Layar baterai mungkin menunjukkan SOC 70% sementara sistem dikonfigurasi untuk beroperasi antara SOC 90% dan 20%, dan baterai diizinkan discharge hingga 0.5C. Ketiga angka itu menggambarkan baterai yang sama, tetapi menjawab pertanyaan berbeda. Satu menunjukkan posisi baterai saat ini. Yang lain mendefinisikan seberapa banyak rentang muatan yang bersedia digunakan sistem. Yang ketiga menggambarkan seberapa cepat muatan dapat masuk atau keluar relatif terhadap kapasitas baterai. Membacanya sebagai tiga versi dari "berapa banyak baterai yang tersisa" adalah awal kebingungan.State of charge, atau SOC, adalah titik awal karena menggambarkan tingkat muatan baterai saat ini. IEEE menggambarkan SOC sebagai energi listrik tersisa dalam sel atau pack yang dinyatakan sebagai persentase dari kapasitas yang dapat digunakan dalam kondisi saat ini. Dalam praktiknya, SOC diperkirakan, bukan dibaca langsung dari satu pengukuran, sehingga persentase yang ditampilkan adalah estimasi kondisi, bukan nama kedua untuk rating kWh baterai. Dua baterai dengan ukuran sangat berbeda sama-sama dapat berada pada SOC 70%. Persentase itu menempatkan setiap baterai relatif terhadap acuan kapasitasnya sendiri; bukan berarti salah satunya berisi 70 kWh. (technav.ieee.org) SOC juga tidak boleh disamakan dengan state of health, atau SOH: SOC menggambarkan kondisi muatan saat ini, sementara SOH menggambarkan kemampuan baterai untuk menyimpan dan mengirimkan energi relatif terhadap acuan seperti baterai baru. (analog.com)
Persentase membutuhkan acuan
Depth of discharge, atau DoD, melihat baterai yang sama dari arah sebaliknya. Analog Devices mendefinisikan DoD sebagai persentase kapasitas yang telah didischarge relatif terhadap kapasitas terukur. Dalam konvensi sederhana ketika SOC dan DoD menggunakan acuan yang sama serta penyesuaian penuaan atau efisiensi diabaikan, keduanya bergerak berlawanan arah: SOC 100% setara dengan DoD 0%, dan SOC 20% setara sekitar DoD 80% dari penuh. Hubungan itu berguna, tetapi bukan alasan untuk memperlakukan setiap perubahan SOC sebagai pernyataan DoD yang otomatis setara. Acuannya tetap penting. (analog.com)
Perbedaannya menjadi praktis ketika sistem menetapkan jendela operasi. Dokumentasi System Advisor Model yang dikelola National Laboratory of the Rockies memperlakukan SOC minimum dan maksimum sebagai batas dispatch. SOC minimum 20%, misalnya, mencegah model discharge di bawah 20% dari kapasitas yang tersedia; SOC maksimum menetapkan batas atas pengisian. Jika baterai dioperasikan antara SOC 90% dan 20%, jendela yang diizinkan mencakup 70 poin persentase. Ini menggambarkan rentang operasi tanpa mengasumsikan bahwa produsen atau antarmuka perangkat lunak menggunakan "70% DoD" dengan cara yang persis sama. SAM juga mencatat bahwa batas SOC-nya adalah persentase dari kapasitas yang tersedia, yang dapat berubah seiring waktu. (samrepo.nlr.gov)
Karena itu, jendela SOC bukan hal yang sama dengan perhitungan pengiriman energi. Baterai pada SOC 70% berada di suatu titik dalam rentang muatan yang diizinkan, tetapi angka itu sendiri tidak memberi tahu berapa kilowatt-hour AC yang masih dapat mencapai beban. Kapasitas nominal versus kapasitas yang dapat digunakan dan batas pengukuran DC versus AC adalah pertanyaan terpisah. Kebiasaan berguna di sini lebih sederhana: pisahkan kondisi baterai saat ini dari batas operasi yang ditempatkan di sekeliling kondisi tersebut. SAM sendiri membedakan kapasitas baterai nominal dari kapasitas tersedia atau usable yang lebih kecil, dan memperlakukan konversi daya secara terpisah ketika baterai terhubung di sisi AC. (samrepo.nlr.gov)
C-rate menambahkan dimensi yang hilang: kecepatan
SOC dan jendela operasi memberi tahu posisi dan rentang. C-rate menambahkan kecepatan. SAM mendefinisikan discharge C-rate sebagai arus discharge dibagi kapasitas terukur, dan juga menggunakan C-rate pada level bank baterai sebagai daya dibagi kapasitas energi nominal. Normalisasi inilah yang membuat istilah itu berguna. Untuk baterai 100 Ah, 100 A adalah 1C dan 50 A adalah 0.5C. Label yang sama dapat diterapkan pada baterai yang lebih besar atau lebih kecil karena arus dinyatakan relatif terhadap kapasitas baterai itu sendiri. (samrepo.nlr.gov)
Aturan familiar "1C berarti satu jam" berasal dari hubungan itu, tetapi ini interpretasi ideal, bukan jaminan runtime. Jika baterai 100 Ah dapat mengirimkan seluruh 100 Ah terukurnya pada arus konstan 100 A, perhitungannya memberi satu jam; pada 50 A, atau 0.5C, hasilnya dua jam. Sistem nyata mungkin mulai di bawah SOC 100%, berhenti pada SOC minimum, menghadapi kondisi cutoff, atau memiliki kapasitas usable yang berbeda dari rating nominal. C-rate memberi tahu laju pengisian atau discharge. Ia tidak menjanjikan berapa lama sistem penyimpanan lengkap akan mendukung beban. Contoh tingkat sistem SAM sendiri membuat perbedaan yang sama dengan mendefinisikan C-rate dari daya baterai dan energi nominal sambil memperlakukan batas SOC secara terpisah. (samrepo.nlr.gov)
Sekarang kembali ke pernyataan pembuka: baterai berada pada SOC 70%, beroperasi antara SOC 90% dan 20%, dan dapat discharge hingga 0.5C. Angka pertama menempatkan baterai dalam rentang muatannya. Pasangan angka kedua menetapkan batas tempat sistem biasanya bermaksud mengoperasikannya. DoD menggambarkan berapa banyak kapasitas yang telah didischarge relatif terhadap acuan yang dinyatakan, sementara C-rate memberi tahu laju discharge relatif terhadap kapasitas. Tidak satu pun angka itu adalah skor kualitas, dan tidak satu pun dapat menggantikan yang lain. Bersama-sama, angka-angka itu menggambarkan kondisi, kedalaman atau rentang penggunaan, dan laju.
Ketika persentase atau C-rate muncul di lembar data, layar kontrol, atau artikel teknis, jangan mulai dengan bertanya apakah angkanya tinggi atau rendah. Tanyakan apa yang sedang dijelaskan dan acuan apa yang berada di belakangnya. Apakah itu kondisi baterai saat ini, jumlah kapasitas yang telah didischarge, batas jendela operasi, atau laju perpindahan muatan? Setelah pertanyaan itu dijawab, SOC, DoD, dan C-rate berhenti terlihat seperti tiga jargon dan mulai menggambarkan bagian-bagian berbeda dari gambaran operasi yang sama.
