Emise vysokofrekvenční energie: Definice a souvislosti

05.03.2026

Tento článek se zabývá emisemi vysokofrekvenční energie v kontextu norem a metod měření. Zvláštní pozornost je věnována elektromobilům a vývoji bateriových technologií.

Elektromobily a bateriové technologie

Trh s elektromobily rychle roste v důsledku ekologických a ekonomických faktorů. Elektromobily nabízejí nulové přímé emise a nižší náklady na pohonné hmoty ve srovnání s vozidly poháněnými fosilními palivy. Celosvětový prodej elektromobilů dosáhl v roce 2023 13,6 milionu kusů a předpokládá se, že tato čísla v blízké budoucnosti výrazně porostou [1,2].

Vzhledem k tomu, že se elektromobily stávají stále rozšířenějšími, bude vývoj v oblasti bateriových technologií rozhodující pro podporu potřeb tohoto rostoucího odvětví v oblasti skladování energie. Baterie, které pohánějí elektromobily, musí uchovávat více energie a zároveň musí být bezpečnější, menší, lehčí a levnější, než umožňuje současná technologie. Zlepšení v oblasti hustoty energie je obzvláště důležité, protože baterie jsou jednou z nejtěžších a nejdražších součástí elektromobilů.

Polovodičové baterie (SSB) jako alternativa

Jak bylo uvedeno v předchozím příspěvku na blogu, polovodičové baterie (SSB) jsou potenciálně lepší alternativou k li-ion bateriím (LIB). SSB by mohly přispět k rozsáhlejšímu rozšíření elektromobilů tím, že poskytují vyšší hustotu energie pomocí pevného elektrolytu namísto hořlavého kapalného. Přirozená houževnatost pevných elektrolytů pomáhá zvýšit bezpečnost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi tím, že výrazně snižuje riziko požáru v důsledku zkratu.

Přestože je technologie SSB stále ve fázi výzkumu a vývoje (až na výjimky [3]), je velkým příslibem pro zvýšení výkonu baterií. To zahrnuje možnost vyššího napětí, delší životnosti baterie a rychlejšího nabíjení. Ačkoli mají celočlánkové baterie velký potenciál, narážejí na problémy s kontakty na rozhraní mezi katodou a kompozitním elektrolytem (obrázek 1, vpravo). Tato rozhraní "pevná látka - pevná látka" představují problém pro účinný tok iontů a elektronů v baterii. Pro řešení tohoto omezení navrhli výzkumníci hybridní systémy s pevným a kapalným elektrolytem (SE/LE).

Čtěte také: Co je vysokofrekvenční energie?

Charakterizace SSB a elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS)

Charakterizace SSB představuje pro výzkumníky nové elektrochemické výzvy. V kapalných článcích jsou měření elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS) často omezena na frekvenci pod 100 kHz (viz aplikační poznámky na konci tohoto článku).

Na obrázku 2 je zobrazen impedimetrický profil vytvořený pomocí simulačního nástroje dostupného v softwaru NOVA od společnosti Metrohm Autolab na základě dat publikovaných Fuchsem a kol [6]. Z porovnání obou křivek na obrázku 2 je zřejmé, že analýza omezená na 1 MHz by k úplné charakterizaci tohoto článku nestačila.

Tradiční potenciostaty/galvanostaty (PGSTAT) používané pro EIS mají obvykle maximální použitelný frekvenční rozsah 1 MHz nebo méně. Zatímco pro charakterizaci většiny kapalných článků je tato horní hranice dostatečná, pro rozlišení impedančních znaků transportních mechanismů v pevných elektrolytech je tato horní hranice nedostatečná. Byly vyvinuty nejmodernější PGSTAT s analyzátorem frekvenční odezvy (FRA), které umožňují provádět testy EIS až do frekvence 10 MHz (o jeden řád vyšší než standardní PGSTAT).

Pro plné pochopení mechanismů transportu iontů v nových pevnolátkových materiálech je nezbytné vhodné experimentální uspořádání a hardware schopný pracovat ve vysokofrekvenčním rozsahu nad 1 MHz [7]. Pro zajištění přesných výsledků EIS nad 1 MHz je zásadní zdůraznit význam použití krátkých, dobře propojených vodičů. Jedná se o standardní funkci obsaženou v nástroji VIONIC, která řeší potenciální příspěvky rozptylové impedance z kabelů a konektorů.

Normy pro emise vysokofrekvenční energie

Tato norma je českou verzí evropské normy EN 55012:2002. Evropská norma EN 55012:2002 má status české technické normy. S účinností od 2005-02-01 se ruší ČSN CISPR 12 z květnaúnora 19998, která do uvedeného data platí souběžně s touto normou. Souběžně s touto normou se může do 2005-02-01 používat dosud platná ČSN CISPR 12 (33 4227) (33 4227) Motorová vozidla, motorové čluny a zařízení poháněná zážehovými motory -- Charakteristiky vysokofrekvenčního rušení -- Meze a metody měření z května 1999 v souladu s předmluvou EN 55012:2002.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Oproti předchozímu vydání normy je v této normě rozšířena a upřesněna řada ustanovení a přidány přílohy G a H. Tato mezinárodní norma byla připravena subkomisí CISPR D Elektromagnetické rušení souvisící s elektrickým/elektronickým zařízením vozidel a zařízení poháněných spalovacími motopry. Tímto pátým vydáním se ruší a nahrazuje čtvrté vydání z roku 1997. Toto vydání je technickou revizí.

Pro motorová vozidla platí především homologační předpisy. Jejich splněním je podmíněno používání vozidel v běžném provozu prakticky ve všech evropských zemích a v řadě dalších zemí. Vozidla a jiná zařízení poháněná spalovacími motory, na které se však nevztahují tyto směrnice (například zábavní motorové čluny) musí přesto splňovat požadavky směrnice 89/336/EC o EMC. Z tohoto důvodu a dále také z důvodu kontinuity předcházejících vydání normy CISPR 12, ze které všechny výše uvedené směrnice co se týče emise vycházejí, jsou požadavky na vysokofrekvenční emise stanoveny touto evropskou normou, která je schválena členy CENELEC.

Požadavky na emisi vysokofrekvenční energie jsou podobné k požadavkům výše uvedených směrnic. Norma se však týká, na rozdíl od homogolačních předpisů a směrnic, tak jak je pro normy evropské, IEC a CISPR běžné, pouze emise.

Obsah normy

Norma zahrnuje následující oblasti:

Rozsah platnosti
Normativní odkazy
Definice
Meze rušení
Metody měření
Metoda kontroly shody s požadavky CISPR

Dále norma obsahuje přílohy, které jsou normativní nebo informativní, a zabývají se statistickou analýzou výsledků měření, kalibrací antén, konstrukcí motorových vozidel ovlivňující vyzařování rušení zapalováním a dalšími aspekty.

Čtěte také: Více o pamětních emisích