Akun toiminnan mallitus piirisimulaattorilla
Karhu, Veli-Matti (2016-05-03)
Karhu, Veli-Matti
V.-M. Karhu
03.05.2016
© 2016 Veli-Matti Karhu. Tämä Kohde on tekijänoikeuden ja/tai lähioikeuksien suojaama. Voit käyttää Kohdetta käyttöösi sovellettavan tekijänoikeutta ja lähioikeuksia koskevan lainsäädännön sallimilla tavoilla. Muunlaista käyttöä varten tarvitset oikeudenhaltijoiden luvan.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201605041621
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201605041621
Tiivistelmä
Kandidaatintyössä mallitettiin litiumioniakun ja nikkelimetallihydridiakun toimintaa LTspice-piirisimulaattorilla. Akkujen mallittamisessa käytettiin kahden erillisen piirin yhdistelmäpiiriä, jonka varauksen mukaan vaihtuvien komponenttien arvot muunnettiin matemaattisesti virtayhtälöiksi ja mallitettiin ohjatuilla virtalähteillä. Piirin napajännite ja lähtöimpedanssiin vaikuttavat komponentit muodostettiin piirisimulaattorin table-funktioilla. Yhdistelmäpiirin toinen osapuoli määrittää akun eliniän ja toinen mallittaa akun ominaisuudet sekä purkuvirran. Akkujen ominaisuuksien tutkimisen sekä parhaan akkumallin valinnan jälkeen tutkittiin akkujen varauskäyriä ja simulaatiossa tarvittavien komponenttien arvoja. Tutkittaviksi purkuvirroiksi valittiin litiumioniakulle 320 mA ja 160 mA ja nikkelimetallihydridiakulle 100 mA ja 300 mA. Simulointi suoritettiin transienttianalyysilla ja tuloksista huomattiin akulle ominaiset piirteet kuten litiumioniakun tasainen virranantokyky sekä nikkelimetallihydridiakun jännitepiikit virran muuttuessa. Akkusimulaatioista näkyi virran vaikutus akun kestoon, ja myös lämpötilan, akun nimellisen kapasiteetin sekä lataussyklien määrät pystyttiin ottamaan huomioon simulaatioissa. Muisti-ilmiötä ja akun elinikää ei pystytty havainnollistamaan testeissä johtuen siitä, että pitkäaikaisia testauksia useille akkuyksilöille ei suoritettu.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [29998]