Μελέτη και υλοποίηση πρότυπου συστήματος διαχείρισης μπαταριών λιθίου με χρήση μικροϋπολογιστή
Study and implementation of a prototype lithium battery management system using a microcomputer
Λέξεις-κλειδιά
Μπαταρίες λιθίου ; Arduino ; Πειραματική διάταξη ; Γήρανση μπαταριών ; Θερμοκρασία ; Υπερφόρτιση ; Αιχμή ; ΧωρητικότηταΠερίληψη
Οι μπαταρίες λιθίου αποτελούν την καρδιά κάθε ηλεκτρονικής συσκευής, λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και η ανθεκτικότητα. Ωστόσο, απαιτείται ενεργό σύστημα διαχείρισης (BMS), καθώς η μπαταρία επηρεάζεται αρνητικά από τις αυξημένες θερμοκρασίες λόγω των αυξημένων ρευμάτων φόρτισης/εκφόρτισης, με αποτέλεσμα τη μείωση της χωρητικότητας. Ως εκ τούτου, η συνεπής παρακολούθηση των παραμέτρων θερμοκρασίας, ισχύος και τάσης είναι ως προς τη διασφάλιση της μέγιστης διάρκειας ζωής. Η διπλωματική εργασία αυτή επικεντρώνεται στη μελέτη και την υλοποίηση ενός πρότυπου συστήματος διαχείρισης μπαταριών λιθίου με τη χρήση μικροϋπολογιστή Arduino. Ο στόχος είναι να εξεταστεί η επίδραση παραμέτρων όπως οι διακυμάνσεις τάσης και θερμοκρασίας, καθώς και οι διαφορετικοί κύκλοι φόρτισης/εκφόρτισης στη γήρανση των μπαταριών, μέσω πειραματικής διάταξης. Διαπιστώθηκε ότι η πειραματική διάταξη μπορεί να παρακολουθεί κρίσιμες παραμέτρους, διασφαλίζοντας την ασφαλή λειτουργία και την αποφυγή βλαβών όπως υπερθέρμανση και βραχυκυκλώματα. Η υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει τη γήρανση των μπαταριών, υποβαθμίζοντας τη χωρητικότητα και αυξάνοντας την εσωτερική αντίσταση. Η υπερφόρτιση προκαλεί δομικές αλλοιώσεις στα ηλεκτρόδια και επιδείνωση της απόδοσης της μπαταρίας. Η εργασία επισημαίνει τη σημασία της ανάπτυξης οικονομικών και ευέλικτων συστημάτων BMS για χρήση σε σύγχρονες εφαρμογές όπως ηλεκτρικά οχήματα και φορητές συσκευές.
Περίληψη
Lithium batteries are the heart of every electronic device, due to their advantages such as high energy density and durability. However, an active management system (BMS) is required as the battery is negatively affected by increased temperatures due to increased charge/discharge currents, resulting in a reduction in capacity. Therefore, consistent monitoring of temperature, power and voltage parameters is as to ensure maximum life span. This thesis focuses on the design and implementation of a model lithium battery management system using Arduino microcomputer. The objective is to investigate the effect of parameters such as
voltage and temperature variations, and different charge/discharge cycles on battery aging through an experimental setup. It was found that the experimental setup can monitor critical parameters, ensuring safe operation and avoiding failures such as overheating and short circuits. High temperature accelerates the aging of batteries, degrading the capacity and increasing the internal resistance. Overcharging causes structural changes in the electrodes and deterioration of battery performance. The paper highlights the importance of developing economical and flexible BMS systems for use in modern applications such as electric vehicles and portable devices.
Αριθμός σελίδων
86Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών ΜηχανικώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές