Metode Perhitungan SOC

Apa itu SOC?

State of Charge (SOC) baterai adalah rasio daya yang tersedia saat ini terhadap total kapasitas daya, biasanya dinyatakan dalam persentase. Menghitung SOC secara akurat sangat penting dalam bateraiSistem Manajemen Baterai (BMS)karena membantu menentukan sisa energi, mengelola penggunaan baterai, danmengontrol proses pengisian dan pengosongan, sehingga memperpanjang umur baterai.

Dua metode utama yang digunakan untuk menghitung SOC adalah metode integrasi arus dan metode tegangan rangkaian terbuka. Keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan, dan masing-masing menimbulkan kesalahan tertentu. Oleh karena itu, dalam aplikasi praktis, metode ini sering dikombinasikan untuk meningkatkan akurasi.

 

1. Metode Integrasi Saat Ini

Metode integrasi saat ini menghitung SOC dengan mengintegrasikan arus pengisian dan pengosongan. Keunggulannya terletak pada kesederhanaannya, tidak memerlukan kalibrasi. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Catat SOC pada awal pengisian atau pengosongan daya.
2. Mengukur arus selama pengisian dan pengosongan.
3. Integrasikan arus untuk menemukan perubahan muatan.
4. Hitung SOC saat ini menggunakan SOC awal dan perubahan muatan.

Rumusnya adalah:

SOC=SOC awal+Q∫(I⋅dt)​

Di manaI adalah arus, Q adalah kapasitas baterai, dan dt adalah interval waktu.

Penting untuk dicatat bahwa karena resistansi internal dan faktor-faktor lain, metode integrasi saat ini memiliki tingkat kesalahan tertentu. Selain itu, diperlukan periode pengisian dan pengosongan yang lebih lama untuk mencapai hasil yang lebih akurat.

 

2. Metode Tegangan Sirkuit Terbuka

Metode tegangan sirkuit terbuka (OCV) menghitung SOC dengan mengukur tegangan baterai saat tidak ada beban. Kesederhanaannya merupakan keunggulan utamanya karena tidak memerlukan pengukuran arus. Langkah-langkahnya adalah:

1. Tetapkan hubungan antara SOC dan OCV berdasarkan model baterai dan data pabrikan.
2. Ukur OCV baterai.
3. Hitung SOC menggunakan hubungan SOC-OCV.

Perhatikan bahwa kurva SOC-OCV berubah seiring penggunaan dan masa pakai baterai, sehingga memerlukan kalibrasi berkala untuk menjaga keakuratan. Resistensi internal juga memengaruhi metode ini, dan kesalahan lebih signifikan pada kondisi pengosongan daya yang tinggi.

 

3. Menggabungkan Metode Integrasi Saat Ini dan Metode OCV

Untuk meningkatkan akurasi, metode integrasi dan OCV saat ini sering digabungkan. Langkah-langkah untuk pendekatan ini adalah:

1. Gunakan metode integrasi saat ini untuk melacak pengisian dan pengosongan, memperoleh SOC1.
2. Ukur OCV dan gunakan hubungan SOC-OCV untuk menghitung SOC2.
3. Gabungkan SOC1 dan SOC2 untuk mendapatkan SOC final.

Rumusnya adalah:

Sok = k1⋅Sok1+ k2⋅Sok2

Di manak1 dan k2 adalah koefisien bobot yang jumlahnya 1. Pilihan koefisien bergantung pada penggunaan baterai, waktu pengujian, dan akurasi. Biasanya, k1 lebih besar untuk pengujian pengisian/pengosongan daya yang lebih lama, dan k2 lebih besar untuk pengukuran OCV yang lebih presisi.

Kalibrasi dan koreksi diperlukan untuk memastikan keakuratan saat menggabungkan metode, karena resistansi internal dan suhu juga memengaruhi hasil.

 

Kesimpulan

Metode integrasi saat ini dan metode OCV merupakan teknik utama untuk penghitungan SOC, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Menggabungkan kedua metode tersebut dapat meningkatkan akurasi dan keandalan. Namun, kalibrasi dan koreksi sangat penting untuk penentuan SOC yang tepat.