Search

Tato práce se zabývá problémy spojeni s SVM, definicí primární optimalizační úlohy a jak ji pomocí Lagrangeových multiplikátorů převést na konvexní duální úlohu kvadratického programování. Dále vysvětluje princip SVM a aplikuje algoritmy pro řešení duální úlohy vycházející z metody sdružených gradientů v Matlabu. Zabývá se implementací rozšíření jako volný okraj a použití různých kernel funkcí při řešení duální minimalizační úlohy. Díky těmto rozšířením se dá SVM použít pro nelineární klasifikaci nebo pro klasifikaci dat, která jsou zatížena chybou a nelze je úspěšně separovat libovolnou funkcí., This bachelor thesis helps to understand problems related with the SVM, definition of primary optimalization task, and explain how it convert to convex dual optimalization task of quadratic programming. The thesis shows algorithms based on conjugate gradients method to solve convex dual problem and describes how to implement extensions like Soft margin and different kernel function. Due to this methods the SVM can classify non-linear datasets or classify error loaded datasets which can't be successfully separated by any function., Ve zpracování, Import 04/07/2011

Metoda rozložení oblastí - FETI je v současnosti hojně používanou metodou při řešení velkkých úloh. Jednou z nevýhod její současné podoby je "zbytečně přesné" řešení dílčích úloh ve chvíly, kdy to není nezbytné. V této diplomové práci je popsán odlišní přístup k FETI za využití rozšířených lagrangiánů. Takovýto postup umožňuje velice efektivně přesnost vnitřních úloh řídit a dramaticky tak snížit náročnost řešení., FETI method is currently widely used for large-scale problems solving. One of its main drawbacks is that it solves inner cycles with too high precision. This thesis is concerned with finding and describing different approach , using augmented lagrangians, that enables efective precision control of inner cycles.

Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ., This thesis is completion of whole stage of researches and it is a result of existing need of increase efficiency, utilization rate and service life of lead acid batteries VRLA planned for utilization in hybrid electric vehicles in mode of partial state-of-charge PSoC. During the application of mode PSoC at lead acid battery occurs irreversible sulfation of negative electrodes and thus to loss their charging capability. This phenomenon, according to the latest trend called PCL3, isn´t connected with subsequently referred effects PCL1, PCL2, show up on positive electrodes. Result of this thesis is finding a new types of additives, determine their optimum amount and size in such a way that innovated composition of negative active materials be able to resist sulfation of negative electrode during operation in mode PSoC. Part of the effort to clarify actions ongoing on negative active material and causes non-returnable sulfation electrodes is also monitoring of structural changes electrode active material by using environmental scanning electron microscope, which helped to clarify processes related with loss of capacity in mode PSoC. Special attention during reserches was focused on study of the properties contact layers between collector and electrodes active material and itself active materials lead-acid battery druring exploitation. There were gain new information about influence repeated cycling of (charging, discharging) the critical area of the electrodes. Measurements was carried out on specially prepared experimental electrodes DC Difference Method, this enabled obtain data in situ.

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin., This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu., This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin., This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin., This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu., This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ., This thesis is completion of whole stage of researches and it is a result of existing need of increase efficiency, utilization rate and service life of lead acid batteries VRLA planned for utilization in hybrid electric vehicles in mode of partial state-of-charge PSoC. During the application of mode PSoC at lead acid battery occurs irreversible sulfation of negative electrodes and thus to loss their charging capability. This phenomenon, according to the latest trend called PCL3, isn´t connected with subsequently referred effects PCL1, PCL2, show up on positive electrodes. Result of this thesis is finding a new types of additives, determine their optimum amount and size in such a way that innovated composition of negative active materials be able to resist sulfation of negative electrode during operation in mode PSoC. Part of the effort to clarify actions ongoing on negative active material and causes non-returnable sulfation electrodes is also monitoring of structural changes electrode active material by using environmental scanning electron microscope, which helped to clarify processes related with loss of capacity in mode PSoC. Special attention during reserches was focused on study of the properties contact layers between collector and electrodes active material and itself active materials lead-acid battery druring exploitation. There were gain new information about influence repeated cycling of (charging, discharging) the critical area of the electrodes. Measurements was carried out on specially prepared experimental electrodes DC Difference Method, this enabled obtain data in situ.

Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ., This thesis is completion of whole stage of researches and it is a result of existing need of increase efficiency, utilization rate and service life of lead acid batteries VRLA planned for utilization in hybrid electric vehicles in mode of partial state-of-charge PSoC. During the application of mode PSoC at lead acid battery occurs irreversible sulfation of negative electrodes and thus to loss their charging capability. This phenomenon, according to the latest trend called PCL3, isn´t connected with subsequently referred effects PCL1, PCL2, show up on positive electrodes. Result of this thesis is finding a new types of additives, determine their optimum amount and size in such a way that innovated composition of negative active materials be able to resist sulfation of negative electrode during operation in mode PSoC. Part of the effort to clarify actions ongoing on negative active material and causes non-returnable sulfation electrodes is also monitoring of structural changes electrode active material by using environmental scanning electron microscope, which helped to clarify processes related with loss of capacity in mode PSoC. Special attention during reserches was focused on study of the properties contact layers between collector and electrodes active material and itself active materials lead-acid battery druring exploitation. There were gain new information about influence repeated cycling of (charging, discharging) the critical area of the electrodes. Measurements was carried out on specially prepared experimental electrodes DC Difference Method, this enabled obtain data in situ.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ., This thesis is completion of whole stage of researches and it is a result of existing need of increase efficiency, utilization rate and service life of lead acid batteries VRLA planned for utilization in hybrid electric vehicles in mode of partial state-of-charge PSoC. During the application of mode PSoC at lead acid battery occurs irreversible sulfation of negative electrodes and thus to loss their charging capability. This phenomenon, according to the latest trend called PCL3, isn´t connected with subsequently referred effects PCL1, PCL2, show up on positive electrodes. Result of this thesis is finding a new types of additives, determine their optimum amount and size in such a way that innovated composition of negative active materials be able to resist sulfation of negative electrode during operation in mode PSoC. Part of the effort to clarify actions ongoing on negative active material and causes non-returnable sulfation electrodes is also monitoring of structural changes electrode active material by using environmental scanning electron microscope, which helped to clarify processes related with loss of capacity in mode PSoC. Special attention during reserches was focused on study of the properties contact layers between collector and electrodes active material and itself active materials lead-acid battery druring exploitation. There were gain new information about influence repeated cycling of (charging, discharging) the critical area of the electrodes. Measurements was carried out on specially prepared experimental electrodes DC Difference Method, this enabled obtain data in situ.

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu., This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin., This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod., This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin., This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu., This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.

Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu., This doctoral dissertation deals with the study of the effect of additives on the properties of the negative electrode of a lead-acid battery. The work focuses on the investigation of the additive/base material interface for the negative electrode (so-called active mass) using atomic force microscopy (AFM). A lead sheet was used as the base material, on which the given additive was applied. The effects of carbon, TiO2, glass fibers and Indulin AT were specifically investigated. The negative electrode was cycled by a potentiostat in a defined manner and the morphology of the electrode surface was continuously scanned by AFM. This created a time sequence of images on which events on the surface of the electrode during its charging/discharging were captured. These records serve to better understand the effect of additives on the resulting properties of constructed lead-acid cells, specifically on the ability to form or dissolve PbSO4 crystals, which are formed during cell discharge and are responsible for the decrease in total capacity - gradual surface sulfation.