Detail předmětu

Baterie pro elektromobilitu a infrastruktura

FSI-QBBAk. rok: 2024/2025

Tento předmět se zaměřuje na studium baterií používaných v elektrických vozidlech a infrastruktury nezbytné pro jejich provoz. Studenti se seznámí s principy fungování baterií, jejich typy, vlastnosti a technologický vývoj. Dále se budou zabývat infrastrukturou nabíjecích stanic a problematikou managementu dobíjení. Cílem předmětu je poskytnout studentům hlubší znalosti o bateriích pro elektromobilitu a infrastruktuře, aby mohli přispět k efektivnímu rozvoji elektromobility.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Kazda, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním laboratorních protokolů a absolvováním semestrálního testu. Zkouška ověřuje znalosti získané na přednáškách i ve cvičeních, je písemná zahrnující test a může mít ústní část ověřující znalosti po písemné části.


Výuka ve cvičeních je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů a ve zcela výjimečných případech je řešena individuálně s garantem předmětu.

Učební cíle

Studenti budou mít hlubší znalosti o principech fungování baterií používaných v elektrických vozidlech. Porozumí chemickým reakcím a procesům v bateriích a budou schopni vysvětlit, jak tyto procesy ovlivňují výkon a životnost baterií. Studenti se seznámí s infrastrukturou nabíjecích stanic pro elektromobily. Budou schopni identifikovat různé typy nabíjecích stanic a pochopit jejich funkci a dostupnost. Získají znalosti o možnostech rychlonabíjení a běžného nabíjení a porozumějí výzvám spojeným s rozvojem nabíjecí infrastruktury.
Znalost principů fungování baterií: Studenti budou mít hlubší znalosti o principech, které stojí za fungováním baterií používaných v elektrických vozidlech. Budou schopni vysvětlit chemické reakce a procesy v bateriích a pochopit, jak tyto procesy ovlivňují výkon a životnost baterií. Studenti budou schopni správně řídit proces dobíjení elektromobilů a optimalizovat provoz. Budou mít dovednosti pro efektivní správu dobíjení, minimalizaci zátěže na elektrickou síť a diskutovat o různých strategiích a technologiích.

Základní literatura

KORTHAUER, Reiner. Lithium-Ion Batteries: Basics and Applications. 1. Berlín: Springer Berlin, Heidelberg, 2018. ISBN 978-3-662-53069-6. 

(EN)

PATEL, Nil, Akash Kumar BHOI, Sanjeevikumar PADMANABAN a Jens Bo Holm-Nielsen HOLM-NIELSEN. Electric Vehicles: Modern Technologies and Trends. 1. Singapore: Springer Nature Singapore, 2021. ISBN 978-981-15-9253-9. 

(EN)

KATHIRESH, M., G. R. KANAGACHIDAMBARESAN a Sheldon S. WILLIAMSON. E-Mobility: A New Era in Automotive Technology. 1. Switzerland: Springer Cham, 2021. ISBN 978-3-030-85423-2. 

(EN)

Doporučená literatura

THOMAS B. REDDY, EDITOR, Thomas B. Reddy, editor a editor emeritus. DAVID LINDEN. Linden's handbook of batteries. 4th ed. New York: McGraw-Hill, 2011. ISBN 978-007-1624-190. (EN)

(EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AAE-P magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CZS , 1. ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Kazda, Ph.D.

Osnova

Předmět seznamuje studenty programu s poznatky z oblasti akumulátorů používaných v rámci elektromobility, ekologickými aspekty jejich výroby, jejich bezpečností a nabíjecí infrastrukturou.

  1. Úvod do problematiky a organizace předmětu
  2. Historie elektromobility a baterií
  3. Baterie pro hybridní vozidla (NiMH, NiCd, olověné)
  4. Li-ion akumulátory pro elektromobilitu (Materiály používané v Li-ion akumulátorech)
  5. Li-ion akumulátory a jejich bezpečnost
  6. Budoucí trendy v bateriích pro elektromobilitu
  7. Diagnostické metody použitelné pro charakterizaci (Provozní charakteristiky baterií v elektromobilu)
  8. Battery second-life a ESS
  9. Ekologie výroby akumulátorů LCA
  10. Recyklace akumulátorů
  11. Nabíjecí infrastruktura
  12. Využití simulací pro akumulátory v elektromobilitě
  13. Zkouška

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Kazda, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod seznámení s laboratoří
  2. CC a CP vybíjení
  3. Měření EIS
  4. Exkurze
  5. Exkurze
  6. Náhradní cvičení

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Kazda, Ph.D.

Osnova

  1. Numerické cvičení (co je C, výpočet kapacity, výpočet napětí a proudů dle zapojení)
  2. Určení CO2 ekvivalentu z výroby baterií
  3. Vybíjecí charakteristiky
  4. CC a CP vybíjení
  5. BMS a její funkce
  6. Vliv teploty na kapacitu
  7. Návrh battery packu s BMS v rámci programu