86. the charger back to the finish rate is not reached and the charge rate
  87. remains high, so high that the charged cells begin to heat and gas
  88. excessively. This results in damage to these cells if not corrected.
  89.  
  90.       Specific gravity readings taken while a battery is being charged
  91. will quickly show up this condition and action must be taken to
  92. correct the situation. Voltage readings can also be used. If the
  93. battery is only slightly out of balance a few overcharges will bring
  94. the plates back in balance. By overcharging I am stating what an
  95. equalizing charge does. In order to bring the last cell up to full
  96. charge it is necessary to overcharge every other cell in the battery
  97. while at the same time making sure the charged cells do not receive
  98. any damage. That means the temperature of the battery should not
  99. exceed 110 degrees F. When the battery gets hotter than that
  100. charging should be discontinued until it cools off .
  101.  
  102. In one meat packing plant we had a number of fork lift batteries
  103. that were continuously abused. There were exchange batteries for
  104. each of three shifts and it was the responsibility of the new shift
  105. operator to change batteries immediately he came on shift. If a
  106. large truck was almost loaded there would be great screaming
  107. going on to finish the load and then change the battery- - the fork
  108. lift was running fine so why not. The batteries had good excess
  109. capacity so this form of abuse would take place until suddenly the
  110. battery could not finish the shift. Then we had to explain why our
  111. battery couldn't put in the shift. Some of these batteries would have
  112. as many as a third of their plates with reversed polarity. Because of
  113. their size equalizing could not be carried out in the normal manner
  114. so a different process was used-- and this you can also use. The
  115. battery must be discharged until every plate is dead, zero: a wire
  116. across the terminals will not cause the faintest spark. Then the
  117. battery is put back on charge and all plates will come up to full
  118. charge together. This charge may take several days because the
  119. plates may still need some equalizing charges at the end of
  120. charging. It is also a good idea to start the charge with a very high
  121. rate of charge so that all plates get started together. Have you ever
  122. put a dead battery on a charger and after several days nothing
  123. happened so you threw the battery away? Chances are that you
  124. could have taken the battery to a battery shop where they would
  125. have put it on charge for about one minute at 40 or 50 amps and the
  126. current would have started flowing. You could then have put it on
  127. your 6 amp charger and it would have charged fine.
  128.  
  129.      The point in all this is that you may think you are not doing
  130. any harm to your batteries because they are working fine and
  131. giving you more range than you expected. Watch your overall
  132. voltage carefully, do not discharge below 1.75 volts per cell except
  133. in an emergency. If you do, on a regular basis, you can expect the
  134. troubles mentioned earlier. Next month I will explain how a
  135. cadmium stick tester is used to tell the condition of plates, how it
  136. can tell you that your negatives are still positive even while being
  137. charged correctly."
  138.  
  139. reproduced with permission from W.J. (Battery Bill) Glazier,
  140.                                 Glazier Inovations Ltd.,
  141.                                 Vancouver, B.C., Canada.
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146. --
  147. Peter Jacobs
  148. Victoria, B.C.
  149. (604)478-5046                                   ud077@freenet.victoria.bc.ca
  150.  
  151. ----------------------------------------------------------------------------
  152.  
  153. Date: Thu, 22 Jul 1993 08:34:37 PDT
  154. From: Peter Jacobs <ud077@FREENET.VICTORIA.BC.CA>
  155. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  156. Subject: Battery Article #3
  157.  
  158. I submit article 3 on batteries, by Bill Glazier
  159. (printed with permission)
  160.  
  161.  
  162. LEAD ACID BATTERIES-#3-
  163.  - Last month I talked about reverse polarity and the problems encountered
  164. with equalizing a battery in that condition. I have since been asked how to
  165. bring a battery to zero voltage so that a correcting charging can commence.
  166. This is easily done with a small battery such as in a car, simply leave the
  167. headlights on overnight and the battery will be dead in the morning. However,
  168. in the case of a large battery it is another story.
  169.  
  170. You must always first make sure that any discharging connection is made away
  171. from the top of the battery where the explosive gases occur. A recently
  172. charged battery will have a high concentration of gas while a battery that
  173. has not been charged for several days will have less. Remove the cap from
  174. the cell and look carefully to see if any bubbles are still visible in tbe
  175. fluid. If there are still bubbles visible then explosive gas is still being
  176. generated. In that case add water to the maximum fill mark to reduce the
  177. space available for gas. We would normally use a squeeze bulb or an air hose
  178. to blow all gases out of all cells on a battery before working near the top
  179. of any traction battery. Never do anything to create a spark near the top of
  180. any lead acid battery.
  181.  
  182. Now, to discharge a large battery we would attach a heavy jumper cable to
  183. each terminal of the battery, or series of batteries, being careful the ends
  184. do not touch. The free ends of the jumpers were then attached to bars that
  185. were usually bars of solder or plain lead. These bars were inserted in a
  186. large plastic bucket of water to which a small amount of battery acid had
  187. been added. The bars are on opposite sides of the bucket but the current will
  188. flow through the water/acid solution and create a short circuit until the
  189. battery is dead. Remember that the fumes coming off this bucket are explosive
  190. so make sure there is plenty of ventilation. At the very least the fumes will
  191. clean out your plugged sinuses. In this manner it is possible to control the
  192. discharge rate of very large batteries such as used in large fork lifts.
  193.  
  194. In one case where we were cycling a submersible battery several times to bring
  195. it up to capacity we used a coil made from 1 inch aluminum tubing through
  196. which we could pass cooling water. The capacity of the battery was 1500
  197. amps at 240 volts DC so the current was very high. The coil was about 6
  198. feet in diameter wound around a wooden frame and had about 50 or more
  199. turns. The connectors from the battery could be bolted on to the tubing at
  200. various positions to continue the discharge at a controlled rate. This was
  201. a very low cost device and worked like a charm. Last I heard that
  202. submersible was still seeking lost treasure in the caribbean. Use common
  203. sense when discharging, just can't put the car up on blocks and run it till
  204. it quits. You will destroy your motor first.
  205.  
  206. Now back to the cadmium stick test. Cadmium is a neutral metal and therefore a
  207. very good conductor when submerged in battery acid for test
  208. purposes.The tester used is quite sensitive to low voltage readings and in
  209. addition it has either graduations on both ends of the dial or has two
  210. terminals, one for positive and one for negative.The battery must be on
  211. charge when this test is made, usuallyat a rate about 10% of the battery rated c
  212. apacity. Place the tester prod
  213. on the
  214. negative terminal of the battery and insert the cadmium stick into the
  215. acid of
  216. the cell. You should get a reading on the dial that indicates the voltage of
  217. the negative plate. If this reading is positive you have reverse polarity in
  218. that cell. Continue to charge taking readings regularly to determine if the
  219. voltage is changing. Continue to charge until no more change occurs always
  220. being careful not to overheat. By doing the same on the positive terminal you
  221. will be able to add the two readings together for a check on the condition of
  222. the battery.
  223.  
  224. This Cadmium test is not commonly done outside of battery manufacturing plants
  225. but if you are really serious about that extra mile (it could win the race)
  226. then look a little deeper.The following addresses are quite old but if you
  227. write
  228. to either I am sure they would send you some information on meters and
  229. test procedures.
  230.  
  231. Boyt Electrical Instruments
  232. 19 Linden Street,
  233. Penacook, NH. 03303
  234.  
  235. Standard Electric Co. Inc.
  236. PRO. Box 6356,
  237. San Antonio, TX.
  238.  
  239. (article: Batteries #3, from V.E.V.A. newsletter, By Bill Glazier)
  240.  
  241. --
  242. Peter Jacobs
  243. Victoria, B.C.
  244. (604)478-5046                             ud077@freenet.victoria.bc.ca
  245.  
  246. ----------------------------------------------------------------------------
  247.  
  248. Date: Thu, 2 Sep 1993 10:44:00 EDT
  249. From: Greg Geyer <ggeyer@MCL.BDM.COM>
  250. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  251. Subject: Horizon Press Release
  252.  
  253. Here is a BDM press release dated 6/2/93.  Dated, yes, but
  254. should answer some questions I've received.  Forgive the
  255. typos.
  256.  
  257. BDM AND ELECTROSOURCE FORM NEW COMPANY
  258. TO PRODUCE ADVANCED LEAD ACID BATTERIES
  259.  
  260. BDM Technologies, Inc. and Electrosource, Inc. have jointly
  261. formed a new company, Horizon Battery Technologies, Inc.
  262. (HBTI), to produce in limited quantities a high performance
  263. lead acid battery known as the Horizon, intended to power
  264. electric vehicles (EVs) in the US and overseas.
  265.  
  266. The new company grew out of a strategic partnership
  267. announced early this year by BDM, a technology services
  268. company, and Electrosource, a pioneer in the development
  269. of advanced lead acid battery technology.  They will
  270. share equally in the ownership of HBTI.
  271.  
  272. BDM Technologies President John A. Corsiglia explained
  273. that a typical compact EV will require a 20 kw/hour
  274. battery pack, while vans require larger battery packs,
  275. and motorcycles and very small cars require smaller
  276. packs.  He said that HBTI has a target of manufacturing
  277. 50 battery packs each month for compact EVs by the
  278. end of 1993.  By late 1994, HBTI is expected to be
  279. capable of producing 250 battery packs per month.
  280.  
  281. Horizon battery packs are already beginning to be used
  282. in testing and evaluation programs by manufacturers
  283. preparing to respond to federal and state laws
  284. mandating the widespread use of EVs in the coming years.
  285.  
  286. HBTI is currently seeking to license other companies
  287. and establish joint ventures to manufacture the battery
  288. in the US and in other countries.  Negotiations are already
  289. underway with several US and international
  290. manufacturers.
  291.  
  292. As a partner in HBTI, BDM's role is to design advanced
  293. manufacturing systems and integrate the plants that will
  294. produce the Horizon battery.  In addition, BDM will
  295. provide marketing support and help negotiate joint
  296. venture arrangements on a worldwide basis.
  297.  
  298. For its part, ELSI will provide research and development
  299. services aimed at further improving the Horizon
  300. battery.  Electrosource developed the technology on
  301. which the Horizon battery is based using funds
  302. raised as a public company.  In addition, the Horizon
  303. development program was supported by the Electric
  304. Power Research Insititute (EPRI), the research and
  305. development organization of the US electric utility
  306. industry.
  307.  
  308. According to Electrosource CEO Benny Jay, the Horizon
  309. battery represents one of the most effective and
  310. promising technologies currently available.  Jay
  311. explained the that the Horizon battery:
  312.  - Has the greatest peak power of any known EV
  313.    battery candidate: over 550 watts/kilogram;
  314.  - Can travel more than 100 miles (in EV usage)
  315.    between charges;
  316.  - Can be recharged to 50% in 8 minutes and 99% in
  317.    30 minutes;
  318.  - Can sustain more than 900 deep charge/recharge
  319.    cycles, which, according to tests, means the battery
  320.    will last approximately 80,000 miles;
  321.  - Has significantly higher storage capacity to weight
  322.    ratio than previous batteries and delivers more than
  323.    52 watt-hours per kilogram specific energy; and
  324.  - Can be manufactured for significantly less than
  325.    other advanced batteries and potentially for even
  326.    less than traditionally designed lead acid batteries.
  327.  
  328. The Horizon advantages come from its use of a grid
  329. woven from lead wire co-extruded onto a fiberglass
  330. core.  This material, along with the horizontal layout
  331. of the battery's electrical plates, makes the Horizon
  332. lighter, stronger, and able to withstand more charge/
  333. discharge cycles than traditional lead acid batteries.
  334.  
  335. Corsiglia said, "Reaction to the Horizon battery in the
  336. US, Europe, and the Pacific Rim has been
  337. outstanding.  We believe the Horizon battery will be
  338. the power source of choice for many of the electric
  339. vehicles of the future."
  340.  
  341. "As its benefits and advantages become better
  342. known," he continued, "BDM is looking forward to
  343. utilizing our substantial experience in designing and
  344. installing advanced manufacturing systems to
  345. assist companies here and abroad to develop
  346. modern facilities to produce Horizon batteries."
  347.  
  348. There's more, but that's more than enough PR at
  349. one time....:)
  350.  
  351. Greg
  352.  
  353. ----------------------------------------------------------------------------
  354.  
  355. Date: Wed, 3 Nov 1993 18:00:30 U
  356. From: Kevin Scoles <Kevin_Scoles@CBIS.ECE.DREXEL.EDU>
  357. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  358. Subject: Re: Battery Efficiency
  359.  
  360.         Reply to:   RE>Battery Efficiency
  361. Harjeet,
  362.  
  363. The data you need on batteries, in a table of the form you desire, can be found
  364. in a paper recently published by C.C. Chan (Electrical & Electronic
  365. Engineering, U. Hong Kong) in the Proceedings of the IEEE (Vol. 81, No. 9, Sept
  366. '93, pp. 1202-1213). Eight battery types are included and compared in terms of
  367. cycles life, calendar life, energy density, power density and cost per kWh, now
  368. and with predictions for the year 2000.
  369.  
  370. Kevin Scoles
  371. Electrical & Computer Engineering
  372. and SunDragon Race Team
  373. Drexel University
  374.  
  375. ----------------------------------------------------------------------------
  376.  
  377. Date: Fri, 3 Dec 1993 20:45:49 EST
  378. From: Jim Mc Mullen <JIM_Z@DELPHI.COM>
  379. To: Multiple recipients of list HYDROGEN
  380.      <HYDROGEN%URIACC.BITNET@uga.cc.uga.edu>
  381. Subject: Re: Batteries
  382.  
  383. Greg:
  384.       There is a company in Troy, Michigan called Energy Conversion Devices
  385.        (ECD) that manufactures a nickel hydrid battery.  Their phone number
  386.       voice is - 313-280-1900, fax 313-280-1456. That's hydride not hydrid.
  387.  
  388.  
  389.                                        Jim Mc Mullen
  390.                                         JIM_Z@delphi.com
  391. "Politicians like diapers must be changed often - for the same reason"
  392.  
  393. ----------------------------------------------------------------------------
  394.  
  395. Date: Wed, 22 Dec 1993 16:53:25 -0500
  396. From: Jeff A. Kester <kester@NORTHSHORE.ECOSOFT.COM>
  397. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  398. Subject: Re: batteries/controllers
  399.  
  400.    Stan Witherspoon asked:
  401.  
  402. >What batteries have people chosen and why?
  403.  
  404. >I am trying to decide on a 120V string of 6V or two 120V strings of 12V
  405. >in parallel. The car is a '73 914. I have heard that the parallel
  406. >strings give you more performance at slightly less range, but I am
  407. >wondering about how to keep the strings matched, otherwise there can be
  408. >large currents flowing from one string to the other.
  409. >
  410. >     [controller comment deleted]
  411.  
  412.   The best price/performance recommendation I can make is to
  413. stick with lead-acid batts. Now, now, take it easy with the flames
  414. everybody...I said *price/performance*.  I refuse to use or recommend
  415. NiCads because of the prohibitive cost as well as the difficulty of
  416. recycling them.  The same is true of other "near-term" batteries (except
  417. Ni-Metal Hydride, recycle yes, cost EEK!).  I know Mike Brown at Electro-
  418. Automotive has supurvised a few 914 conversions and they all used 6v lead-
  419. acids with varying success.
  420.  
  421. I use 16 6v Trojan T-145 batts in series for a 96v system.  The Trojans
  422. cost about $70 per batt when bought in bulk, and they require watering
  423. about once a month.  C/20 discharge rate is 244Ah.
  424.  
  425. Your information about parallel range problems sounds a little off.  If
  426. you *only* use 12v batteries in series, you will get good pick-up
  427. (I hope this is what you mean by performance) but reduced range.  If you
  428. go for two sets of 12v batts, again get good pick-up and the range is
  429. better than a single set (of either 12`s or 6`s).  The trade-off comes
  430. from the extra weight of an additional set of batts.  I can't build
  431. vehicles with dual 12v sets because I'll blow the GVWR out of the water,
  432. once I do that I'd need to crash test the vehicle in order to comply
  433. with FMVSS.  Not possible as a small manufacturer.
  434.  
  435. All this is becoming rather academic however, there are a few goodies
  436. coming out this spring that will change everything (sorry Dodge:-) ).
  437.  
  438. First, there are the Horizon batteries.  I'm new to this list and I don't
  439. know if you've already discussed them so I'll be brief. (Yea, I know--
  440. why start now?:-) ).
  441.  
  442. Horizon batteries are advanced lead-acid batteries using extruded,
  443. lead impregenated, fiberglass strands instead of traditional plates
  444. inside the battery.  The strands are woven into a screen and the screens
  445. sandwiched between fiberglass mats.  The sandwiches are layered horizontally
  446. inside the battery case.  What this yields is: max surface area, light
  447. weight and, because of the horz. layers and `glass mats for electrolyte
  448. absorbtion, a maintenance free battery (it's leak-proof too).
  449.  
  450. They will be available in 6, 12 and hi-volt monoblocks.
  451. How much? 12v cell=about $540. (Sorry folks, that's for bulk orders
  452. to EV vendors [me], I don't know about sales to the public.)   The good
  453. news is they promise 130+ mile range and should last over 5 years.
  454.  
  455. I'll post more specs and apples to apples compares if asked.
  456.  
  457. Second goodie is a new controller from Curtis.  It's still a MOSFET
  458. unit but it'll handle 144VDC and it's limited to 500a `stead of 400.
  459.  
  460. I hope this helps.
  461.  
  462.  
  463.         ----------------------------------------------------------------
  464.         | Jeff Kester                  | "The only time I open my      |
  465.         | Product Development          |  mouth is when I have to      |
  466.         | GreenWheels Electric Car Co. |  change feet."                |
  467.         | 181 Elliott St., #605        |                               |
  468.         | Beverly, MA 01915  USA       | Internet:                     |
  469.         | Voice: (508) 927-7148        | kester@northshore.ecosoft.com |
  470.         ----------------------------------------------------------------
  471.  
  472. ----------------------------------------------------------------------------
  473.  
  474. Date: Thu, 23 Dec 1993 14:16:46 -0500
  475. From: Jeff A. Kester <kester@NORTHSHORE.ECOSOFT.COM>
  476. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  477. Subject: Battery Info
  478.  
  479.  Okay, here's what I've got for battery specs.  Most of
  480.  these numbers are from HBTI and the NiCd EV info center.
  481.  
  482.  Conventional flooded-cell lead-acid:
  483.  
  484.         Energy Density (77F, 100% chgd)         31Wh/kg
  485.         Power Density                            90w/kg
  486.         Expected Life (EV applications)       103,000 km
  487.         Mass Production Cost       $50 to $200* per kwh
  488.              * Trojan T-145 in NE USA = ~$105/kwh
  489.              I checked the rest of these specs for
  490.              the T-145 batts and they're good.
  491.  
  492.  Conventional NiCads (SAFTs, the ones that are available):
  493.  
  494.         Energy Densisty                         40Wh/kg
  495.         Power Densisty                          110w/kg
  496.         Expected Life                        224,000 km
  497.         Mass Production Cost     $1000 to $2000 per kwh
  498.  
  499.  Fibre Recom (sealed) NiCads (Daug-Hoppecke, not avail. yet)
  500.  
  501.         Energy Density                          50Wh/kg
  502.         Power Density                           185w/kg
  503.         Expected Life                   Nobody's saying
  504.         Mass Production Cost   Their not saying that either
  505.  
  506.  HBTI sealed lead-acid (Beta test available in March `94, regular
  507.         sales by end of `94)
  508.  
  509.         Energy Density                          45Wh/kg
  510.         Power Density                           500w/kg
  511.         Expected Life                        160,000 km
  512.         Mass Production Cost       $150 to $300 per kwh
  513.  
  514.  Nickle Metal Hydride  (Supposed to be available by end of `94)
  515.  
  516.         Energy Density                          55Wh/kg
  517.         Power Density                    200 to 250w/kg
  518.         Expected Life          not demonstrated for EVs
  519.         Mass Production Cost            about $1000/kWh
  520.  
  521.  Sodium Sulfer (Operates at over 300C, how's that for a heat
  522.         problem?  There's also this little problem of water:-)
  523.  
  524.         Energy Density                        150+Wh/kg
  525.         Power Density                           130w/kg
  526.         Expected Life                   nobody's saying
  527.         Mass Production Cost                    unknown
  528.  
  529.  Lithium Polymer (est. not available for at least 10 years)
  530.  
  531.         Energy Density                         200Wh/kg
  532.         Power Density                          unproven
  533.         Expected Life                  not demonstrated
  534.         Mass Production Cost                    unknown
  535.  
  536.  Zinc Air (n/a)
  537.  
  538.         Energy Density                        ~100Wh/kg
  539.         Power Density                          ~130w/kg
  540.         No further info available
  541.  
  542.  Zinc Bromide (n/a)
  543.  
  544.         Energy Density                         ~60Wh/kg
  545.         Power Density                           ~90w/kg
  546.         no further info available
  547.  
  548.  Additional HBTI stuff:
  549.         LxWxH   30x5x5.25 in., 762x127x133 mm
  550.         Weight  59.4 lbs., 27 kg
  551.                 12 volt, 112 Ah, 1.35kWh
  552.  
  553.  Well, you asked for it!  As you can see, there are a few promising
  554.  technologies but I need good batts now!  Ni-MHx will be my choice
  555.  because they can be recycled within the existing Pb-acid infrastructure
  556.  and they should last quite a bit longer than NiCads and Pb-acids.
  557.  Since they're not avail. yet. I'll opt for advanced lead-acids.
  558.  
  559.  Hope this info answers some questions and please don't flame...these
  560.  aren't my numbers, I'm just passing them along :-)
  561.  
  562.  
  563.         ----------------------------------------------------------------
  564.         | Jeff Kester                  | "The only time I open my      |
  565.         | Product Development          |  mouth is when I have to      |
  566.         | GreenWheels Electric Car Co. |  change feet."                |
  567.         | 181 Elliott St., #605        |                               |
  568.         | Beverly, MA 01915  USA       | Internet:                     |
  569.         | Voice: (508) 927-7148        | kester@northshore.ecosoft.com |
  570.         ----------------------------------------------------------------
  571.  
  572. ----------------------------------------------------------------------------
  573.  
  574. Date: Thu, 23 Dec 1993 22:57:32 +0200
  575. From: Tuomas Koskinen <tkoskine@OTAX.TKY.HUT.FI>
  576. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  577. Subject: Re: Battery Info
  578.  
  579. >  Okay, here's what I've got for battery specs.  Most of
  580. >  these numbers are from HBTI and the NiCd EV info center.
  581. >
  582.  ...
  583. >
  584. >  Zinc Bromide (n/a)
  585. >
  586. >         Energy Density                         ~60Wh/kg
  587. >         Power Density                           ~90w/kg
  588. >         no further info available
  589.  
  590. I`ve some info for ZnBr: Energy density=70-80Wh/kg, cost \S10000/kWh =
  591. about $900/kWh (sold in 5kWh modules, price for small quantities), cycle life
  592. about 600, max. temp about 50C. Available from SEA, 5-6 months delivery time.
  593. Recycling is quite easy.
  594.  
  595. >  Additional HBTI stuff:
  596. >         LxWxH   30x5x5.25 in., 762x127x133 mm
  597. >         Weight  59.4 lbs., 27 kg
  598. >                 12 volt, 112 Ah, 1.35kWh
  599.  
  600. Who makes these batteries? I mean, do you know where to get more info?
  601.  
  602. >  Well, you asked for it!  As you can see, there are a few promising
  603. >  technologies but I need good batts now!  Ni-MHx will be my choice
  604. >  because they can be recycled within the existing Pb-acid infrastructure
  605. >  and they should last quite a bit longer than NiCads and Pb-acids.
  606. >  Since they're not avail. yet. I'll opt for advanced lead-acids.
  607. >
  608. >  Hope this info answers some questions and please don't flame...these
  609. >  aren't my numbers, I'm just passing them along :-)
  610.  
  611. Thank you for the data. How did you get the "expected life" figure in
  612. kms? Also with energy density numbers it would be nice to see at what
  613. discharge rate they are achieved. If you have that data, please post it.
  614.  
  615.  -- --
  616. Tuomas Koskinen
  617. tkoskine@otax.tky.hut.fi
  618.  
  619. ----------------------------------------------------------------------------
  620.  
  621. Date: Thu, 23 Dec 1993 18:10:33 -0500
  622. From: Jeff A. Kester <kester@NORTHSHORE.ECOSOFT.COM>
  623. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  624. Subject: Re: Battery Info
  625.  
  626. Thanks for the response!
  627.  
  628. Tuomas K and others have asked for more info on HBTI. Here `tis:
  629.  
  630.         Horizon Battery Technologies, Inc.
  631.         2809 Interstate 35 South
  632.         San Marcos, TX 78666   USA
  633.  
  634.         Voice: (512) 353-8644
  635.         FAX: (512) 353-8323
  636.  
  637.         Contact Michael Dodge, Director Sales/Marketing and he should be
  638.         able to point you in the right direction.  Good luck.  BTW, I'm
  639.         not affiliated with HBTI in any way, I just think they're moving
  640.         in the right direction for EV development.
  641.  
  642.  
  643.   I've been trying to find out about their Internet access abilities
  644.   but all the folks I need to talk to are on vacation `til next year.
  645.   The people I did get through to this afternoon believe that they
  646.   have a FTP site for tech data but they're not sure.  Oh well, I'll
  647.   post as soon as I find out. (won't they be happy :-) )
  648.  
  649. T.K. also asked:
  650. >... How did you get the "expected life" figure in kms? Also with energy
  651. > density numbers it would be nice to see at what discharge rate they
  652. > are achieved. If you have that data, please post it.
  653.  
  654. Okay, as for the "Expected Life" specs (I thought that was a little weird
  655. too.  Like I said, not my numbers and I'd promised apples vs. apples.),
  656. what it looks like they (HBTI) did was to take the average range of an EV
  657. with a pack of whatever type of battery, whether theoretical or actual, and
  658. multiply by cycle life to get expected life.  Yep, that's the figure with
  659. lotsa variation.  I'll hazard a guess at cycle lives as follows:
  660.         Pb-acid         800     6v batts in series for 120v
  661.         NiCd           1500     2v batts in series for 120v
  662.         HBTI Pb-acid   1000    12v batts in series for 120v
  663.  
  664. I'm assuming that's to 80% DOD.  For "energy density" specs, most numbers
  665. look like they were derived from a C/2 or C/3 discharge rate @ 80 or 90F to
  666. 1.75 volts/cell.
  667.  
  668.         ----------------------------------------------------------------
  669.         | Jeff Kester                  | "The only time I open my      |
  670.         | Product Development          |  mouth is when I have to      |
  671.         | GreenWheels Electric Car Co. |  change feet."                |
  672.         | 181 Elliott St., #605        |                               |
  673.         | Beverly, MA 01915  USA       | Internet:                     |
  674.         | Voice: (508) 927-7148        | kester@northshore.ecosoft.com |
  675.         ----------------------------------------------------------------
  676.  
  677. ----------------------------------------------------------------------------
  678.  
  679. Date: Thu, 6 Jan 1994 19:13:47 -0500
  680. From: Jeff A. Kester <kester@NORTHSHORE.ECOSOFT.COM>
  681. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  682. Subject: C-C-Cold B-B-Batteries
  683.  
  684. In ref. to Richard Minner, Andy Nourse wrote:
  685.  
  686. >In cold climates, EVs are at several disadvantages:  heating (lack thereof)
  687. >is certainly one of them [...]
  688.  
  689.   We've probably covered this point pretty well.  With Peter in BC, me in
  690. coastal Massachusetts and others as far north as Finland driving all winter,
  691. the viability of a heated EV (as a commuter car) is a proven point.  (As far
  692. as A/C....nope!)
  693.  
  694. >[...] and you have a major loss in capacity of batteries at low
  695. >temperatures.  The batteries that easily get you to work in warm weather
  696. >may only get you halfway there before they run down. [...] if you
  697. >don't charge them immediately, the batteries will freeze and burst,[...]
  698.  
  699.   True enough. But...
  700. (Disclaimer 1: If this has been addressed in Yoder's FAQ, I'm sorry, I
  701. haven't seen it)
  702. (Disclaimer 2: I'll assume we're discussing flooded cell lead-acid
  703. batteries.)  "Charging" a battery causes an electro-chemical reaction to
  704. take place inside the battery that places the chemical elements within the
  705. battery into a state which allows the potential of those chemical elements
  706. to be "used" via an inverse electro-chemical reaction, i.e. "discharging".
  707.  
  708. A result of this electro-chemical reaction is heat.  The faster the reaction
  709. takes place, the more heat is released.  Charging a battery usually causes it
  710. to warm-up, and if it is charged too quickly, an essential chemical (H2) is
  711. lost to "boiling" and the battery capacity may be damaged if it is not
  712. replaced (with H20).  This heating and boiling phenomena is usually only
  713. noticed during charging because we try to do it as quickly as possible
  714. without damaging the battery.  However, the same thing happens when a
  715. battery is discharged--heat is released and the battery warms-up.  The faster
  716. it's discharged, the warmer it gets.  When romping the pedal in an EV, the
  717. batteries get warm.  If the batteries are kept in some kind of insulated
  718. container, they'll produce enough heat during the discharge/charge cycle
  719. to cause no significant loss of range down to about 40F.  The thermal mass
  720. of an 800lb. battery pack is substantial if insulated.
  721.  
  722. The winter range problem rears it's ugly head when the temps fall below
  723. 40F and the batteries start to cool (usually during the day when the car's
  724. not as easily plugged in).  So, heat the batteries and the problem's solved.
  725.  
  726. (Disclaimer 3: This may be considered by some to be a blatant pitch of
  727. a GreenWheels product.  That is not my intention.  I have not posted
  728. anything in an attempt to sell my products to this list although as some
  729. of you know, individual requests will be answered privately.)
  730.  
  731. We came up with a method of building very lightweight, acid-proof,
  732. environmentally benign, insulated battery boxes as well as a method
  733. of efficiently heating the batteries.  The battery heating is provided
  734. by the 12v system (22.5 amps draw when they're going full bore) and
  735. thermostatically controlled to provide 70F in a 0F ambient.  Basically,
  736. the car can sit un-plugged in a parking lot all day in the winter with
  737. no change in battery capacity.  Once the batteries are warm (from the
  738. summer/fall) the thermal mass of the pack is maintained by charge/discharge
  739. cycles and the battery heaters.  I've experienced a minor drop in range
  740. with the onset of winter snows and temps in the 5F-15F range, which I
  741. attribute to the road conditions.  I have a max/min recording thermometer
  742. installed in one of the underhood battery boxes and the lowest temp recorded
  743. so far is 70F.  It works for me!
  744.  
  745. >It may also take more energy to turn shafts and wheels when the oil
  746. >lubricating them has turned to molasses.
  747.  
  748. Mobil makes synthetic gear oil and chassis grease for Artic use which
  749. eliminate the "molasses" problem.
  750.  
  751.  
  752.         ----------------------------------------------------------------
  753.         | Jeff Kester                  | "The only time I open my      |
  754.         | Product Development          |  mouth is when I have to      |
  755.         | GreenWheels Electric Car Co. |  change feet."                |
  756.         | 181 Elliott St., #605        |                               |
  757.         | Beverly, MA 01915  USA       | Internet:                     |
  758.         | Voice: (508) 927-7148        | kester@northshore.ecosoft.com |
  759.         ----------------------------------------------------------------
  760.  
  761. ----------------------------------------------------------------------------
  762.  
  763. Date: Wed, 23 Feb 1994 00:45:53 -0500
  764. From: editor of the EAA newsletter, Current EVents <CBCE@DELPHI.COM>
  765. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  766. Subject: GNB Battery Curves
  767.  
  768. Re: Mark Steven Burns' comment on data given by battery manufacturers:
  769.  
  770. Yes, you are quite right, Mark, and that is why I'd prefer to get discharge
  771. data on these batteries from an independent source, if possible. Actually
  772. I want these to compare with some other battery discharge curves generated
  773. by an EAA member who has been testing capacity of several 12 Volt batteries.
  774. I got him one each of a
  775. ears DieHard Gold Group 29 and a West Marine Sea
  776. Volt. He bought one of the new EverReady RV/EV batteries, so we are cycling
  777. and testing all three. All the batteries are new, so it will take some
  778. cycles to break them in. The DieHard Gold is looking quite good at this point,
  779. with a 75-100 Amp discharge rate giving 50-60 min of life. I calculate capacity
  780.  based on this as about 0.9 kWhrs after only 3 or 4 cycles.
  781.  
  782. If anyone else has experience with the above batteries, please let me know.
  783. I think Solectria is using the DieHard Gold in its Force vehicles.
  784. robably due to lightness -- the battery is about 56 lbs.
  785. CB
  786.  
  787. CBCE@delphi.com
  788.     GNB Battery Curves
  789.  
  790. ----------------------------------------------------------------------------
  791.  
  792. Date: Tue, 22 Feb 1994 22:29:27 -0800
  793. From: Otmar Ebenhoech <tess@NETCOM.COM>
  794. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  795. Subject: DieHard Gold Group 29
  796.  
  797. Bob Schneevies uses the DieHard Gold Group 29 in his boat. (electrathon)
  798. and claims 80 amps for 1 hour. Definatly very good. I thought he said they
  799. were 62 Lbs. but I could be wrong.
  800.  
  801. Dave cloud got less than 100 cycles out of a set in his fiat before they
  802. died. I understand that these are basically glorified starting batteries
  803. and they seem to act this way too.
  804.  
  805.    -----------------------------------------------------------------------
  806.      Otmar Ebenhoech         The Electric Speed Shop     tess@netcom.com
  807.            People say life is strange.....But compared to what?
  808.    -----------------------------------------------------------------------
  809.  
  810. ----------------------------------------------------------------------------
  811.  
  812. Date: Tue, 22 Feb 1994 22:29:24 -0800
  813. From: Otmar Ebenhoech <tess@NETCOM.COM>
  814. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  815. Subject: Re: manfg. battery specs.
  816.  
  817. >Have most other poeple found this to be the case as well?
  818. >
  819.  
  820. I have not.
  821.  
  822. Trojan regularly overstates their specs and US battery publishes 1450 specs
  823. which are a insult to the intelligence of anyone using them. I remember
  824. their 1 hour capacity was over 100 Ah. Actual is under 80 Ah.
  825.  
  826.    -----------------------------------------------------------------------
  827.      Otmar Ebenhoech         The Electric Speed Shop     tess@netcom.com
  828.            People say life is strange.....But compared to what?
  829.    -----------------------------------------------------------------------
  830.  
  831. ----------------------------------------------------------------------------
  832.  
  833. Date: Wed, 23 Feb 1994 09:07:00 -0600
  834. From: Arlen P. Walker <arlen.walker@jci.com>
  835. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  836. Subject: Re: GNB Battery Discharge Curves
  837.  
  838. >Prehaps I'm just a sceptic but I wouldn't believe any data that
  839. >battery manufacturers provide.  Maybe just my bad experience but
  840. >inside info suggests maybe not.  Has anyone else done
  841. >comprehensive testing of battery capacities? I'm sure the combined
  842. >experience of this group might persuade me that the manufacturers
  843. >data is really not fiction if thats been the common experience.
  844. >Recent GNB experience anyone.....
  845.  
  846. Mark,
  847.   I'm wounded to the quick!! :{>}
  848.  
  849.    Since we're direct competitors of GNB anything I say about them should
  850. be viewed with much skepticism, so I won't comment on our own experiences
  851. with GNB batteries. But Ross Laboratories is an independent testing lab
  852. whose numbers are extremely reliable, we've found (not just on our own
  853. batteries, but those of our competitors). And for the skeptics out there, I
  854. feel honor-bound to include that we feel that way, even though our
  855. batteries don't always come out on top in his tests. Your local library may
  856. have copies of his reports.
  857.  
  858. Have Fun,
  859. Arlen
  860.  
  861. ---------------------------------------------------
  862. This mail message contains 100% recycled electrons
  863. ---------------------------------------------------
  864.  
  865. ----------------------------------------------------------------------------
  866.  
  867. Date: Fri, 1 Apr 1994 13:21:00 CST
  868. From: Hart, Lee <lhart@p02.mn10.honeywell.com>
  869. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  870. Subject: Battery Question
  871.  
  872. >GNB ACTION PACK 220 6v batteries at Pace / Sam's Club, $38.93.
  873. >
  874. >Dave Robinson <robbo@hprdstl0>
  875.  
  876. I bought a set of 12 of them last year for my EV. So far, they have
  877. been fine. It's rated at 75 amps for 105 minutes, so its capacity is
  878. middle-range (other 6v batteries range from 80-145 minutes at 75 amps).
  879.  
  880. By the way, I got a coupon with purchase good for a "free" battery
  881. state-of-charge gauge and T-shirt (for only $9.95 shipping and handling).
  882. The gauge turns out to be a nice little expanded-scale voltmeter for 12v
  883. batteries. The scale is calibrated from 0% charge (11.7v) to 100% charge
  884. (12.7v).
  885.  
  886. Lee Hart <lhart@P02.mn10.honeywell.com>
  887.  
  888. ----------------------------------------------------------------------------
  889.  
  890. Date: Thu, 19 May 1994 13:26:32 PDT
  891. From: Charlie Panek <charlier@LSID.HP.COM>
  892. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  893. Subject: Horizon Batts: How 'bout them numbers?
  894.  
  895. In a recent posting, Clare Bell reported:
  896.  
  897.   Wescon 93 Highlights:
  898.  
  899.     Electrosource's Bill Craven described the beta-test model of the
  900.   repackaged lead-acid Horizon battery.  This preproduction Horizon,
  901.   specially developed "as a stake in the ground for EVs" will be 12 V
  902.   112 Amphr at 3 hr rate of discharge, weighing 27 kg (59 lbs ) with
  903.   dimensions of 30" X 5" X 5".  It will be going out to selected
  904.   beta-test participants in early '94.  Data from 4V test cells
  905.   indicate that the current Horizon design has 3x the power delivery
  906.   capacity of standard lead-acid (440 Watt/kg as opposed to 145
  907.   Watt/kg).  The high power acceptance capability enables the battery
  908.   to accept rapid recharge, (50% of capacity in less than 10 min).
  909.  
  910. These being the first hard numbers on the Horizon battery I've seen,
  911. I decided to do my own comparison.  The following numbers are taken from
  912. Bob Brant's book (p 233).  I've extrapolated a W-H capacity number from
  913. what is given above for the Horizon, though I'm a little confused as
  914. how the numbers for the Trojans were generated:
  915.  
  916.                         Trojan 27TMH    T-125   Horizon
  917. 3C (A-hours)                 87          174      112
  918. Weight (lbs)                 60           66       59
  919. Volume (cu ft)             0.48         0.48     0.43
  920. Energy Density (Wh/lb)     15.2         15.6     22.4
  921. Vol. Eng. Den (W-h/cu.in.) 1900        2145      3069
  922.  
  923. (For the T-125, Energy density is very nearly = 174A-h  * 6V / 66 lbs
  924. but for the 27TMH, it's much less than this.  Are they saying that the
  925. output voltage drops much more with the Trojan 12V battery? hmm.)
  926.  
  927. Bottom line: Energy Density: 43% better than T-125.
  928.              Volumetric Energy Density: 43% better than T-125.
  929.  
  930. Yet in the WSJ article, and the announcement at Wescon, Electrosource
  931. talks about "powering a vehicle twice as far as any rivals commercially
  932. available battery" and "..producing a.. ..pack that weighs 800 pounds -
  933. which the company estimates is about half the weight of similar packs."
  934.  
  935. I'm sorry, but the above numbers just don't bear that out.  43% improvement
  936. is great, but its not a "doubling" of capacity or a halving of weight.
  937.  
  938. Am I missing something, or is this just marketing exaggeration?
  939.  
  940. --
  941. Charlie Panek                   Hewlett Packard Company
  942. charlier@lsid.hp.com            Lake Stevens Instrument Division
  943.                                 Everett, Washington
  944.                                 
  945. ----------------------------------------------------------------------------
  946.  
  947. Date: Thu, 19 May 1994 17:22:00 CDT
  948. From: Scott Mcbroom <SMcBroom@SWRI.EDU>
  949. To: Multiple recipients of list EV <EV%SJSUVM1.BITNET@cmsa.Berkeley.EDU>
  950. Subject: Re: Horizon Batts Defense
  951.  
  952. Forwarded to:      smtp[ev@sjsuvm1.sjsu.edu]
  953.           cc:
  954. Comments by:       SMcBroom@VehRes@swri03
  955.  
  956.    -------------------------- [Original Message] -------------------------
  957. This mail is in response to the message from the gentleman at HP.
  958.  
  959.  
  960. Preface
  961.  
  962. I'm not in the business of marketing for Horizon.  I pursue Science and hence
  963. expect not to gain any perks.
  964.  
  965.  
  966. The HBTI batteries should effectively at least double the range if the
  967. systems being compared have the same system voltage.  Granted while the
  968. energy density isn't "double" nor is the weight "half," the effect of the
  969. design will demonstrate its superiority in the driving schedule environment.
  970. Because the battery has less of a voltage drop effect as its state of charge
  971. is reduced, less IR losses occur from controller compensation for power.
  972. These losses occur in both the battery pack and motor when the voltage is
  973. lowered.  Also, since the vehicle now weighs less there are reductions in
  974. losses from acceleration and rolling resistance.
  975.  
  976. The more steady state the comparison and the longer the time of comparison
  977. the margain will decrease but the Horizons are still the winner.  I think
  978. they do fit a wide market need.  With the short recharge period, high power
  979. density, and eventual low cost for the life makes them extremely attractive
  980. compared with more maintenance intensive and costly systems.  This is simply
  981. a well engineered product that works!  Try one out later this year and see
  982. for yourself.
  983.  
  984. ----------------------------------------------------------------------------
  985.  
  986.