Druhotné využití trakčních akumulátorů elektrických vozidel

Ing. Veronika Štekerová

Disertační práce

The 2nd. Life utilisation of traction batteries of electric vehicles

Anotace:

Disertační práce se zabývá problematikou trakčních akumulátorů elektrických vozidel (EV). V blízké budoucnosti doslouží velký objem baterií, které slouží jako pohon pro EV. Tyto baterie si však stále mohou uchovat kapacitu, která by mohla být využita v aplikacích druhého života baterií, například právě pro akumulaci elektrické energie z fotovoltaických panelů v rámci domácnosti. Díky tomu se baterie mohou stát součástí cirkulární ekonomiky, místo toho, aby se staly odpadem. První fáze byla ověření deklarovaných parametrů vybraných elektrických vozidel. Ověření se provádělo v rámci testovacích jízd s jednotlivými vozidly na předem stanovené trase. Testovací jízdy byly prováděny v různých ročních obdobích, aby bylo vidět, jaký vliv má na trakční akumulátor například chladnější počasí. Pro rozvoj projektů, kde lze využít vyřazené trakční akumulátory je nutný dostatečný počet baterií a s tím je tedy úzce spojený rozvoj elektromobility na našem území, který bez kvalitní infrastruktury nemůže nastat. Je tedy potřeba zhodnotit stávající infrastrukturu s nápady o její rozšíření, spolu s analýzou připravenosti elektrické přenosové soustavy ČR k zásobování elektrických vozidel na našem území, protože i to může mít vliv na elektromobilitu jako takovou. Pro pochopení, kdy vlastně baterie jako taková může skončit svůj první život v elektrickém vozidle, je v další kapitole popsán její životní cyklus. V neposlední řadě je věnována pozornost i samotné metodice pro klasifikaci baterií, že je vhodná pro 2nd Life využití. Ne všechny baterie totiž lze efektivně využít dále a pro některé baterie je nutné zvolit variantu recyklace. Proto se práce zaměřuje na možnost vhodného posouzení. Díky spolupráci se společností ŠKODA Auto a.s. se podařilo získat data z pilotního projektu, kde hrají hlavní roli právě 2nd Life baterie, které jsou využity jako akumulátor elektrické energie. Současný stav tohoto pilotního projektu je v práci uveden.

Abstract:

The dissertation deals with the issue of traction electric batteries of electric vehicles (EV). It is expected that large volume of batteries will be used in the future. Those batteries serve as a drive for EV. However, these batteries can still retain the capacity that could be used in second-life battery applications, for example to store electricity from photovoltaic panels in the home. As a result, batteries can become part of the circular economy instead of becoming waste. The first phase was the verification of the declared parameters of selected electric vehicles. The verification was performed as part of test drives with individual vehicles on a predetermined route. The test runs were carried out at different times of the year to see the effect of external conditions, for example colder weather on the traction battery. A sufficient number of batteries is required for the development of 2nd Life projects as well as for the development of electromobility in our territory. This development cannot occur without quality infrastructure which is very closely connected with this. Therefore it is necessary to evaluate the existing infrastructure and bring new ideas for its expansion. This is addressed in another part of the work together with an analysis of the readiness of the Czech electricity transmission system to supply electric vehicles in our territory. The next chapter is focused on life cycle of EV batteries. It is important to understand when the battery itself can end its first life in an electric vehicle. Once the battery has reached the end of its life, it can be classified as a 2nd Life battery. Then it is ready to be be reused and avoid high recycling costs. Last but not least, attention is paid to the methodology for battery classification, that it is suitable for 2nd Life use. Not all batteries can be used efficiently and for some batteries it is necessary to choose a recycling option. Therefore, the work focuses on the possibility of appropriate assessment. Thanks to the cooperation with ŠKODA Auto we managed to obtain data from a pilot project. Batteries in this project play a major role and server as an electricity accumulator. The current state of this pilot project is presented in the work.

Klíčová slova

recyklace, 2nd Life, cirkulární ekonomika, životní cyklus

Keywords

life cycle, recycling, 2nd Life, circular economy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 1. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Miroslav Růžička, CSc.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Technická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Energetika / Energetika