Management akumulátorů s ohledem na jejich životní cyklus

Abstract

Tato bakalářská práce by měla seznámit čtenáře s problematikou týkající se životnosti akumulátorů, jaké faktory způsobují zkracování životnosti a jakým způsobem lze řešit balancování jednotlivých článků akumulátoru. Práce se zaměřuje na lithiové akumulátory. Jsou zde definovány základní elektrické parametry článku, kterými jsou kapacita, napětí a vnitřní odpor. V souvislosti s napětím a kapacitou jsou zde uvedeny příklady spojování článků. Bylo provedeno srovnání starších typů akumulátorů s novějšími typy pomocí hodnot energetických hustot. Poté se práce zaměřila na srovnání lithiových akumulátorů, zejména na LiFePO4 a LTO akumulátory. Dále jsou zde uvedeny faktory urychlující stárnutí akumulátorů, kterými jsou napětí, teplota a rychlost nabíjení a vybíjení, a byly definovány jejich vzájemné souvislosti. V neposlední řadě byly popsány rozdíly mezi pasivním a aktivním balancováním, kde byly uvedeny různé typy balancovacích metod. Na závěr byla navrhnuta metoda pro odhadování stavu života akumulátoru.

This bachelor’s thesis aims to familiarize a reader with the issue of battery life, factors that cause its degradation, and how to balance individual cells of battery. The work focuses on lithium batteries. Basic electrical parameters of a cell, which are capacity, voltage and internal resistance are defined here. In connection with voltage and capacity, examples of cell connection are provided. An older battery types were compared to newer types of batteries using energy density values. The thesis then focuses on a comparison of lithium batteries, specifically LiFePO4 and LTO batteries. Furthermore, the factors that accelerate battery aging, including voltage, temperature and charging/discharging rate, are discussed, and their interrelationships are defined. Finally, the differences between passive and active balancing are described, along with various balancing methods. At the end of a thesis, a method for estimating state of health of battery is proposed.