Power management a návrh bateriového systému pro C-ITS sledovací prvek

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje návrhu a testování bateriového systému pro napájení sledovacího prvku v rámci inteligentních dopravních systémů. Hlavním cílem je vyvinout spolehlivé řešení pro nepřetržitý provoz jednotky Nvidia Jetson v síti veřejného osvětlení, která vyžaduje efektivní akumulaci energie pro překlenutí intervalů bez externího přívodu elektřiny.

Po rozboru technologií byl realizován návrh Li-ion akumulátorového bloku v konfiguraci 4S5P. Součástí technického řešení je integrace pokročilého systému správy baterií, který zajišťuje ochranu článků, jejich aktivní balancování a komunikaci přes průmyslovou sběrnici CAN. Praktická část práce zahrnuje také konstrukční návrh úložného boxu vytvořený pomocí 3D modelování a vývoj diagnostického rozhraní pro sledování provozních parametrů v reálném čase. Navržený systém byl podroben dlouhodobému zátěžovému testu, který potvrdil energetickou stabilitu a schopnost autonomního provozu s dostatečnou kapacitní rezervou i pro nejnáročnější provozní scénáře.

This bachelor thesis focuses on the design and testing of a battery system for powering a tracking element within intelligent transport systems. The primary goal is to develop a reliable energy solution for the continuous operation of an Nvidia Jetson computing unit within a public lighting grid, which requires efficient energy accumulation to bridge intervals without an external power supply.

Following an analysis of energy storage technologies, a Li-ion battery pack in a 4S5P configuration was designed. The technical solution integrates an advanced battery management system ensuring cell protection, active balancing, and communication via the industrial CAN bus. The practical part includes the 3D-modeled design of an enclosure and the development of a real-time diagnostic interface. The system underwent long-term load testing, which confirmed its energy stability and autonomous operation capability with sufficient capacity reserves even for the most demanding scenarios.