Kapan Pembaruan SoH Terjadi (State of Health)

Pembaruan State of Health (SoH) pada baterai biasanya memanfaatkan beberapa parameter seperti State of Charge (SoC), tegangan, arus, suhu, siklus pengisian, dan kapasitas aktual baterai. Berikut adalah langkah umum algoritma untuk memperbarui nilai SoH berdasarkan parameter tersebut:

Definisi dan Parameter SoH

• SoH: Persentase kapasitas baterai dibandingkan kapasitas aslinya saat baru.
• SoC: Perkiraan persentase kapasitas energi yang tersisa.
• Parameter pendukung lainnya:
  • Tegangan baterai (V)
  • Arus baterai (I)
  • Suhu baterai (T)
  • Siklus pengisian ulang

Algoritma Pembaruan SoH

Algoritma berikut memanfaatkan berbagai parameter:

Langkah 1: Pengumpulan Data

• Ukur nilai tegangan (V), arus (I), dan suhu (T) secara berkala.
• Hitung atau dapatkan nilai SoC saat ini menggunakan metode coulomb counting atau estimasi berdasarkan karakteristik tegangan.

Langkah 2: Perhitungan Kapasitas Aktual

1. Integrasi Arus:

   • Hitung kapasitas baterai (Q) selama siklus pengisian atau pengosongan penuh: $$Q_{\text{actual}} = \int_{t_1}^{t_2} I \cdot dt$$
   • Di mana $t_1$ dan $t_2$ adalah waktu awal dan akhir pengisian/pengosongan penuh.

2. Bandingkan Kapasitas dengan Kapasitas Awal:

   • SoH dihitung menggunakan: $$SoH = \frac{Q_{\text{actual}}}{Q_{\text{rated}}} \times 100\%$$

Langkah 3: Pengaruh Tegangan dan Suhu

• Sesuaikan nilai kapasitas aktual dengan kondisi suhu dan tegangan:
  • Jika $T > T_{\text{max}}$ atau $T < T_{\text{min}}$, tambahkan koreksi degradasi.
  • Jika $V_{\text{nominal}} - V > \text{threshold}$, ini dapat menunjukkan kerusakan sel.

Langkah 4: Koreksi Berdasarkan Siklus Hidup

• Gunakan model empiris atau data produsen:
  • Kurangi nilai SoH sesuai dengan jumlah siklus pengisian ulang: $$\Delta SoH_{\text{cycle}} = f(\text{siklus})$$

Langkah 5: Penyimpanan dan Pembaruan

• Simpan nilai SoH ke dalam memori untuk pembaruan di waktu berikutnya.
• Jika perubahan signifikan terdeteksi (misalnya degradasi mendadak), beri peringatan.

7 Faktor Penyebab Pembaruan Nilai SoH

Koreksi nilai SoH dilakukan ketika ada kondisi atau waktu tertentu yang mempengaruhi akurasi estimasi SoH. Berikut adalah situasi utama di mana koreksi SoH diperlukan:

1. Setelah Siklus Pengisian atau Pengosongan Penuh

• Kapan dilakukan:
  • Setelah siklus pengisian penuh (SoC 0% → 100%) atau siklus pengosongan penuh (SoC 100% → 0%).
• Mengapa penting:
  • Siklus penuh memungkinkan pengukuran kapasitas aktual baterai melalui integrasi arus, yang menjadi dasar pembaruan SoH.
• Cara: Hitung kapasitas aktual ($Q_{\text{actual}}$) dan bandingkan dengan kapasitas nominal ($Q_{\text{rated}}$).

2. Setelah Terjadi Kondisi Suhu Ekstrem

• Kapan dilakukan:
  • Jika baterai mengalami operasi pada suhu di luar batas aman (misalnya, di bawah $0^\circ C$ atau di atas $45^\circ C$).
• Mengapa penting:
  • Suhu ekstrem dapat menyebabkan degradasi permanen pada kapasitas baterai.
• Cara:
  • Kurangi SoH berdasarkan model degradasi suhu, misalnya dengan menambahkan penurunan persentase tetap atau berdasarkan data empiris.

3. Setelah Siklus Pengisian Tertentu

• Kapan dilakukan:
  • Setelah baterai menyelesaikan sejumlah siklus pengisian, misalnya setiap 100 atau 500 siklus.
• Mengapa penting:
  • Jumlah siklus pengisian terkait langsung dengan degradasi kimia baterai.
• Cara:
  • Terapkan model empiris atau tabel dari produsen untuk mengurangi SoH berdasarkan jumlah siklus.

4. Setelah Pengamatan Anomali dalam Parameter Operasi

• Kapan dilakukan:
  • Jika terjadi anomali seperti:
    • Tegangan baterai jauh lebih rendah dari nominal.
    • Ketidaksesuaian antara SoC yang diestimasi dengan kapasitas sebenarnya.
• Mengapa penting:
  • Anomali bisa mengindikasikan kerusakan sel baterai atau masalah kalibrasi sensor.
• Cara:
  • Perbarui SoH dengan algoritma yang mempertimbangkan tegangan atau kalibrasi ulang berdasarkan data terbaru.

5. Secara Berkala dalam Perawatan Preventif

• Kapan dilakukan:
  • Pada interval waktu tertentu, misalnya setiap minggu, bulan, atau saat perawatan sistem baterai.
• Mengapa penting:
  • Memberikan estimasi degradasi bertahap untuk memastikan akurasi sistem pemantauan baterai.
• Cara:
  • Lakukan pengukuran ulang kapasitas aktual baterai atau gunakan algoritma pembaruan prediktif.

6. Setelah Reset atau Kalibrasi Sistem

• Kapan dilakukan:
  • Setelah sistem Battery Management System (BMS) di-reset atau dikalibrasi ulang.
• Mengapa penting:
  • Reset sistem dapat menyebabkan hilangnya data historis atau referensi kapasitas sebelumnya.
• Cara:
  • Mulai dari nilai SoH yang diasumsikan (misalnya 100%) dan sesuaikan berdasarkan data operasi terbaru.

7. Jika Tegangan atau Arus Tidak Stabil

• Kapan dilakukan:
  • Jika tegangan atau arus baterai menunjukkan fluktuasi besar yang tidak normal.
• Mengapa penting:
  • Ketidakstabilan bisa mengindikasikan resistansi internal baterai meningkat, tanda degradasi.
• Cara:
  • Gunakan model peningkatan resistansi internal untuk mengoreksi SoH.