Sistem Manajemen Baterai Aktif pada Baterai Lithium-Ion Menggunakan Flying Capacitor

Abstract

Baterai pak yang terdiri dari susunan seri paralel sel baterai membutuhkan battery management system (BMS) untuk mengatur saat pengisian dan pengosongan muatan. Dalam penelitian ini dikembangkan modul penyeimbang aktif flying capacitor dari sel ke sel yang diimplementasikan pada baterai Lithium Ion 18650 3,6 V 2500 mAh. Pada flying capacitor muatan bergerak dari sel baterai yang memiliki tegangan tinggi menuju sel baterai tegangan rendah. Proses kontrol perpindahan muatan dilakukan dengan sakelar elektronik yang dihubungkan dengan kapasitor dan diprogram agar menyalurkan muatan dari satu sel ke sel lainnya. Tegangan pada baterai dihubungkan dengan sensor tegangan kemudian data dikirimkan ke ESP32 sebagai mikrokontroler yang berperan sebagai pengambil keputusan untuk menyalakan atau mematikan penyeimbang (balancer). Balancer akan menyeimbangkan setiap sel baterai yang tidak seimbang. Flying capacitor yang ada di pasaran memiliki spesifikasi untuk 4 sel seri. Oleh karena itu, dilakukan modifikasi untuk menyeimbangkan baterai hingga 8 seri. Dengan melakukan uji coba terhadap baterai pak 8 seri 4 paralel dilihat waktu yang diperlukan sampai seimbang. Dari proses charging dan discharging konfigurasi yang dikembangkan menghasilkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan 600 menit pada rentang tegangan 0,32 V. Setelah dilakukan penyeimbangan maka penggunaan baterai dengan pembebanan yang sama meningkat dari semula hanya 480 menit menjadi 720 menit atau meningkat 50%.