Hlavní stránka Fóra Forum pro soutěžící SOČ 42. celostátní přehlídka ONLINE 42. CP SOČ online – obor 10 elektrotechnika, elektronika a telekomunikace Odpověď na téma: 42. CP SOČ online – obor 10 elektrotechnika, elektronika a telekomunikace

#24470
Martina Hanusová
Host

Děkuji za kladné hodnocení mé práce, která na tomto zajímavém tématu dále pokračuje a bude zaměřena i na podrobnější sledování reprodukovatelnosti testů a v následných fázích i na celé battery packy, což jsou ale poměrně drahé testy nad rámec mého zadání proof-of-concept studie.

1) Jaké nevýhody má měření kapacity akumulátorů pouze jedním, relativně malým vybíjecím odporem (ve Vašem případě 4.7 Ohmu). Jak by šlo v tomto ohledu systém rozšířit?

Nevýhodou je, že se proud mění v průběhu vybíjení, takže není konstantní, jak předepisuje norma. Dále, deklarovaná kapacita článku bude závislá i na velikosti vybíjecího proudu. Nicméně, u testu vybíjení ani tak nešlo o přesnou charakterizaci vybíjecí křivky, jako o přípravu článku na zkoušku přebíjením (dosažení shodného výchozího napětí) a orientační porovnání kapacity mezi různými typy akumulátoru.

2) Jakým způsobem by se dalo nahradit „nabarvení“ článků pro dosažení lepší opakovatelnosti bezkontaktního měření teploty (dokážu si představit, že může do hry vstupovat mnoho parametrů – tloušťka barvy, podkladový materiál pod barvou apod.). Proč je při bezkontaktním měření nutné řešit emisivitu materiálu?
Nabarvení článků na černo fixem bylo použito pouze jako pomocná příprava k vzájemnému přiblížení hodnot emisivity u všech měřených článků, jejichž skutečná emisivita se liší v závislosti na barvě, adhezi, chemickém složení a tloušťce krycí fólie článku. Reálná hodnota emisivity termokamery byla po měření matematicky korigována pomocí hodnoty teploty měřené kontaktním termočlánkem umístěném na povrchu článku, aby data z termokamery byla ve shodě s daty z termočlánku.

3) Proč je zkratovací aparatura řešena mechanickými svorkami, i když na trhu existují např. MOSFETy, které mají velmi malý odpor a snesou velké proudy?
Verze se svorkami byla jenom prototyp, jelikož jsem si nebyla jistá, jak velké budou zkratovací proudy a nechtěla jsem si do výsledku zavádět další neznámou z chování tranzistoru. V experimentech nicméně pokračuji a implementovala jsem již spínání zkratovacího obvodu pomocí N-MOSFET tranzistoru IRLB8743, který je použitelný až do 150 A a zkratové charakteristiky článků ve srovnání se svorkami neovlivňuje. Při zkratových proudech nad 60 A trvajících desítky sekund nicméně vyžaduje velmi intenzivní chlazení (velký chladič + ventilátor).

4) Byly akumulátory použité pro testy nabité, či vybité? Je z hlediska bezpečnosti rozdíl mezi nabitým a vybitým akumulátorem?

Akumulátory byly vždy plně nabité kromě zkoušky přebíjením, kde byly naopak plně vybité. Intenzita tepelného výbuchu přímo závisí na stupni nabití článku, což je zmíněno v teoretické části práce z analyzovaných studií. Nejvyšší intenzitu dávají články plně nabité.

5) Rozumím tomu, že měření je destruktivní a nelze ho opakovat na stejném kusu baterie vícekrát. Zkoušela jste ale změřit jiný kus stejného typu, jestli mají stejné vlastnosti, nebo se liší kus od kusu?
Destruktivnost záleží na dané zkoušce a dané baterii. Zkratovací zkoušku přežily tři akumulátory s PCM ochranou, přebíjecí zkoušku přežily pouze dva s PCM (to si ale myslím, že je zapříčiněno defektem daného kusu), zkouška zkratem za zvýšené teploty byla provedena pouze na jednom typu článku (2x), kvůli jeho nejextrémnějším charakteristikám v testu zkratem a výsledky byly téměř shodné. Takže pouze v tomto případě zkratování za zvýšené teploty jsem jeden kus zkoušela dvakrát. Uvědomuji si, že 1 ks na každou zkoušku od každého typu není reprezentativním počtem pro přesnou charakterizaci každého jednotlivého akumulátoru, ale cílem práce nebyla primárně charakterizace akumulátorů, ale ověření vhodnosti navržené instrumentace pro 3 metodiky zkoušení na co nejširším sortimentu vzorků. Větší počet vzorků při ceně jednoho akumulátoru okolo 200 Kč/ks by taky výrazně zatížil rozpočet této proof-of-concept studie. Přesto se domnívám, že i s jedním kusem od každého typu se podařilo získat velmi zajímavé výsledky, zejména v rozdílech chování skupin akumulátorů na zkrat (bez ochrany, s PTC a s PCM) a zjištění nefunkčnosti elektronických ochran akumulátorů proti namáhání ohřevem.