Master's Thesis

Automated battery tester

Final Thesis 10.92 MB

Author of thesis: Bc. Tomáš Linek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Čala, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Ctibor

Abstract:

This Master's thesis focuses on the development of an automated battery testing system using the Python programming language. The main objective was to create a software solution with a modular architecture that automates the control of measuring instruments, data acquisition, and enables the generation of measurement reports. The implemented solution enables easy extension to support additional devices, which was achieved by implementing a layer of driver libraries for various types of measuring instruments. The thesis also includes a system design based on a review of existing battery testing systems, an analysis of available instrumentation, and standard battery testing methods. The thesis also analyzes the measurement uncertainties of battery capacity using the Monte Carlo method to verify the accuracy of the proposed system. The conducted tests confirm the ability of the resulting application to perform automated battery testing with variable test parameter settings.

Keywords:

automated test system, battery testing, instrument control, Python, SCPI communication

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval a zopověděl otázky oponenta. Na otázky komise reagoval bez výhrad.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Cybernetics, Control and Measurements (MPC-KAM)

Composition of Committee

prof. Ing. Michal Prauzek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jakub Arm, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Čala, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Lepka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Čala, Ph.D.

Student pracoval převážně samostatně. Konzultace vyhledával dle potřeby a byl na ně vždy dobře připraven. Průběžně informoval o stavu práce a řešil zejména strategická rozhodnutí. Odevzdávaný text měl trvale velmi vysokou úroveň a vyžadoval pouze drobné korekce. Ačkoliv je práce rozsáhlejší, zůstává přehledná a srozumitelná, přičemž rozsah odpovídá kvalitě praktické části. Tu student řešil s konzultantem ve firmě a výsledkem je funkční řešení s velmi dobrou praktickou využitelností. Práce s literaturou je kvalitní a pozitivně se promítla do návrhu praktické části. Antiplagiátorský systém nezjistil relevantní shodu. Celkově hodnotím práci stupněm A/97 bodů. Points proposed by supervisor: 97

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Ctibor

Předložená diplomová práce se zabývá vývojem proprietárního softwaru pro testování baterií s využitím externího hardwaru – především regenerativních elektronických zdrojů/zátěží. Práce čítá 108 stran a je rozdělena logicky do celkem šesti kapitol s přílohami. V první kapitole se student seznámil s profesionálními testovacími systémy včetně jejich funkcí a se standartně používanými metodami testování baterií. Nabyté poznatky poté student zúročí při návrhu svého softwarového řešení. V druhé kapitole se následně seznámil s hardwarovým vybavením firmy, které následně používá k realizaci testovacího systému. V třetí kapitole se zabývá systémovým návrhem, architekturou a bezpečnostními funkcemi software. Čtvrtá kapitola je věnována popisu samotné realizace, kde vysvětluje a zdůvodňuje co a proč jak funguje. V páté kapitole student analyzuje nejistoty měřící metody a v závěrné šesté kapitole systém otestuje.
Práce je na výborné grafické a stylistické úrovni. Student odborně popisuje a analyzuje problémy i rizika spojené s vývojem software. V práci se prakticky nevyskytují ani gramatické chyby nebo překlepy. Navržený software má logickou architekturu a strukturu, jsou správně ošetřeny výjimky, jsou použity pokročilé funkce objektově orientovaného programování jako je dědičnost apod. Software je navíc brilantně okomentován, včetně popisu funkcí, jejich parametrů a následně vygenerována softwarová dokumentace v html. Při tvorbě software byl také kladen důraz na modulárnost a budoucí rozšiřitelnost. Student ke své práci využíval téměř pouze odbornou literaturu, vědecké články a reference manuály k hardware.
Práce musela dát velké množství práce, působí propracovaným dojmem. Z mého pohledu bych tomu vytknul jen jednu věc, která však není explicitně specifikována v zadání – škoda že program nezobrazuje real-time průběh napětí a proudu, kdy by operátor hned na první pohled viděl, zdali během testu nenastala nějaká anomálie. Jinak student splnil všechny body zadání a práci tak doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Jak se systém zachová, když dojde k neobnovitelné ztrátě komunikace s hardwarem? Jak by se toto dalo řešit?
  2. Na str.38 píšete, že nepřipojená baterie před začátkem testu je nežádoucí stav. Jak tím pádem řešíte rázový nabíjecí proud výstupní kapacity zátěže, která je trvale na svorkách?
  3. Str. 62 – detekce odpojené baterie v průběhu testu. „nejprve je vyhodnocena skoková změna v hodnotách měřeného proudu následovaná trvale nízkou hodnotou“ – jak toto realizujete? Má jít potom obnovit test a pokračovat? Při testování nechodilo.
  4. Str. 68 odst. 1 – „Například při volbě závislosti napětí na čase cyklu je výsledný graf rozdělen podle jednotlivých cyklů, přičemž každý cyklus je zobrazen jako samostatná křivka“ – jak detekujete začátek cyklu, aby se křivky „srovnali“ tak jak mají? (jinak super featura)
  5. Jak by bylo složité rozšířit program, aby šlo z jedné instance programu testovat několik baterií zároveň, probíhající testy by byli shrnuty v okně „overview“.
Points proposed by reviewer: 99

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová