Metode Perhitungan SOC

Apa itu SOC?

Status Pengisian Daya (SOC) baterai adalah rasio pengisian daya saat ini terhadap total kapasitas pengisian daya, biasanya dinyatakan dalam persentase. Menghitung SOC secara akurat sangat penting dalam aSistem Manajemen Baterai (BMS)karena membantu menentukan sisa energi, mengatur 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 mempunyai kelebihan dan kekurangan, dan masing-masing menimbulkan kesalahan tertentu. Oleh karena itu, dalam penerapan praktis, metode ini sering digabungkan 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.
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 arusnya, Q adalah kapasitas baterai, dan dt adalah selang waktu.

Penting untuk dicatat bahwa karena hambatan internal dan faktor lainnya, metode integrasi saat ini memiliki tingkat kesalahan. Selain itu, memerlukan periode pengisian dan pengosongan yang lebih lama untuk mencapai hasil yang lebih akurat.

 

2. Metode Tegangan Sirkuit 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 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 akurasi. Resistensi internal juga mempengaruhi metode ini, dan kesalahan lebih signifikan pada kondisi debit tinggi.

 

3. Menggabungkan Integrasi Saat Ini dan Metode OCV

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

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

Rumusnya adalah:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

Di manak1 dan k2 adalah koefisien bobot yang berjumlah 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 hambatan internal dan suhu juga memengaruhi hasil.

 

Kesimpulan

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