Energi terbarukan sedang menjadi topik yang hangat di dunia. Salah satu komponen penting dari energi terbarukan ini adalah baterai. Baterai digunakan sebagai penyimpanan energi listrik. Sehingga baterai selalu ada dimana-mana, baik itu pada pembangkit, hingga pada kendaraan listrik.
Balancing adalah sebuah metode untuk menyeimbangkan jumlah energi pada setiap battery-cell dalam sebuah battery-pack. Pada proses charging atau discharging battery mengalami penambahan atau pengurangan jumlah energi. Karena battery pack terdiri dari banyak battery-cell, maka nilai energi dari setiap cell-nya bisa berbeda-beda saat proses charging maupun discharging. Perhatikan ilustrasi berikut,
Frekuensi listrik adalah banyaknya satu gelombang dalam satu detik, dengan satuan Hertz (Hz). Indonesia menggunakan frekuensi 50 Hz, sedangkan di Amerika menggunakan frekuensi 60 Hz. Jerman 50 Hz, Korea Selatan 60 Hz, dan Jepang menggunakan kedua frekuensi 60 dan 50 Hz.
Power Wall merupakan sebuah penyimpanan energi listrik berupa baterai pack. Mudahnya, power wall ini merupakan power bank dengan ukuran dan daya yang lebih besar dan fungsi yang lebih beragam.
Battery Pack adalah satu sistem penyimpanan energi listrik berupa baterai, yang dapat diisi ulang (rechargeable), dan digunakan untuk menghidupkan peralatan elektronik.
Pada fungsi Battery Management System (3 Fungsi BMS), salah satu fungsi utama BMS adalah sebagai proteksi. Fungsi proteksi ini berguna sebagai pemutus aliran charging maupun discharging, saat baterai berada dalam keadaan yang berbahaya.
Sehingga dibutuhkan perangkat pemutus kontak. Ada 2 pilihan yang bisa dipilih, yaitu Mosfet dan Solid State Relay. Kedua komponen ini memiliki kemampuan untuk switching atau memutus kontak dengan fast switch.
SoC atau State of Charge adalah gambaran berapa banyak energi yang tersisa pada Baterai. Lebih mudahnya SoC ini sering kita jumpai pada Smartphone maupun laptop, yaitu persentase baterai yang biasanya dinyatakan dari 0 - 100 %.
Pentingnya SoC ini adalah untuk memberitahu kita kapan baterai harus dicharge dan kapan baterai sudah penuh.
Ada 2 metode yang bisa digunakan untuk mengetahui nilai SoC dari suatu baterai, yaitu metode OCV dan metode coloumb-counting.
Metode OCV atau Open Circuit Voltage adalah suatu cara yang digunakan untuk mengetahui tingkat energi suatu baterai berdasarkan nilai voltase yang terukur pada baterai. Tetapi ada syarat khusus dalam melakukan pengukuran voltase atau tegangan baterai tersebut, yaitu baterai harus diukur dalam keadaan circuit terbuka atau lebih mudahnya tidak ada beban yang terhubung.
Bagaimana ukuran voltase ini bisa menunjukkan nilai SoC?. Sebuah baterai memiliki karakterisitik tegangan kerja, atau tegangan minimum dan tegangan maksimum. Misal sebuah baterai memiliki tegangan kerja antara 3 - 4 Volt.
Selisih antara nilai maksimum dan minimum adalah 1 volt. Jika kita ingin merepresentasikan nilai volt tersebut dalam 0 - 100%, Maka setiap persen-nya bernilai, 1volt/100 atau 10 miliVolt. Jadi, setiap tegangan baterai naik 10 miliVolt maka nilai SoC nya akan naik 1 %. begitu pula jika terjadi penurunan nilai tegangan.
Tidak memerlukan perhitungan kalkulasi lagi, sehingga lebih mudah dan efisien. Serta bisa digunakan untuk mengukur SoC baterai kapanpun meskipun pengukuran tegangan tidak dilakukan secara continue.
Metode coloumb-counting adalah sebuah metode untuk mengukur berapa energi yang keluar atau masuk pada baterai, melalui pengukuran arus yang keluar dan masuk. Coloum-counting bisa juga disebut sebagai perwujudan dari AH (Ampere Hour) tetapi dalam kurun waktu satu detik. Sederhananya 1 Ampere-hour = 3600 coloumb (Ampere-second).
Menghitung SoC dan SoH pada Baterai
Untuk mengukur SoC dari coloumb-counting, penting bagi kita untuk mengetahui kapastias dari suatu baterai terlebih dahulu. Misal, sebuah baterai memiliki kapasitas 1.8 Ah. Itu artinya baterai tersebut memiliki kapasitas dalam coloumb yaitu 6480 coloumb.
Untuk mengetahui nilai SoC baterai tersebut, maka perhitungannya adalah
(nilai coloumb terukur / nilai coloumb maksimum) * 100%
BMS atau Battery Management System adalah sebuah sistem elektronik yang dirancang khusus untuk mendukung kinerja baterai. Segala informasi tentang baterai ada pada BMS, sehingga BMS dapat melakukan management kinerja dengan optimal. Perlu diketahui bahwa peran baterai pada kendaraan listrik atau pada sistem energi terbarukan merupakan hal yang vital. Sehingga baterai sangat perlu untuk dijaga peforma dan kesehatannya.
DoD adalah kepanjangan dari Depth of Discharge, yang mana DoD adalah ukuran seberapa jauh suatu baterai dapat di discharge atau digunakan. Sebagai contoh, suatu baterai memiliki kapasitas 1000 mAh, apabila baterai tersebut diatur untuk memiliki dod sebesar 80% maka, kapasitas baterai yang bisa digunakan dari baterai tersebut sebesar 800 mAh (200 - 1000 mAh). Jadi meskipun baterai tersebut masih memiliki 200 mAh tersisa, baterai tersebut sudah tidak bisa digunakan kembali.