高出力密度のコンパクトなリチウム電池電流型電気化学インピーダンススペクトル（GEIS）解析装置を開発した。本装置は高い集積度、高精度、大きな出力励起および広い測定周波数範囲の利点を有しており、様々なリチウム電池のGEIS測定需要を満たす。装置の全体設計を完了した後、ハードウェアシステムモジュールの詳細な試験を実施し、システムの信頼性と正確性を確保した。実際の18650型リチウム電池に対してGEIS試験を行い、結果を専門機器であるGamry Reference 600+と比較した結果、本装置のインピーダンスモジュール値の相対誤差および位相の絶対誤差はそれぞれ2%以下および3度以下であった。提案した電池の荷電状態（SOC）推定アルゴリズムを検証するため、本装置を用いて実際の電池サンプルを試験し、異なる60組のSOC下でのリチウム電池のインピーダンススペクトルデータを取得した。インピーダンススペクトルデータをガウス過程回帰（GPR）の入力として用いることで、リチウム電池SOCの推定が可能となり、平均絶対誤差は3.9%以内であった。本論文で開発したリチウム電池GEIS解析装置はバッテリーマネジメントシステムに統合され、インピーダンススペクトルに基づく多数のリチウム電池状態推定アルゴリズムにリアルタイムのデータソースを提供し、リチウム電池のより高度な運用状態モニタリングを実現することが期待される。

電流型電気化学インピーダンススペクトル;充電状態推定;インピーダンススペクトル試験;リチウム電池;ガウス過程回帰