สถานะการชาร์จ ( SoC ) ระบุปริมาณความจุที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งและสัมพันธ์กับสถานะการเสื่อมสภาพที่กำหนด^{[ 1 ]}โดยปกติจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (0% = ว่างเปล่า; 100% = เต็ม) รูปแบบอื่นของการวัดเดียวกันคือความลึกของการคายประจุ (DoD) ซึ่งคำนวณเป็น 1 − SoC (100% = ว่างเปล่า; 0% = เต็ม) หมายถึงปริมาณประจุที่อาจถูกใช้ไปหากเซลล์ถูกคายประจุจนหมด^{[ 2 ]}โดยปกติจะใช้สถานะการชาร์จเมื่อกล่าวถึงสถานะปัจจุบันของแบตเตอรี่ที่กำลังใช้งาน ในขณะที่ความลึกของการคายประจุมักใช้เพื่อกล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงคงที่ของสถานะการชาร์จในระหว่างรอบการใช้งานซ้ำๆ^{[ 1 ] [ 3 ]}

ในรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) สถานะการชาร์จจะบ่งบอกถึงพลังงานที่เหลืออยู่ในชุดแบตเตอรี่^{[ 4 ]}ซึ่งเทียบเท่ากับมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง

สถานะการชาร์จสามารถช่วยลดความวิตกกังวลของเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อพวกเขารอคิวหรืออยู่บ้าน เนื่องจากจะสะท้อนความคืบหน้าของการชาร์จและแจ้งให้เจ้าของทราบว่าจะพร้อมใช้งานเมื่อใด^{[ 5 ]}อย่างไรก็ตาม บนแผงหน้าปัดรถยนต์ใดๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน รถยนต์ ไฮบริดแบบเสียบปลั๊กสถานะการชาร์จที่แสดงเป็นมาตรวัดหรือค่าเปอร์เซ็นต์อาจไม่แสดงถึงระดับการชาร์จที่แท้จริง ปริมาณพลังงานที่เห็นได้ชัดอาจถูกสงวนไว้สำหรับ การทำงาน ของระบบไฮบริดตัวอย่างของรถยนต์ดังกล่าว ได้แก่Mitsubishi Outlander PHEV (ทุกรุ่น/ปีที่ผลิต) ซึ่งจะแสดงระดับการชาร์จเป็นศูนย์แก่ผู้ขับขี่เมื่อระดับการชาร์จจริงอยู่ที่ 20–22% อีกตัวอย่างหนึ่งคือ BMW i3 REX (รุ่น Range Extender) ซึ่งประมาณ 6% ของ SoC ถูกสงวนไว้สำหรับการทำงานแบบ PHEV

สถานะการชาร์จยังส่งผลต่อการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ด้วย^{[ 1 ] [ 6 ]}เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ควรหลีกเลี่ยงสถานะการชาร์จที่สูงหรือต่ำเกินไป และควรลดช่วงเวลาการเปลี่ยนแปลงให้น้อยลงด้วย^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

โดยปกติแล้ว SoC ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่สามารถประมาณได้จากตัวแปรการวัดโดยตรงในสองวิธี ได้แก่ แบบออฟไลน์และแบบออนไลน์ ในเทคนิคแบบออฟไลน์ แบตเตอรี่จะต้องถูกชาร์จและคายประจุในอัตราคงที่ เช่น การนับคูลอมบ์ วิธีนี้ให้การประมาณค่า SoC ของแบตเตอรี่ที่แม่นยำ แต่ใช้เวลานาน มีค่าใช้จ่ายสูง และรบกวนประสิทธิภาพหลักของแบตเตอรี่ ดังนั้น นักวิจัยจึงกำลังมองหาเทคนิคแบบออนไลน์^{[ 10 ]}โดยทั่วไปมีห้าวิธีในการกำหนด SoC โดยอ้อม: ^{[ 11 ] [ 12 ]}

• เคมี
• แรงดันไฟฟ้า
• การบูรณาการในปัจจุบัน
• การกรองแบบ Kalman
• ความดัน

วิธีนี้ใช้ได้เฉพาะกับแบตเตอรี่ที่สามารถเข้าถึงอิเล็กโทรไลต์ เหลวได้ เช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบบไม่ปิดผนึก ความหนาแน่นจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์สามารถใช้บ่งชี้สถานะการชาร์จ (SoC) ของแบตเตอรี่ได้

ไฮโดรมิเตอร์ใช้ในการคำนวณความหนาแน่นสัมพัทธ์ของแบตเตอรี่ ในการหาความหนาแน่นสัมพัทธ์ จำเป็นต้องวัดปริมาตรของสารละลายอิเล็กโทรไลต์และชั่งน้ำหนัก จากนั้นความหนาแน่นสัมพัทธ์จะคำนวณได้จาก (มวลของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ [กรัม] / ปริมาตรของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ [มิลลิลิตร]) / (ความหนาแน่นของน้ำ เช่น 1 กรัม/1 มิลลิลิตร) ในการหาค่า SoC จากความหนาแน่นสัมพัทธ์ จำเป็นต้องใช้ตารางเทียบค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์กับค่า SoC

การวัดค่าการหักเหของแสงได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการที่ใช้ได้ผลสำหรับการตรวจสอบสถานะการชาร์จอย่างต่อเนื่อง ดัชนีการหักเหของแสงของอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความถ่วงจำเพาะหรือความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ของเซลล์^{[ 13 ] [ 14 ]}

ที่สำคัญ การวิเคราะห์อิเล็กโทรไลต์ไม่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะการชาร์จในกรณีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่อื่นๆ ที่ไม่ผลิตหรือใช้ตัวทำละลายหรือสารละลายในระหว่างการทำงาน วิธีนี้ใช้ได้ผลกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเนื่องจากความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกเปลี่ยนแปลงไปตามสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

Pb (s) + PbO₂(s) + 2 H₂ดังนั้น₄(aq) → 2 PbSO₄(s) + 2 H₂โอ (ล) ${\displaystyle E_{cell}^{\circ }=2.05{\text{ V}}}$

วิธีการนี้แปลง ค่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นค่า SoC โดยใช้กราฟการคายประจุ (แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ SoC) ที่ทราบของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (เนื่องจากจลนศาสตร์ทางเคมีไฟฟ้า ของแบตเตอรี่ ) และอุณหภูมิ วิธีนี้สามารถทำให้แม่นยำยิ่งขึ้นได้โดยการชดเชยค่าแรงดันไฟฟ้าที่อ่านได้ด้วยค่าแก้ไขที่แปรผันตามกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ และโดยการใช้ตารางค้นหาค่าแรงดันไฟฟ้าวงเปิดของแบตเตอรี่เทียบกับอุณหภูมิ

ในความเป็นจริง เป้าหมายที่ระบุไว้ของการออกแบบแบตเตอรี่คือการให้แรงดันไฟฟ้าคงที่มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่คำนึงถึง SoC ซึ่งทำให้วิธีการนี้ยากต่อการนำไปใช้ สำหรับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่ขึ้นอยู่กับสถานะการชาร์จ (เช่นแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ) การวัดแรงดันไฟฟ้าแบบวงจรเปิดไม่สามารถให้ค่าประมาณ SoC ที่เชื่อถือได้ ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ที่มีเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า-การชาร์จแบบลาดเอียง (เช่นแบตเตอรี่นิกเกล-โคบอลต์-แมงกานีส ) จะเหมาะสมกว่าสำหรับการประมาณ SoC จากการวัดแรงดันไฟฟ้าแบบวงจรเปิด^{[ 15 ]}

วิธีนี้ หรือที่รู้จักกันในชื่อการนับคูลอมบ์คำนวณค่า SoC โดยการวัดกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่และทำการอินทิเกรตตามเวลา เนื่องจากไม่มีการวัดใดที่สมบูรณ์แบบ วิธีนี้จึงมีปัญหาเรื่องการคลาดเคลื่อนในระยะยาวและขาดจุดอ้างอิง ดังนั้นจึงต้องทำการปรับเทียบค่า SoC ใหม่เป็นประจำ เช่น การรีเซ็ตค่า SoC เป็น 100% เมื่อเครื่องชาร์จตรวจพบว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว (โดยใช้วิธีอื่น ๆ ที่อธิบายไว้ในที่นี้)

Maxim Integratedโฆษณาถึงวิธีการรวมแรงดันไฟฟ้าและประจุที่อ้างว่าเหนือกว่าวิธีการใดวิธีการหนึ่งเพียงอย่างเดียว โดยนำไปใช้ในชิปซีรีส์ ModelGauge m3 ของพวกเขา เช่น MAX17050 ^{[ 16 ] [ 17 ]}ซึ่งใช้ใน อุปกรณ์ Android Nexus 6และNexus 9เป็นต้น^{[ 18 ]}

เพื่อเอาชนะข้อบกพร่องของวิธีการวัดแรงดันไฟฟ้าและวิธีการรวมกระแสไฟฟ้า สามารถใช้ ตัวกรอง Kalmanได้ แบตเตอรี่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองทางไฟฟ้า ซึ่งตัวกรอง Kalman จะใช้ในการทำนายแรงดันไฟฟ้าเกินเมื่อพิจารณาจากกระแสไฟฟ้าที่สังเกตได้ เมื่อรวมกับการนับคูลอมบ์ จะสามารถประมาณสถานะการชาร์จได้อย่างแม่นยำ จุดแข็งของเทคนิคนี้คือตัวกรอง Kalman จะปรับความน่าเชื่อถือสัมพัทธ์ของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และการนับคูลอมบ์แบบเรียลไทม์^{[ 19 ] [ 20 ]}

วิธีการนี้สามารถใช้ได้กับ แบตเตอรี่ NiMH บางชนิด ซึ่งความดันภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ โดยทั่วไปแล้ว สวิตช์ความดันจะใช้ตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้วหรือไม่ วิธีนี้อาจปรับปรุงได้โดยคำนึงถึงกฎของเพอเคิร์ตซึ่งเป็นฟังก์ชันของกระแสการชาร์จ/การคายประจุ

• การปรับสมดุลแบตเตอรี่
• เครื่องชาร์จแบตเตอรี่
• ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)
• การตรวจสอบแบตเตอรี่
• ความลึกของการปล่อย (DoD)
• สถานะสุขภาพ (SoH)
• แบตเตอรี่อัจฉริยะ