Kun Róbert (szerk.)

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Fejezetek a villamosenergia-rendszerek, az elektrokémiai és további energiatárolási technológiák témaköréből

4.2. Diagnosztikai vizsgálatok az állapotfelmérésben és a hibák előrejelzésében

Elektrokémiai impedancia-spektroszkópia:

Az elektrokémiai impedancia-spektroszkópia (EIS) a Li-ion-akkumulátorok állapotának elemzésére szolgáló általános módszer. Az EIS során kis amplitúdójú váltakozó áramot vezetnek át az akkumulátoron, és a frekvencia és az impedancia közötti kapcsolatot vizsgálják. Ez a módszer lehetővé teszi az olyan elektrokémiai folyamatok elemzését, mint a töltés- és az ionvezetés, amelyek kritikus fontosságúak az akkumulátorok teljesítményének megértéséhez és nyomon követéséhez [5].

Hődiagnosztikai vizsgálatok:

A hődiagnosztika a Li-ion-akkumulátorok vizsgálatának másik fontos területe. A termikus diagnosztikai tesztek célja az olyan körülmények felderítése, amelyek túlzott hőtermeléshez vezethetnek, és ezáltal növelik az akkumulátor öregedésének és meghibásodásának kockázatát. A hőmérséklet és a belső hőeloszlás nyomon követése lehetővé teszi különböző hőelemzési technikák, például a hőkamerás és infravörös érzékelők használatát. A hődiagnosztikai tesztek különösen fontosak azokban az alkalmazásokban, ahol a hőingadozás jelentősen befolyásolja az akkumulátor teljesítményét. Ezek a tesztek segítenek elkerülni a túlmelegedési állapotokat és a termikus megfutásokat, amelyek komoly biztonsági kockázatot jelentenek, különösen az elektromos járművek és az ipari energiatároló rendszerek esetében.

Adatvezérelt diagnosztikai módszerek:

Az elmúlt években az adatvezérelt diagnosztikai módszerek elterjedése jelentős előrelépéshez vezetett a Li-ion-akkumulátorok nyomon követése és előrejelzése terén. Ezek a módszerek gépi tanulási algoritmusokat és nagy adathalmazokat használnak az akkumulátorok teljesítményének elemzésére, lehetővé téve pontosabb előrejelzéseket az akkumulátorok állapotának és élettartamának meghatározásához. Az adatvezérelt megközelítéseket például olyan előre jelző karbantartási stratégiák kidolgozására használják, amelyek segítenek elkerülni a váratlan meghibásodásokat és meghosszabbítják az akkumulátorok élettartamát [6].

Az adatvezérelt diagnosztika előnye, hogy valós időben képes elemezni a különböző akkumulátorparamétereket, például a feszültséget, az áramot és a hőmérsékletet. A gépi tanulási algoritmusok, például a neurális hálózatok és regressziós modellek használata gyors és pontos diagnózist tesz lehetővé, ami kritikus fontosságú a folyamatos működés fenntartásához és a megbízhatóság növeléséhez.

Degradációs és biztonságimenedzsment-diagnosztikai tesztek:

A Li-ion-akkumulátorok élettartamának és biztonságának növelése érdekében fontos a degradációs és biztonsági menedzsment területén alkalmazott diagnosztikai tesztek integrálása. Ezek a tesztek az akkumulátor belső komponenseinek változásait és degradációs mechanizmusait figyelik meg, különös tekintettel az elektrolit lebomlására, az anódfelület változásaira és a réteghatár növekedésére. Az ilyen típusú diagnosztikai vizsgálatok elengedhetetlenek a biztonságtechnikai rendszerek számára, hiszen az akkumulátor degradációs folyamatai idővel jelentős teljesítménycsökkenést és potenciális meghibásodási kockázatot eredményezhetnek [7]. A degradációs diagnosztikai tesztek olyan iparágakban különösen fontosak, ahol az akkumulátorok hosszú távú használata elvárt, mint például az energiatárolás vagy az elektromos járműipar. Ezen tesztek segítségével lehetőség nyílik a biztonságtechnikai kockázatok csökkentésére és az akkumulátor élettartamának meghosszabbítására, amiely közvetlenül hozzájárul a rendszeres karbantartási és biztonsági intézkedések fejlesztéséhez.

Összefoglalva: a Li-ion-akkumulátorok diagnosztikai tesztjei létfontosságúak a biztonság és teljesítmény szempontjából. A különböző diagnosztikai módszerek, beleértve az elektrokémiai, hődiagnosztikai, adatvezérelt és degradációs teszteket, lehetővé teszik az akkumulátorok teljesítményének pontos monitorozását és a hibák előrejelzését. Az akkumulátorok diagnosztikai eszközeinek folyamatos fejlesztése segít minimalizálni a baleseti kockázatokat és növeli az eszközök megbízhatóságát a modern technológiai alkalmazásokban.

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 126 9

Műszaki tudományok

A kötet átfogó, horizontális tematikával vezeti be az olvasót az akkumulátor értéklánc teljes spektrumába: bemutatja a villamosenergia-piac működését, a telepített energiatárolási megoldásokat, az akkumulátorok járműipari alkalmazása terén az alternatív hajtásláncok felépítését és kulcskomponenseit, valamint részletesen tárgyalja a Li-ion akkumulátorok felépítését, működését, gyártástechnológiáját és a legfrissebb fejlesztési irányokat. Áttekintést nyújt továbbá az akkumulátorok biztonságtechnikájáról, diagnosztikai eljárásairól és az újrahasznosítás legfontosabb szempontjairól. Az olvasó átfogó képet kaphat az elektrokémiai energiatárolás technológiai hátteréről, a mobilitási és telepített tárolási megoldások térnyeréséről, az akkumulátoripar hazai és globális fejlődési irányairól, valamint az ezekhez kapcsolódó lehetőségekről, kihívásokról és szabályozási kérdésekről. A kötet az akkumulátorgyártás alaplépéseitől a jármű- és energiarendszer-integrációig, a töltőinfrastruktúrától a biztonságtechnikai, gazdasági és jogi aspektusokig számos kapcsolódó területet is tárgyal. Hasznos olvasmány lehet gépész-, villamos- és vegyipari mérnökök, mechatronikai és gazdasági szakemberek, autóipari és energiaipari szereplők, valamint a közszféra és az oktatás területén dolgozók számára – de mindazoknak is, akik naprakész, rendszerszintű tudást keresnek az energiatárolás és az elektromobilitás dinamikusan fejlődő világában. A kötet elkészítését a Magyar Akkumulátor Szövetség támogatta.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kun-energiatarolasi-es-akkumulatoripari-alapismeretek//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero