본 논문에서는 휴대용 전류형 전기화학 임피던스 분광기(GEIS) 테스트 장치를 개발하였으며, 고출력, 고정밀 및 광대역 주파수 테스트 범위 등의 장점을 갖추어 다양한 상태의 리튬 배터리 GEIS 테스트에 적합하다. 이 장치는 0~5A의 자극 신호를 정확히 출력할 수 있으며, 12비트 디지털-아날로그 변환기(DAC) 칩을 사용하여 자극 크기를 조절하고 100kHz~10mHz 범위 내 임피던스 신호를 감지할 수 있다. 456080형 리튬 배터리를 테스트하고 Gamry Reference 600+ 결과와 비교한 결과, 본 장치가 측정한 임피던스 크기값의 상대 오차와 절대 오차가 각각 0.56%~1.8%를 넘지 않았다. 제안된 배터리 건강상태(SOH) 예측 알고리즘을 검증하기 위해 본 장치를 사용하여 샘플 배터리를 실제 테스트하였고, 다양한 상태의 리튬 배터리 데이터 486세트를 획득하였다. 임피던스 스펙트럼 데이터를 XGBoost 알고리즘 입력값으로 사용하여 리튬 배터리 SOH를 정확히 추정할 수 있으며 평균 오차가 낮고 안정성이 우수하다. 본 논문에서 개발한 GEIS 테스트 시스템은 임피던스 스펙트럼 기반 실시간 데이터를 더 많이 제공하여 배터리 수명 예측에 기여하고 보다 포괄적인 배터리 상태 모니터링을 구현할 수 있다.

전류형 전기화학 임피던스 분광; 배터리 건강 상태 예측; 리튬 이온 배터리; 극한 그래디언트 부스팅