Màn hình pin có thể hiển thị 70% SOC trong khi hệ thống được cấu hình vận hành giữa 90% và 20% SOC và pin được phép xả tối đa 0.5C. Cả ba con số mô tả cùng một pin, nhưng trả lời các câu hỏi khác nhau. Một con số cho biết pin đang ở đâu hiện tại. Một con số xác định phần nào của dải sạc mà hệ thống sẵn sàng sử dụng. Con số thứ ba mô tả tốc độ điện tích có thể đi vào hoặc đi ra so với dung lượng của pin. Đọc chúng như ba phiên bản của câu hỏi “còn bao nhiêu pin” là nơi nhầm lẫn bắt đầu.Trạng thái sạc, hay SOC, là điểm bắt đầu vì nó mô tả mức sạc hiện tại của pin. IEEE mô tả SOC là năng lượng điện còn lại trong một cell hoặc pack, được biểu thị bằng phần trăm của dung lượng khả dụng trong điều kiện hiện tại. Trên thực tế, SOC được ước tính thay vì đọc trực tiếp từ một phép đo duy nhất, nên phần trăm hiển thị là ước tính trạng thái, không phải tên gọi khác cho định mức kWh của pin. Hai pin có kích thước rất khác nhau đều có thể ở 70% SOC. Tỷ lệ phần trăm đặt mỗi pin tương đối với tham chiếu dung lượng của chính nó; điều đó không có nghĩa pin nào cũng chứa 70 kWh. (technav.ieee.org) SOC cũng không nên bị nhầm với trạng thái sức khỏe, hay SOH: SOC mô tả trạng thái sạc hiện tại, còn SOH mô tả khả năng lưu trữ và cung cấp năng lượng của pin so với một tham chiếu như pin mới. (analog.com)
Một tỷ lệ phần trăm cần có tham chiếu
Độ sâu xả, hay DoD, tiếp cận cùng một pin từ hướng ngược lại. Analog Devices định nghĩa DoD là phần trăm dung lượng đã được xả so với dung lượng định mức. Theo một quy ước đơn giản hóa trong đó SOC và DoD dùng cùng tham chiếu và bỏ qua lão hóa hoặc hiệu suất, chúng di chuyển ngược chiều nhau: 100% SOC tương ứng 0% DoD, và 20% SOC tương ứng khoảng 80% DoD tính từ đầy. Quan hệ này hữu ích, nhưng không phải lý do để xem mọi thay đổi SOC là một phát biểu DoD tự động tương đương. Tham chiếu vẫn quan trọng. (analog.com)
Khác biệt trở nên thực tế khi hệ thống áp đặt một cửa sổ vận hành. Tài liệu System Advisor Model do National Laboratory of the Rockies duy trì xem SOC tối thiểu và tối đa là giới hạn điều độ. Ví dụ, SOC tối thiểu 20% ngăn mô hình xả xuống dưới 20% dung lượng khả dụng; SOC tối đa đặt ranh giới sạc phía trên. Nếu pin vận hành giữa 90% và 20% SOC, cửa sổ cho phép rộng 70 điểm phần trăm. Điều đó mô tả dải vận hành mà không giả định nhà sản xuất hoặc giao diện phần mềm dùng “70% DoD” theo đúng cùng cách. SAM cũng lưu ý rằng giới hạn SOC của nó là phần trăm của dung lượng khả dụng, vốn có thể thay đổi theo thời gian. (samrepo.nlr.gov)
Một cửa sổ SOC vì vậy không giống với phép tính năng lượng cung cấp. Pin ở 70% SOC nằm đâu đó trong dải sạc cho phép, nhưng con số đó tự nó không cho biết bao nhiêu kWh AC vẫn có thể đến phụ tải. Dung lượng danh định so với khả dụng và ranh giới đo DC so với AC là các câu hỏi riêng. Thói quen hữu ích ở đây đơn giản hơn: tách trạng thái hiện tại của pin khỏi các giới hạn vận hành đặt quanh trạng thái đó. Bản thân SAM phân biệt dung lượng danh định của pin với dung lượng sẵn có hoặc khả dụng nhỏ hơn và xử lý chuyển đổi công suất riêng khi pin được kết nối phía AC. (samrepo.nlr.gov)
C-rate bổ sung chiều còn thiếu: tốc độ
SOC và cửa sổ vận hành cho biết vị trí và phạm vi. C-rate bổ sung tốc độ. SAM định nghĩa C-rate xả là dòng xả chia cho dung lượng định mức, và cũng dùng C-rate ở cấp ngân hàng pin như công suất chia cho dung lượng năng lượng danh định. Việc chuẩn hóa này làm thuật ngữ trở nên hữu ích. Với pin 100 Ah, 100 A là 1C và 50 A là 0.5C. Cùng nhãn có thể áp dụng cho pin lớn hơn hoặc nhỏ hơn vì dòng điện được biểu thị tương đối với dung lượng của chính pin đó. (samrepo.nlr.gov)
Quy tắc quen thuộc “1C nghĩa là một giờ” xuất phát từ quan hệ đó, nhưng đó là diễn giải lý tưởng hóa chứ không phải cam kết thời gian chạy. Nếu pin 100 Ah có thể cung cấp toàn bộ 100 Ah định mức ở dòng 100 A không đổi, phép tính cho một giờ; ở 50 A, hay 0.5C, phép tính cho hai giờ. Một hệ thống thực tế có thể bắt đầu dưới 100% SOC, dừng ở SOC tối thiểu, gặp điều kiện cắt hoặc có dung lượng khả dụng khác dung lượng danh định. C-rate cho biết tốc độ sạc hoặc xả. Nó không hứa một hệ thống lưu trữ hoàn chỉnh sẽ hỗ trợ phụ tải trong bao lâu. Các ví dụ cấp hệ thống của SAM cũng đưa ra cùng khác biệt bằng cách định nghĩa C-rate từ công suất pin và năng lượng danh định trong khi xử lý giới hạn SOC riêng. (samrepo.nlr.gov)
Bây giờ quay lại phát biểu mở đầu: pin ở 70% SOC, vận hành giữa 90% và 20% SOC, và có thể xả tối đa 0.5C. Con số đầu tiên định vị pin trong dải sạc của nó. Cặp số thứ hai đặt ranh giới mà hệ thống thường dự định vận hành pin. DoD mô tả bao nhiêu dung lượng đã được xả so với tham chiếu được nêu, còn C-rate cho biết tốc độ xả tương đối với dung lượng. Không con số nào là điểm chất lượng, và không con số nào có thể thay thế con số khác. Khi đi cùng nhau, chúng mô tả trạng thái, độ sâu hoặc phạm vi sử dụng, và tốc độ.
Khi một tỷ lệ phần trăm hoặc C-rate xuất hiện trong datasheet, màn hình điều khiển hoặc bài viết kỹ thuật, đừng bắt đầu bằng câu hỏi con số đó cao hay thấp. Hãy hỏi nó đang mô tả điều gì và tham chiếu phía sau là gì. Đó là trạng thái hiện tại của pin, lượng dung lượng đã xả, giới hạn của cửa sổ vận hành, hay tốc độ điện tích đang di chuyển? Khi câu hỏi đó được trả lời, SOC, DoD và C-rate không còn giống ba thuật ngữ gây nhiễu, mà bắt đầu mô tả các phần khác nhau của cùng một bức tranh vận hành.
