STARÝ, V. Zkoumání teplotních změn olověného akumulátoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.

Posudek vedoucího

Bača, Petr

Student Viktor Starý se ve své práci zabývá studiem teplotních změn záporných aktivních hmot olověných akumulátorů pracujících v různých režimech provozu. Vzrůst teploty olověného akumulátoru hraje významnou roli především v bezúdržbových akumulátorech, kdy může dojít až k extrémnímu nárůstu teploty (thermal runaway) končící mechanickou destrukcí akumulátoru. Detailní porozumění procesům, které se podílejí na tepelném managementu akumulátorů, je nezbytným předpokladem pro jejich úspěšné použití v širokém rozsahu aplikací. Student provedl veškeré experimentální práce na pracovišti elektrochemických zdrojů ústavu elektrotechnologie FEKT, zařízení a podmínky měření přizpůsobil přístrojovému vybavení a možnostem pracoviště. Na základě výsledků experimentů zpracoval bakalářskou práci v rozsahu 40 stran včetně seznamu použité literatury. Práci rozčlenil do sedmi kapitol. Teoretická část zahrnuje úvod do problematiky hybridních elektrických vozidel, základní dělení elektrochemických článků s detailním rozborem problematiky olověného akumulátoru. Rozebírá se zde také tepelný management akumulátoru a jednotlivé děje, které přispívají k růstu celkové teploty článku. Praktická část popisuje experimentální elektrodu a měřící pracoviště. V závěrečné části student vypočítává celkové teplo, které produkuje záporná elektroda v průběhu vybíjení a určuje část, kterou se na celkovém teplu podílí exotermická vybíjecí reakce. Požadavky zadání student splnil v plném rozsahu, v práci postupoval se zájmem o zpracovávanou problematiku, k řešení problémů přistupoval samostatně a s potřebnou iniciativou. Práce je sepsána pečlivě a přehledně, její vnější úprava a grafické zpracování jsou na dobré úrovni. Odborná úroveň odpovídá znalostem získaným v daném oboru. Předložená práce a její zpracování splňují všechny požadavky kladené na bakalářskou práci. Práce přináší nové poznatky do oblasti tepelných dějů probíhajících v záporné elektrodě olověného akumulátoru při vybíjení. Práci doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Křivík, Petr

Student ve své bakalářské práci řeší problematiku teplotních změn aktivní hmoty záporné elektrody olověného akumulátoru během formace a vybíjení různými proudy. V práci se také snaží vypočítat celkové teplo a příspěvky jednotlivých složek přispívajících k ohřevu záporné elektrody (Jouleovo teplo a teplo vzniklé exotermickou elektrochemickou reakcí). Teoretická část práce popisující akumulátory používané v hybridních elektrických vozidlech obsahuje některé nepřesnosti (např. název hybridní elektronická vozidla - str. 10, elektrolyt je látka schopná vytvářet kladné a záporné ionty - str. 18, apod.). Některé obrázky nejsou dostatečně ostré. Práce trpí také formálními nedostatky (např. u některých rovnic nejsou uvedeny jednotky a popis proměnných, pro teplotu i čas je použito stejné označení t, což působí někdy problémy v určení správné veličiny - viz. např. rov. 5.5, 5.6, 5.7), V grafech je pro teplotu použit symbol t a v některých T, přitom vhodné označení pro Celsiovu teplotu je theta. Popis grafů je často dublován - je umístěn nad i pod grafem. V rovnici 5.10 a 6.3 je vynechána proměnná čas (doba vybíjení), což ovlivní výsledné vypočítané hodnoty tepla vytvořeného v důsledku elektrochemických reakcí. Navíc výsledné hodnoty tepla se udávají mylně v J (správná jednotka má být kJ, jelikož hodnoty entalpií jsou dosazeny v kJ/mol). Udávané hodnoty tepla tedy odpovídají vybíjecímu času 1ms. Vybíjecí čas se přitom pohyboval okolo 8000s, což způsobí nárůst vypočteného tepla cca o 6-7 řádů. V rov. 5.11 naopak proměnná čas přebývá. Navíc bych doporučil při výpočtu celkového tepla v rov. 5.11 počítat spíš s měrnou tepelnou kapacitou záporné hmoty c [(J/(kg.K)], kde se počítá také s hmotností aktivní hmoty a vzorec doplnit o hmotnost místo tepelné kapacity experimentální nádoby C [J/K], kde se s hmotností záporné hmoty nepočítá. Výsledné vypočítané uvolněné celkové teplo při vybíjení se pak bude pohybovat v řádech tisíců J. Uvedené konkrétní výpočty však nejsou součástí zadání bakalářské práce. Na str. 33 na základě srovnání tepelných účinností student tvrdí, že exotermická reakce na záporné elektrodě vyprodukuje ještě víc tepla než celý olověný akumulátor včetně této elektrody, což neodpovídá realitě. V práci chybí bližší popis příměsí - velikost částeček a jejich množství v záporné hmotě. Schéma pracoviště na str. 10 je nedostatečné, navíc chybí popis měření teploty - jak byla teplota měřena, použité čidlo teploty, kde přesně bylo čidlo umístěno. Také bych doporučil v budoucí práci započítat do celkové tepelné bilance článku podíl ochlazování od okolního prostředí. Předložená práce přes uvedené nedostatky splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci. Proto práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou D.

eVSKP id 40513