Ανάλυση συσσωρευτών τεχνολογίας λιθίου για εφαρμογές ηλεκτροκίνησης

Κερασώτης, Χαράλαμπος; Kerasotis, Charalampos

dc.contributor.author	Κερασώτης, Χαράλαμπος	el
dc.contributor.author	Kerasotis, Charalampos	en
dc.date.accessioned	2025-03-21T08:48:38Z
dc.date.available	2025-03-21T08:48:38Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61393
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29089
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτροκίνηση	el
dc.subject	Συσσωρευτές ιόντων λιθίου	el
dc.subject	Κελιά συσσωρευτών	el
dc.subject	Υλικά καθόδου συσσωρευτών	el
dc.subject	Συστήματα διαχείρησης συσσωρευτών	el
dc.subject	Electric vehicles	en
dc.subject	Lithium-ion batteries	en
dc.subject	Battery cells	en
dc.subject	Battery cathode materials	en
dc.subject	Battery management systems	en
dc.title	Ανάλυση συσσωρευτών τεχνολογίας λιθίου για εφαρμογές ηλεκτροκίνησης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Electric Vehicles	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-23
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία μελετώνται οι συσσωρευτές τεχνολογίας ιόντων λιθίου μέσω δεδομένων και πειραματικών αποτελεσμάτων που διατίθενται στη βιβλιογραφία καθώς και προσομοιώσεων για συγκεκριμένους συσσωρευτές που υλοποιήθηκαν σε περιβάλλον Matlab/Simulink και επιβεβαιώθηκαν πειραματικά στο Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος του ΕΜΠ. Αρχικά, παρουσιάζεται επισκόπηση των συσσωρευτών και σχετικών διαδικασιών φόρτισης που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές ηλεκτροκίνησης. Στη συνέχεια περιγράφονται οι διαμορφώσεις και αρχές λειτουργίας των συσσωρευτών διαφόρων χημικών διεργασιών και απαριθμούνται τα κύρια λειτουργικά χαρακτηριστικά τους. Ακολουθεί η σύγκριση των βασικών εναλλακτικών τύπων συσσωρευτών που έχουν χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές ηλεκτροκίνησης και καταγράφονται τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας ιόντων λιθίου, η οποία έχει επικρατήσει στα εμπορικά ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Σε ένα επόμενο βήμα εξετάζονται λεπτομερέστερα οι συσσωρευτές ιόντων λιθίου, τα διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κάθοδο και άνοδο, τα είδη κελιών και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής τους. Στη συνέχεια, αναλύονται τα φαινόμενα γήρανσης των συσσωρευτών ιόντων λιθίου και περιγράφονται μοντέλα πιθανοτήτων που προβλέπουν την κατάσταση υγείας τους. Μετά από σύντομη επισκόπηση των συστημάτων διαχείρησης συσσωρευτών παρουσιάζεται το σύστημα που υιοθετήθηκε από την ερευνητική ομάδα «Προμηθέας» του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου για τη διαχείριση του συσσωρευτή του ιδιοκατασκευασμένου πρότυπου οχήματος. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι τεχνολογίες φόρτισης που έχουν αναπτυχθεί για τα εμπορικά ηλεκτρικά οχήματα και περιγράφονται τα συστήματα φόρτισης ενός αμιγώς ηλεκτρικού και ενός υβριδικού οχήματος φορτιζoμένου από φορτιστή (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV). Τέλος, περιγράφονται μοντέλα που αναπτύχθηκαν σε περιβάλλον Matlab/Simulink για την ανάλυση φόρτισης/εκφόρτισης των συσσωρευτών του οχήματος «Πυρφόρος ΙΙΙ» που κατασκεύασε η προαναφερθείσα ερευνητική ομάδα «Προμηθέας» και επιβεβαιώθηκαν μέσω πειραματικών αποτελεσμάτων.	el
heal.abstract	The present thesis investigates lithium-ion batteries characteristics through data and experimental results available in the literature, and develops a model implemented in Matlab/Simulink environment, validated through experimental measurements in a particular battery bank carried out at the Laboratory of Electrical Machines and Power Electronics of NTUA. In a first step, a brief overview of the battery systems implemented in electromobility applications is presented. Then the general operating principles of different types of batteries are described and their basic characteristics are listed. This is followed by a comparison of the main chemistries used in batteries while the relative advantages of lithium-ion technology are highlighted, explaining its dominance in electric vehicles. Afterwards, the details of lithium-ion batteries characteristics are described, the different cathodes and anodes used, the types cells implemented as well as the factors impacting on their lifetime are discussed. Then, the phenomena involved in aging of lithium-ion batteries are mentioned and probability models predicting their health status are considered. In addition, battery management systems are explained and the battery management system adopted by "Prometheus" research group of the National Technical University of Athens is presented. In addition, the charging technologies developed for commercial electric vehicles are explained, followed by detailed descriptions of the charging systems of a battery electric vehicle and a plug-in hybrid vehicle. Finally, modeling procedures implemented in Matlab/Simulink environment have been developed, enabling analysis of battery charging/discharging characteristics, validated by experimental measurements carried out on the batteries of “Pyrforos III” prototype vehicle manufactured by the above-mentioned "Prometheus" research group.	en
heal.advisorName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Γκόνος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false