Diplomová práce se zabývá elektrochemickou impedanční spektroskopií Li-Ion článků, kterou uvádí v praxi na platformě STM32. Cílem bylo seznámit se s metodou měření amplitudy a fáze vzorkovaného signálu a znalosti zúročit při navržení, implementaci a ladění systému pro měření a vizualizaci impedance článku a fáze signálu. Výsledek tvoří firmware pro měření impedanční spektroskopie na mikrokontroleru STM32H723ZG a klientská aplikace pro obsluhu zvoleného hardwaru a zobrazení výsledků. Práce popisuje konfiguraci všech potřebných periferií a dosažené výsledky porovnává s referenčním měřením.
Anotace v angličtině
This thesis deals with electrochemical impedance spectroscopy of Li-Ion batteries, which is then used for practical implementation on the STM32 platform. The goal was to get to know the measurement method of amplitude and phase sampling and then to use the knowledge for designing and developing a system for measuring and visualizing battery impedance and signal phase. I present the impedance spectroscopy firmware for the STM32H723ZG microcontroller and a client application for its administrating and interpreting its results. The work describes proper configuration of all chosen peripherals and the achieved results are being compared with reference measurements.
Diplomová práce se zabývá elektrochemickou impedanční spektroskopií Li-Ion článků, kterou uvádí v praxi na platformě STM32. Cílem bylo seznámit se s metodou měření amplitudy a fáze vzorkovaného signálu a znalosti zúročit při navržení, implementaci a ladění systému pro měření a vizualizaci impedance článku a fáze signálu. Výsledek tvoří firmware pro měření impedanční spektroskopie na mikrokontroleru STM32H723ZG a klientská aplikace pro obsluhu zvoleného hardwaru a zobrazení výsledků. Práce popisuje konfiguraci všech potřebných periferií a dosažené výsledky porovnává s referenčním měřením.
Anotace v angličtině
This thesis deals with electrochemical impedance spectroscopy of Li-Ion batteries, which is then used for practical implementation on the STM32 platform. The goal was to get to know the measurement method of amplitude and phase sampling and then to use the knowledge for designing and developing a system for measuring and visualizing battery impedance and signal phase. I present the impedance spectroscopy firmware for the STM32H723ZG microcontroller and a client application for its administrating and interpreting its results. The work describes proper configuration of all chosen peripherals and the achieved results are being compared with reference measurements.
Seznamte se s principem měření elektrochemické impedanční spektroskopie.
Navrhněte firmware pro mikrokontroler řady STM32, který bude provádět měření spektroskopie po jednotlivých frekvenčních krocích. Základem bude generování sinusového průběhu proudu PWM modulací zatěžovacího rezistoru a měření napěťové odezvy článku. Součástí FW bude komunikační rozhraní pro ovládání měření a odesílání výsledků do PC.
Program otestujte na prototypové desce. Výsledky porovnejte s daty zístkanými na aparatuře s měřicí kartou NI.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s principem měření elektrochemické impedanční spektroskopie.
Navrhněte firmware pro mikrokontroler řady STM32, který bude provádět měření spektroskopie po jednotlivých frekvenčních krocích. Základem bude generování sinusového průběhu proudu PWM modulací zatěžovacího rezistoru a měření napěťové odezvy článku. Součástí FW bude komunikační rozhraní pro ovládání měření a odesílání výsledků do PC.
Program otestujte na prototypové desce. Výsledky porovnejte s daty zístkanými na aparatuře s měřicí kartou NI.
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\theenumi]}
CHEN, C H, J LIU a K AMINE, 2001. Symmetric cell approach and impedance spectroscopy of high power lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 8.
KOSEOGLOU, M., E. TSIOUMAS, D. PAPAGIANNIS, N. JABBOUR a C. MADEMLIS, 2021. A Novel On-Board Electrochemical Impedance Spectroscopy System for Real-Time Battery Impedance Estimation. IEEE Transactions on Power Electronics [online]. 1–1. ISSN 1941-0107. Dostupné z: doi:10.1109/TPEL.2021.3063506
NUSEV, G., Đ JURIČIĆ, M. GABERŠČEK, J. MOŠKON a P. BOŠKOSKI, 2021. Fast Impedance Measurement of Li-ion Battery Using Discrete Random Binary Excitation and Wavelet Transform. IEEE Access [online]. 1–1. ISSN 2169-3536. Dostupné z: doi:10.1109/ACCESS.2021.3058368
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\theenumi]}
CHEN, C H, J LIU a K AMINE, 2001. Symmetric cell approach and impedance spectroscopy of high power lithium-ion batteries. Journal of Power Sources. 8.
KOSEOGLOU, M., E. TSIOUMAS, D. PAPAGIANNIS, N. JABBOUR a C. MADEMLIS, 2021. A Novel On-Board Electrochemical Impedance Spectroscopy System for Real-Time Battery Impedance Estimation. IEEE Transactions on Power Electronics [online]. 1–1. ISSN 1941-0107. Dostupné z: doi:10.1109/TPEL.2021.3063506
NUSEV, G., Đ JURIČIĆ, M. GABERŠČEK, J. MOŠKON a P. BOŠKOSKI, 2021. Fast Impedance Measurement of Li-ion Battery Using Discrete Random Binary Excitation and Wavelet Transform. IEEE Access [online]. 1–1. ISSN 2169-3536. Dostupné z: doi:10.1109/ACCESS.2021.3058368