Design and Implementation of Phase Response Measurement Device of Secondary Battery with Inductor Shunt

본 논문은 이차전지의 진단을 위해 인덕터션트에 대한 위상응답을 측정할 수 있는 장치를 설계하고 구현한다. 연구의 배경으로 이차전지의 Randle`s 고주파 등가 모델에 인덕터 션트를 사용하여 이차전지의 내부저항에 비례하는 위상응답을 유도할 수 있음을 제시한다. 위상응답의 측정을 위해 I/Q(Inphase/Quadrature)복조 방식을 사용하고 상대적으로 높은 측정주파수에 대응하는 위상측정의 정밀도를 높이기 위해 하나의 발진기를 공유하는 두 개의 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 동기화하여 트리거하는 하드웨어를 설계하였다. 설계된 하드웨어에서 I/Q 신호와 혼합변조된 신호는 LPF를 통과하여 A/D 변환기에서 MCU로 입력되며, 이를 이용해 이차전지의 위상응답을 산출하는 혼합 신호처리 방식의 장치를 설계하고 구현하였다. 본 논문의 구현된 장치를 검증하기 위해 시료로 사용된 납축전지에 대해 내부 파라미터를 측정하고 모의실험을 통해 위상응답을 구해, 이를 구현된 위상응답 측정장치에서 실측된 값과 비교하였다. 구현된 위상측정장치는 순천향대 신뢰성평가센터에서 위상측정 정밀도 ±0.15(°) 미만으로 인증받았으며 ,납축전지에 대해서 실측된 SOH에 대한 위상 편차 3.52(°/SOH 20%)에 대해 1.7(%)해상도로 SOH를 측정할 수 있다.