Metode Perhitungan SOC

Apa itu SOC?

Status Pengisian (State of Charge/SOC) baterai adalah rasio antara daya yang tersedia saat ini dengan total kapasitas pengisian, biasanya dinyatakan dalam persentase. Menghitung SOC secara akurat sangat penting dalam sebuahSistem Manajemen Baterai (BMS)karena hal ini membantu menentukan energi yang tersisa, mengelola penggunaan baterai, danmengontrol proses pengisian dan pengosongan, sehingga memperpanjang masa pakai baterai.

Dua metode utama yang digunakan untuk menghitung SOC adalah metode integrasi arus dan metode tegangan rangkaian terbuka. Keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, dan setiap metode menimbulkan kesalahan tertentu. Oleh karena itu, dalam aplikasi praktis, metode-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 status SOC (State of Charge) pada awal pengisian atau pengosongan daya.
2. Ukur 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 lainnya, metode integrasi saat ini memiliki tingkat kesalahan tertentu. Selain itu, dibutuhkan periode pengisian dan pengosongan yang lebih lama untuk mencapai hasil yang lebih akurat.

 

2. Metode Tegangan Rangkaian Terbuka

Metode tegangan rangkaian terbuka (OCV) menghitung SOC dengan mengukur tegangan baterai saat tidak ada beban. Kesederhanaannya adalah 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 tegangan rangkaian terbuka (OCV) baterai.
3. Hitung SOC menggunakan hubungan SOC-OCV.

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

 

3. Menggabungkan Metode Integrasi Arus dan OCV

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

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

Rumusnya adalah:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

Di manak1 dan k2 adalah koefisien bobot yang jumlahnya sama dengan 1. Pilihan koefisien bergantung pada penggunaan baterai, waktu pengujian, dan akurasi. Biasanya, k1 lebih besar untuk pengujian pengisian/pengosongan 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 hasilnya.

 

Kesimpulan

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