GRYGAR, J. Výměník tepla pro systémy teplotního řízení bateriových modulů v elektrických vozidlech: experiment a simulace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Boháček, Jan

Práce s názvem „Výměník tepla pro systémy teplotního řízení bateriových modulů v elektrických vozidlech: experiment a simulace“ je rozdělena do teoretické (rešeršní) a praktické části. Teoretická část se dále logicky dělí do čtyř bodů. Co je to lithium-iontová baterie. Jak teplota baterie ovlivňuje její základní parametry – kapacitu, výkon, životnost. Jaké existují metody pro nabíjení resp. vybíjení Li-ion baterií a jakým způsobem můžeme vysvětlit generování tepla v nich.V praktické části se diplomant směle pustil jak do experimentu, tak do simulace. V rámci měření se zjišťovalo, zdali výměník z dutých polymerních vláken protékaný vodou uchladí jednotlivé válcové lithium-iontové články typu 18650 v konkrétním režimu nabíjení a vybíjení. Sledovala se maximální teplota a teplotní rozdíl mezi články. Z naměřených dat byl určen optimální průtok kapaliny výměníkem.Na praktickou část práce navazuje část výpočtová, v níž se diplomant věnuje simulaci laminárního proudění nestlačitelné kapaliny uvnitř několika paralelně řazených kusů výše zmíněného výměníku s cílem zjistit rozdělení průtoků v jednotlivých větvích výměníkového bloku. Výsledky ukázaly na důležitost umístění vstupních a výstupních komor pro přívod, resp. odvod chladící kapaliny. S pomocí simulace bylo též demonstrováno, že rozložení průtoků může být ovlivněno i náhodným rozdělením průměrů vláken ve reálném, vyrobeném výměníku. Obsah práce souhlasí v dostatečné míře s jejím názvem. Jednotlivé cíle v zadání diplomové práce byly naplněny, nicméně část s numerickými výpočty proudění ve výměníku tepla by si zasloužila podrobnější zpracování, např. detailnější analýzu vhodnosti použitých metod při řešení a alespoň nějakou smysluplnou interpretaci vypočtených výsledků. Naměřené tlakové ztráty chladiče jsou v práci okomentovány pouze dvěma větami. Grafické znázornění tlakové ztráty jakožto funkce průtoku chybí úplně. Rozsah práce je dostatečný. Seznam použité literatury s padesáti položkami je adekvátní. Literatura byla použita především v rešeršní části práce. Nicméně je zajímavé, že seznam literatury v podstatě nezahrnuje základní literární prameny uvedené v zadání diplomové práce, zejména potom excelentní literaturu související s použitým open-source softwarem OpenFOAM. Naopak bych rád v pozitivním duchu zdůraznil, že diplomant pracoval velice samostatně, což muselo být zvlášť náročné při pronikání do použitých open-source programů, konkrétně do Salome pro tvorbu geometrie, OpenFOAM pro simulace proudění a Paraview pro vizualizaci a zpracování výsledků. Žádný z těchto softwarů, pokud je mi dobře známo, se totiž na fakultě v rámci magisterských předmětů nevyučuje. Diplomovou práci Bc. Jana Grygara doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Mráz, Kryštof

V teoretické části diplomové práce se student zabýval nejprve obecně Li-ion bateriovými články, následně vlivem tepla na baterie a rozebráno je také generování tepla v samotných bateriích. Část 1.2, týkající se způsobů testování výměníků, je nelogicky zařazena do kapitoly o Li-ion článcích. Autor v této části uvedl do jednoho seznamu metody (CFD, testování v provozu) společně s popisem některých měřených veličin (tlakové ztráty, výkon), které tak působí jako samostatné metody, což nepřispívá srozumitelnosti a logice textu. Autor pracuje dostatečně s odkazy na literaturu, až na výjimky, viz otázka č.2. Několikrát se v textu objevují zkratky, které nebyly vysvětleny a čtenář tedy musí pátrat po významu jinde v textu. Z většiny je text na vysoké úrovni, ovšem občas se vyskytují shluky překlepů a podivných či neformálních formulací, jako například v abstraktu. Některé věty jsou hůře srozumitelné nebo postrádají logiku, např. „Avšak není potřeba znát přesnější informace o baterii a z jakých materiálů se skládá, v některých modelech je tohle klíčovým faktorem.“ Proměnlivá je také kvalita obrázků a grafů, nicméně práce je jinak zdařile naformátována s využitím nástroje LaTeX.  V praktické experimentální části byl autor příliš stručný. Postrádám například detailnější popis výměníku a také schéma nebo fotky měřící sestavy. Výsledky měření tlakových ztrát jsou pouze slovně shrnuty ve dvou větách. Výpočtová část je popsána detailněji, oceňuji orientaci v problematice výpočtů pomocí metody konečných objemů. Student využil pro výpočty open-source nástroje OpenFoam a Paraview, se kterými se musel pravděpodobně seznámit sám. Nicméně v práci mi zcela chybí interpretace získaných výsledků a např. zdůvodnění odchylek průtoků v jednotlivých vláknech, viz otázka č. 5. Obecně se dá říci, že informace obsažené v rešeršní části nejsou příliš využity v práci praktické a práce tedy netvoří kompaktní celek. Cíle práce byly ovšem splněny a práci proto doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 145656