dc.contributor.author	Mach, Ondřej	cs
dc.contributor.other	Černohorský Josef, doc. Ing. Ph.D. :54931	cs
dc.date.accessioned	2025-10-20T11:51:33Z
dc.date.available	2025-10-20T11:51:33Z
dc.date.committed	2024-12-15	cs
dc.date.defense	2025-06-27	cs
dc.date.issued	2025-06-27	cs
dc.date.submitted	2024-02-08	cs
dc.description.abstract	Disertační práce zpracovává komplexní téma pokročilých battery management systémů. Úvodní část rámcově seznamuje s principy nejčastěji využívaných Li-Ion článků. Rozdílná elektrochemická skladba definuje rozsahy využití, které se promítají do přístupu vyvíjené elektroniky a později i do implementovaných matematických modelů. Aplikační selekce vhodných článků vedoucí k sestavování bateriových modulů lze opírat i o přidružené formy zapouzdřených ochran, které za určitých podmínek přinášejí místo bezpečnostních záruk neakceptovatelná rizika. Navazující kapitola poodkrývá problematiku vybraných současných řešení BMS, shrnuje jejich funkcionalitu a typické konstrukční limity. Uvedené koncepty topologií blokově vystihují typy obvodových struktur a režimy modulárního rozšiřování. Vývoj vlastního specifického řešení a realizace pokročilého systému řízení elektronického managementu současných moderních Li-Ion článků lze principiálně kategorizovat na více dílčích částí. Z pohledu elektroniky na výkonové rozhraní, monitorovací analog front-end obvody, komunikační periferie a centrální řídící jednotku. Firmwarová výbava zohledňuje matematicko-fyzikální modely článků. Battery management systém slouží pro kontinuální dynamické monitorování toku elektrické energie a může být realizován například podpůrnými obvody firmy Texas Instruments řady BQ769x0 nebo BQ7961x. Volba konkrétního AFE obvodu ovlivňuje variabilní sériovou kombinaci článků, možnosti jejich přístupu, parametry registrů a externí komunikační rozhraní. Jednoprocesorová řídící jednotka, mimo své úsporné provozní fáze, s požadovanou periodou vyčítá z AFE obvodů provozní informace, které jsou zpracovávány implementovanými algoritmy. Princip pokročilého řízení vyžaduje plnou kontrolu nad připojenými Li-Ion články, které jsou na počátku prvními provozními cykly důkladně mapovány. Vyvinutá BMS jednotka BQ79 disponuje možností sériového řetězení s ostatními bateriovými bloky. Vzájemná komunikace je k vysokým napěťovým potenciálům nutná galvanicky oddělovat. Hlavními problémy práce se jeví elektronické provedení celého systému s ohledem na potenciálně vysoké provozní proudy spínacích prvků, precizní multi-rozsahové měření a také i vhodné softwarové vybavení. Poslední kapitola práce zaměřuje pozornost na matematicko-fyzikální modelování současně moderních chemií Li-Ion článků a techniku transformace vztahů do softwarových struktur integrovaného MCU.	cs
dc.description.abstract	The dissertation deals with the complex topic of advanced battery management systems. The introductory part provides an overview of the principles of the most commonly used Li-Ion cells. The different electrochemical composition defines the ranges of applications, which are reflected in the approach of the developed electronics and later in the implemented mathematical models. The application selection of suitable cells leading to the assembly of battery modules can also be based on associated forms of encapsulated protection, which under certain conditions introduce unacceptable risks instead of safety guarantees. The following chapter highlights the issues of selected current BMS solutions, summarizing their functionality and typical design limits. The topology concepts presented here provide a block diagram of the types of circuit structures and modular expansion schemes. The development of a custom specific solution and the implementation of an advanced electronic management system for today's modern Li-Ion cells can be principally categorized into several subparts. From an electronics perspective, the power interface, the monitoring analog front-end circuitry, the communication peripherals and the central control unit. The firmware takes into account the mathematical and physical models of the battery. The battery management system is used for continuous dynamic power flow monitoring and can be implemented, for example, by Texas Instruments BQ769x0 or BQ7961x series support circuits. The single-processor controller, outside of its power-saving operating phase, reads out the operating information from the AFE circuits with the required period, which is processed by the implemented algorithms. The principle of advanced control requires full control over the connected Li-Ion cells, which are thoroughly mapped at the beginning of the first operating cycles. The central control unit has the possibility of serial daisy chaining with other battery blocks. Intercommunication is required to be galvanically isolated to high voltage potentials. The main challenges of the work appear to be the electronic design of the whole system with respect to the potentially high operating currents of the switching elements, precise multi-scale measurements as well as suitable software. The last chapter of the thesis focuses attention on the mathematical and physical modelling of the battery and the technique of transforming the relationships into software structures of the integrated MCU.	en
dc.format	166	cs
dc.identifier.uri	https://dspace.tul.cz/handle/15240/178108
dc.language.iso	CS	cs
dc.subject	systém správy baterií	cs
dc.subject	Li-Ion baterie	cs
dc.subject	vyvažování článků	cs
dc.subject	predikce stavu nabití	cs
dc.title	Elektronika a softwarová struktura BMS	cs
dc.type	diplomová práce	cs
local.degree.abbreviation	Doktorský	cs
local.identifier.author	M24000208	cs
local.identifier.stag	49030	cs

Elektronika a softwarová struktura BMS

Files

Original bundle

Collections