|
|
Přípravek na cyklování superkondenzátorů
Hába, Roman ; Kunovjánek, Miroslav (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Superkondenzátor je perspektivní elektrotechnická součástka dosahující velmi velkých kapacit. V současné době se pracuje na zlepšování jejich parametrů. Tyto parametry je potřeba testovat. Nabíjení a vybíjení superkondenzátoru je teoreticky plně vratný děj. Skutečný superkondenzátor však provází stárnutí elektrolytu a elektrod, což se projevuje snížením kapacity. Cílem této práce je navrhnout zařízení, které vystaví superkondenzátor zrychlenému stárnutí, což usnadní posuzování stárnutí komerčních a laboratorně vyrobených superkondenzátorů.
|
|
|
Charge Transport and Storage in a Supercapacitor Structure
Kuparowitz, Tomáš ; Zedníček, Tomáš (oponent) ; Hájek, Karel (oponent) ; Sedlák, Petr (vedoucí práce)
Supercapacitor (SC), or electric double-layer capacitor, represents electrical energy device, which offers high power density, short charging time, high number of charging cycles, and long-life duration. This device is of particular interest in fast energy-storage applications, where highly dynamic charging and discharging profiles are required. Detailed study and modeling of the electrical charge transport and its storage is the output of this thesis. Processes, which occur during charging and discharging, are studied and their correlation to fading of SC's parameters is assessed. The noticeable differences between measured results and the simple SC model are: 1) the nonlinear rise and fall of SC’s voltage, and 2) the change in voltage after the charging and discharging stops. Charge redistribution during SC charging and relaxation are important. New model of SC is proposed. Electric charge stored in SC appears to be divided into two sections. One could be attributed to the Helmholtz capacitance and the other to the diffuse capacitance. The equivalent circuit model contains time dependent resistance RD(t) between Helmholtz and diffuse capacitances. While the SC ages, all parameters of equivalent circuit model change. The change of Helmholtz capacitance may be described most accurately by a pure exponential function. Total capacitance in relation to the number of energy cycling aging cycles n or the time of cycling t follows an exponential stretched law. From experiments it follows, that the greatest influence on SC’s degradation has the amount of transferred energy. The degradation due to induced Joule’s heat only has impact after 2000 hours of continuous energy cycling. The time constant D of the diffusion process is responsible for the speed of diffusion capacitance filling. The decrease of diffusion process time constant is faster for 75% discontinuous energy cycling than it is for 75% continuous energy cycling method. The dependence of aging on SC’s equivalent series resistance parameter remains the same for both continuous and discontinuous energy cycling. It obeys the quadratic relation. The difference is that the quadratic component is of the order of magnitude smaller for 75% discontinuous energy cycling than it is for 75% continuous energy cycling. The dependence of equivalent circuit model parameters on ambient temperature before and after aging by discontinuous energy cycling is explored. The value of total capacitance CT increases linearly with temperature. This is also true for aged samples. The slope for new samples is about 3 times higher than for aged one. Helmholtz capacitance of SC CapXX 2.75V/2.4F is constant in temperature range 22 °C to 65 °C, with the value of Helmholtz capacitance CH = 2.78 F for new samples and 2.07 F for aged ones. At temperature range below 22 °C Helmholtz capacitance decreases about 0.5 F due to the aging. The calendar life tests are devised to simulate SC under light work load at differing ambient temperatures. Temperatures used are from -35 °C up to 65 °C. This experiment is devised to prove, that the increased temperature accelerates the electrochemical reactions, which are responsible for SC’s total capacitance degradation.
|
|
| |
|
|
Stanice na cyklování baterií a superkondenzátorů
Hába, Roman ; Háze, Jiří (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Superkondenzátor je perspektivní elektrotechnická součástka dosahující velmi velkých kapacit. V současné době se pracuje na zlepšování jejich parametrů. Tyto parametry je potřeba testovat. Nabíjení a vybíjení superkondenzátoru je teoreticky plně vratný děj. Skutečný superkondenzátor však provází stárnutí elektrolytu a elektrod, což se projevuje snížením kapacity. Cílem této práce je navrhnout zařízení, které vystaví superkondenzátor zrychlenému stárnutí, což usnadní posuzování stárnutí komerčních a laboratorně vyrobených superkondenzátorů.
|
|
|
Materiály pro superkondenzátory
Dvořák, Petr ; Paidar,, Martin (oponent) ; Trnková, Libuše (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá elektrodovými materiály, kapalnými a gelovými elektrolyty vhodnými pro superkondenzátory. V oblasti elektrodových materiálů byly zkoumány uhlíkové materiály na bázi uhlíkových sazí, expandovaného a mikromletého grafitu vhodné pro superkondenzátory pracující na principu dvojvrstvy. Další oblastí, které se tato práce věnuje, jsou kapalné aprotické elektrolyty připravené z vhodných typů solí a bezvodných organických rozpouštědel. Poslední část této práce je zaměřena na přípravu a následnou elektrochemickou charakterizaci gelových polymerních elektrolytů za účelem zvýšení konduktivity tohoto typu elektrolytu.
|
|
|
Elektrické autobusy
Forman, Tomáš ; Porteš, Petr (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce shrnuje poznatky o elektrických autobusech, zejména pak z hlediska rozvržení trakčních komponent ve vozidle. První část se lehce zabývá historií a postupným vývojem elektromobilů a zejména elektrobusů. V druhé části jsou shrnuty nejčastěji využívané zásobníky elektrické energie s uvedením vhodnosti použití pro každý typ. Pozornost je věnována i umístění zásobníků ve vozidle. Následující kapitola se věnuje trakčním elektromotorům, nejčastěji používaným typům a na závěr kapitoly je uvedeno nejběžnější umístění těchto komponent ve vozidle s uvedením výhod a nevýhod pro jednotlivé typy. Ve čtvrté kapitole je výběr elektrických autobusů na současném trhu s důrazem na konstrukční řešení různých výrobců. Předposlední kapitola obsahuje souhrn toho, kam se v současné době trh s elektrobusy posouvá a jaký je aktuální vývoj v této oblasti. Závěrečná kapitola je kapitolou výpočetní a snaží se ukázat zjednodušený postup při výpočtu ideální kapacity baterií na zvolenou trasu elektrobusu.
|
|
|
Modelování elektrických prvků vozidel
Kósa, Valentin ; Huzlík, Rostislav (oponent) ; Havlíková, Marie (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou elektrických vozidel. Úvodem poskytuje přehled o možných zdrojích elektrické energie a typech pohonů aplikovatelných pro elektrická vozidla. Hlavní části práce je vytvoření modelu vozidla s pohonem a se zdrojem energie v programu Simulink. Výsledný model vozidla obsahuje model superkondenzátoru a synchronního motoru s permanentním magnetem. Vozidlo v modelu je představováno pomocí zátěže elektrického pohonu. V závěru práce jsou na vytvořeném modelu provedeny simulace jízd a následně jsou výsledky analyzovány.
|
|
|
Kypřidla pro elektrody superkondenzátorů
Hovorka, Martin ; Dvořák, Petr (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá problematikou superkondenzátorů a kypřidel aktivního uhlíku použitého pro výrobu elektrod superkondenzátorů. Naším cílem bylo ověření ideálního poměru uhlíku a kypřidla ve zkoumané elektrodě. Použité materiály byly: Expandovaný grafit, hydrogenuhličitan sodný, hydrogenuhličitan amonný a mravenčan amonný. Pro měření na elektrodách bylo použito metody cyklické voltametrie. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo s materiálem hydregenuhličitan sodný při ideálním poměru uhlíku a kypřidla 1:0,5. Během měření bylo zjištěno že na výslednou kapacitu elektrody při použití expandovaného grafitu má zásadní vliv hmotnost elektrody.
|
|
|
Elektrické autobusy
Forman, Tomáš ; Porteš, Petr (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce shrnuje poznatky o elektrických autobusech, zejména pak z hlediska rozvržení trakčních komponent ve vozidle. První část se lehce zabývá historií a postupným vývojem elektromobilů a zejména elektrobusů. V druhé části jsou shrnuty nejčastěji využívané zásobníky elektrické energie s uvedením vhodnosti použití pro každý typ. Pozornost je věnována i umístění zásobníků ve vozidle. Následující kapitola se věnuje trakčním elektromotorům, nejčastěji používaným typům a na závěr kapitoly je uvedeno nejběžnější umístění těchto komponent ve vozidle s uvedením výhod a nevýhod pro jednotlivé typy. Ve čtvrté kapitole je výběr elektrických autobusů na současném trhu s důrazem na konstrukční řešení různých výrobců. Předposlední kapitola obsahuje souhrn toho, kam se v současné době trh s elektrobusy posouvá a jaký je aktuální vývoj v této oblasti. Závěrečná kapitola je kapitolou výpočetní a snaží se ukázat zjednodušený postup při výpočtu ideální kapacity baterií na zvolenou trasu elektrobusu.
|
|
|
Supercapacitor Parameters Dependence on Charging Duration
Kuparowitz, Tomáš
Supercapacitor (SC) parameters dependence on charging time is analyzed for Nesscap 2.7V / 10F. Charging was performed using constant current in the range from 0.5 A to 5 A. Reciprocal capacitance (C-1) was calculated. It linearly decreases with applied charge. During SC charging, the effective distance of charges on electrode-electrolyte interface decreases, due to the charge distribution being altered by mobile ions inside electric field. Ions are at first moving by drift, and then by diffusion processes. Effective thickness of electrolyte negative charge is determined from reciprocal capacitance. The effective thickness varies between 2.6 nm and 2.1 nm.
|
host ::
RSS.