리튬 배터리 충전 상태 추정을 위한 전류형 임피던스 분광기 개발 및 적용

YUAN Jian-ying ,  

ZOU Ming-jia ,  

ZHAO Jie ,  

HUANG Yang-chun ,  

YU Yao-guang ,  

CUI Guo-feng ,  

摘要

고출력 밀도의 소형 리튬 배터리 전류형 전기화학 임피던스 분광기(GEIS) 분석기가 개발되었으며, 높은 집적도, 높은 정밀도, 큰 출력 자극 및 넓은 테스트 주파수 범위 등 장점을 갖추어 다양한 리튬 배터리 GEIS 테스트 요구를 충족합니다. 기기 전체 설계가 완료된 후 하드웨어 시스템 모듈에 대한 심층 테스트가 진행되어 시스템의 신뢰성과 정확성을 보장했습니다. 실제 18650형 리튬 배터리에 대해 GEIS 테스트를 수행하고 결과를 전문 기기인 Gamry Reference 600+와 비교한 결과, 임피던스 크기의 상대 오차와 위상 절대 오차가 각각 2% 및 3°를 초과하지 않았습니다. 제안된 배터리 상태(SOC) 추정 알고리즘을 검증하기 위해 이 장비를 사용하여 실제 배터리 샘플을 테스트했으며, 총 60개의 서로 다른 SOC에서 리튬 배터리 임피던스 스펙트럼 데이터를 획득했습니다. 임피던스 스펙트럼 데이터를 가우스 과정 회귀(GPR)의 입력으로 사용하여 리튬 배터리 SOC를 평균 절대 오차 3.9% 내에서 추정할 수 있습니다. 본 논문에서 개발한 리튬 배터리 GEIS 분석기는 배터리 관리 시스템에 통합되어 임피던스 스펙트럼 기반의 다양한 리튬 배터리 상태 추정 알고리즘에 실시간 데이터 소스를 제공함으로써 리튬 배터리의 더 높은 수준의 운용 상태 모니터링을 실현할 수 있을 것으로 기대됩니다.

关键词

전류형 전기화학 임피던스 분광;충전 상태 추정;임피던스 분광 테스트;리튬 배터리;가우스 과정 회귀

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