This research presents the development of an advanced electrochemical impedance spectroscopy (EIS) system, focused on enhancing battery safety diagnostics. Conventional EIS systems, although effective in offering chemical insights of batteries through impedance measurement across frequencies, face challenges in accuracy, measurement time, and device size, hindering their integration into EVs. This study introduces a novel EIS system incorporating two innovative approaches: the uniform time interval–uniform period repetition (UTI-UPR) balanced perturbation method and a modified continuous wavelet transform (CWT)-based impedance extraction algorithm. A prototype of this system, including both analog and digital components, was developed and validated through PCB-level implementation. This research demonstrates that the proposed EIS system effectively overcomes the limitations of conventional methods by offering a balanced approach to accuracy and measurement time, while maintaining a compact device size suitable for integration into EV systems.
본 논문은 배터리 안전 진단을 위한 전기화학 임피던스 분광 시스템을 제시한다. 기존의 전기화학 임피던스 분광 시스템은 주파수에 걸쳐 임피던스를 측정해 배터리의 화학적 특성을 파악하는 데 효과적이지만, 정확도, 측정 시간, 장치 크기의 제약으로 인해 전기차에의 통합에 어려움이 있었다. 본 연구는 균일 시간 간격 – 균일 주기 반복 균형법과 배터리 전기화학 임피던스 분광 시스템에 최적화된 연속 웨이블릿 변환 기반 임피던스 추출 알고리즘을 통합한 새로운 전기화학 임피던스 분광 시스템을 소개한다. 본 논문에서 제안한 시스템의 프로토타입은 시스템 내 아날로그 및 디지털 요소를 모두 포함하여 구성되었고, 아날로그 부의 경우 보드 수준에서 구현 및 검증되었다. 본 논문은 제안된 전기화학 임피던스 분광 시스템이 기존 방법의 한계를 극복하고, 전가치 시스템에 통합하기 적합한 장치 크기를 유지하면서 정확도와 측정 시간 사이의 균형잡힌 접근 방식을 효과적으로 제공함을 보인다.
