This thesis presents a high-speed and high-resolution (HH) calorimetric method for electro-thermal characterization of batteries. The electrical and thermal response of a battery to a sequence of square current pulses in an isothermal environment is analyzed to determine the entropy variations and the internal ohmic resistance as a function of state-of charge. The proposed method's measurement duration is reduced compared to the conventional calorimetry methods by optimizing the rest time between the square current pulses in the sequence. An exponential-regression-based approach is adopted to estimate the exchanged heat energy between the battery and the external environment, which allows reduction in the waiting time due to the slow thermal relaxation of the battery after each current pulse. The heat flux measurements are performed using an in-house developed calorimetry device that incorporates flexible thermoelectric sensors for a compact design. The ohmic (DC) resistance and the entropy-variations profiles of two pouch cells of 340 and 650mAh rated capacities were extracted over the entire range of states of charge with resolution as low as 2.5%.
이 논문은 배터리의 전열 특성화를 위한 고속 및 고해상도(HH) 열량 측정 방법을 제시한다. 등온 환경에서 일련의 사각 전류 펄스에 대한 배터리의 전기적 및 열적 반응을 분석하여 엔트로피 변화와 충전 상태의 함수로서의 내부 옴 저항을 결정한다. 제안된 방법의 측정 지속 시간은 시퀀스에서 사각 전류 펄스 사이의 휴식 시간을 최적화하여 기존의 열량 측정 방법보다 감소한다. 각 전류 펄스 인가를 마친 후 배터리의 느린 열 이완으로 인해 대기 시간을 줄일 수 있는 배터리와 외부 환경 사이의 교환된 열에너지를 추정하기 위해 지수 회귀 기반 접근 방식을 채택한다. 열량 측정은 소형 설계를 위해 플렉시블 열전 소자를 내장한 자체 개발된 열량 측정 장치를 사용하여 수행한다. 340mAh 및 650mAh 정격 용량의 두 파우치 셀의 옴 저항(DC) 및 엔트로피 변화 프로파일은 최대 2.5%의 낮은 분해능으로 전체 충전 상태 범위에서 추출하였다.
