Akkulaboratorio

Abstract

Tämä insinöörityö on tehty alustavana kokonaisvaltaisena suunnitelmana tulevaa mahdollista Metropolia AMK:n akkujen testauslaboratoriota varten. Laboratoriossa tultaisiin tekemään ISO 12405 -standardisarjan mukaisia testejä, joita tässä työssä tarkastellaan. Työssä on huomioitu mahdollisimman laajasti kaikki testaukseen liittyvät asiat akkujen materiaaleista ja rakenteesta lähtien, sähköisen ja mekaanisen puolen suunnittelun kannalta ja selvitetty kustannukset ensimmäiselle viidelle toimintavuodelle.

Työn alussa kuvataan, millaisia akkuja aiotaan testata, jotta saadaan käsitys siitä, millainen testauslaitteiston tulee olla. Teoriaan kuuluu sekä akkujen materiaalien selvitys, että erilaisten kennojen rakenteelliset erot. Kun nämä asiat tunnetaan, osataan toimia turvallisesti sellaisten laitteiden kanssa, jotka kykenevät luovuttamaan suuria virtoja. Teoria osuudessa selvitetään myös, mitkä tahot hyötyvät ja miten akkulaboratorion olemassaolosta.

Suunnitelmaosuudessa pohditaan, millaista laitteistoa laboratorioon tarvitaan ja tarkastellaan eri vaihtoehtoja ratkaisuiksi. Suunnittelu on jaettu sähköisen ja mekaanisen puolen vaatimusten selvittämiseen, jotta saavutettaisiin turvallinen ja standardien mukainen testiympäristö.

Lopulta esitetään laskelma, paljonko koko laboratorion rakentaminen ja ylläpito tulee maksamaan. Kulut on pyritty laskemaan mahdollisimman tarkasti, mutta riittävästi yläkanttiin, jotta vältytään budjetin ylityksiltä.

Tämän insinöörityön on tarkoitus olla pohjustus useammalle kyseiseen akkujen testauslaboratorioon liittyvälle insinöörityölle, joista jokainen keskittyy omiin osa-alueisiinsa.

This Bachelor’s thesis was carried out as a preliminary plan for a possible battery testing laboratory of Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. According to this plan ISO 12405 standardized tests would be conducted in this laboratory. This thesis deals with all the essential factors that have to be taken into consideration when testing batteries, e.g. battery materials and structures, planning electrical and mechanical implementation. Also how much the battery laboratory would cost during the first five years was estimated.

First this thesis describes what kind of batteries will be tested to get better understanding of what kind of test equipment will be required. There is a theory part of differences in battery cell chemistry and structure. When these attributes are known it will be safe to operate with the equipment which is capable of giving out high currents. The theory part also explains which parties will benefit from the battery laboratory and discusses how they will benefit from it.

The planning part describes what kind of testing equipment will be needed and discusses different possibilities for artificial load. The planning work was divided into two parts: determining the electrical and the mechanical requirements so that the new laboratory would have safe environment for testing and it would meet the standard requirements.

Finally, this thesis gives an estimate how much it would cost to build the laboratory and keep it running. The expenses are calculated as closely and as realistically as possible so that exceeding the budget would be avoided.

The main objective of this thesis was to be a background study for several future Bachelor’s theses dealing with this battery testing laboratory and each of them will have their focus on their own field expertise.