Baterai Mobil Listrik & Karakteristiknya Class

Baterai atau acapkali dianggap “aki” adalah galat satu komponen terpenting dalam sistem mobil listrik. Pada kendaraan beroda empat BEV, batere merupakan satu-satunya “nyawa”. Sebab, hanya tenaga listrik yang tersimpan di baterai satu-satunya sumber tenaga penggerak mobil BEV. Tidak terdapat asal lain. Jenis ataupun tipe-tipe dan ciri baterai atau aki dalam mobil listrik pun tergantung pada sistem mobilnya. Baterai paling populer digunakan adalah lithium-ion. Baterai yg dipercaya zero emission disingkat ZEBRA. Baterai atau aki paling sesuai buat mobil hybrid adalah NiMH. Artikel ini akan menyebutkan sekilas mengenai jenis-jenis atau macam-macam teknologi baterai buat kendaraan beroda empat listrik dan karakteristiknya bersama sekilas tentang sistem manajemen batre atau Battery Management System (BMS).Baterai untuk Mobil Listrik

Baterai mobil listrik tidak sinkron menggunakan baterai SLI (starting, lightning dan ignition). Baterai SLI adalah baterai yg biasa dipasang pada kendaraan beroda empat bensin atau solar. Jenis baterai buat kendaraan beroda empat listrik dibuat menjadi sistem penyimpanan tenaga, sanggup menyalurkan daya dalam periode usang dan berkelanjutan.

Ada lima baterai tunggangan listrik akan dibahas dalam artikel ini, yaitu:

• Lithium-Ion (Li-On)
• Nickel-Metal Hybrid (NiMH)
• Lead Acid (SLA)
• Ultracapacitor
• ZEBRA (Zero Emissions Batteries Research Activity)

Perbandingan karakteristik keempat baterai buat mobil listrik pertama bisa dicermati sebagai berikut:

———————————————Baterai Lithium-Ion (Li-On)

Jenis baterai buat kendaraan beroda empat listrik paling poly diaplikasikan merupakan baterai Li-On. Baterai ini mungkin telah tidak asing lagi bagi kita karena pula dipakai pada banyak peralatan elektronika portabel misalnya ponsel dan laptop. Perbedaan primer adalah soal skala. Kapasitas & berukuran fisiknya ini dalam kendaraan beroda empat listrik jauh lebih akbar –ini seringkali diklaim menjadi traction battery pack.

Batere Li-on memiliki rasio daya terhadap berat sangat tinggi. Jenis baterai mobil listrik satu ini efisiensi energinya tinggi. Kinerjanya dalam suhu tinggi pula baik. Baterai tersebut mempunyai rasio tenaga lebih besar tiap beratnya –sebuah paramater ciri yang sangat krusial dalam baterai mobil listrik. Makin kecil berat baterai (kapasitas kWH sama) berarti mobil dapat melakukan perjalanan lebih jauh dengan sekali pengisian daya.

Batre ini jua mempunyai taraf “self-discharge” rendah, sehingga baterai paling baik dibanding baterai lain pada mempertahankan kemampuan menunda muatan penuhnya.

Selain itu, sebagian besar bagian baterai Li-on dapat didaur ulang, menjadi pilihan sempurna bagi peminat electric car yang sadar lingkungan. Mobil BEV serta PHEV menjadi paling banyak menggunakan baterai lithium.

Jenis-jenis baterai Li-on:

• Lithium Iron Phosphate(LiFePO4) — LFP
• Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (LiNiCoAlO2) — NCA
• Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (LiNiMnCoO2) — NMC
• Lithium Titanate (Li2TiO3) — LTO
• Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) — LMO
• Lithium Cobalt Oxide(LiCoO2) — LCO

Paramater baterai Li-ion———————————————Baterai Nickel-Metal Hybrid (NiMH)

Baterai NiMH lebih poly digunakan oleh kendaraan beroda empat hybrid-electric vehicle (HEV), tetapi jua sukses dipakai pada beberapa mobil BEV. Jenis baterai kendaraan beroda empat listrik bibit unggul tidak mendapatkan daya dari luar (dapat diisi ulang dari sumber luar sistem kendaraan beroda empat). Pengisian ulang jenis baterai mobil listrik hibrid tergantung putaran mesin, roda dan pengereman regeneratif.

Baterai NiMH memiliki siklus hidup yg lebih usang daripada baterai lithium-ion ataupun baterai SLA. Baterai NiMH kondusif dan toleran terhadap ketidak-tepatan penggunaan. Kekurangan terbesar baterai NiMH antara lain:

• Harganya nisbi lebih mahal
• Tingkat self-discharge tinggi
• Menghasilkan panas nan signifikan dalam suhu tinggi.

Kekurangan-kekurangan tadi membuat NiMH kurang efektif sebagai baterai buat mobil listrik yg baterainya harus bisa diisi ulang dari luar sistem, semisal berdasarkan jaringan PLN. Itulah sebabnya mengapa tipe-tipe baterai untuk kendaraan beroda empat listrik tadi paling poly diterapkan oleh mobil bibit unggul .

Paramater baterai NiMH———————————————Baterai Lead-Acid (SLA)

Baterai SLA (asam-timbal) merupakan baterai isi ulang tertua. Dibanding baterai lithium dan NiMH, baterai asam-timbal memang kalah dalam kapasitas dan bobotnya jauh lebih berat, tetapi harganya relatif murah dan kondusif. Ada tipe baterai mobil listrik SLA kapasitas besar pada pengembangan, namun baterai SLA kini hanya dipakai sang kendaraan komersial sebagai sistem penyimpanan sekunder.

Paramater baterai asam-timbal———————————————Baterai Ultracapacitor

Baterai ultracapacitor tidak seperti definisi baterai umumnya. Berkebalikan menggunakan baterai elektrokimia lainnya, jenis baterai kendaraan beroda empat listrik ultracapacitor justru menyimpan cairan terpolarisasi antara elektroda & elektrolit. Dengan meningkatnya luas permukaan cairan, kapasitas penyimpanan energi pula meningkat. Seperti baterai SLA, baterai ultracapacitor sangat sesuai sebagai perangkat penyimpanan sekunder pada tunggangan listrik. Hal ini dikarenakan ultracapacitor membantu baterai elektrokimia mempertinggi level bebannya. Selain itu, ultracapacitor dapat menaruh daya ekstra kepada kendaraan listrik selama percepatan serta pengereman regeneratif.

———————————————Baterai ZEBRA

Baterai buat kendaraan beroda empat listrik ZEBRA adalah varian suhu rendah berdasarkan baterai sodium-sulfur (NaS) & merupakan pengembangan dari ZEBRA (awalnya “Zeolite Battery Research Africa” kemudian sebagai baterai “Zero Emissions Batteries Research Activity”) dalam tahun 1985. Sejak awalnya baterai ZEBRA memang dikembangkan untuk aplikasi tunggangan listrik. Baterai menggunakan NaAlCl4 dengan elektrolit keramik Na + -beta-alumina.

Karakteristik baterai ZEBRA

• Sel daya tinggi sehingga sinkron menjadi tipe baterai kendaraan beroda empat listrik
• Baterai suhu tinggi beroperasi dalam lebih berdasarkan 270°C
• Bahan kimia Sodium Nickel Chloride (NaNiCl) memberikan tegangan sel operasi nominal 2,58 Volt

Keuntungan baterai ZEBRA

• Kepadatan tenaga yang tinggi (lima kali lebih tinggi dibanding baterai SLA)
• Sel besar (sampai 500Ah) memungkinkan
• Siklus hidup > 1000 siklus
• Toleransi korsleting
• Lebih aman berdasarkan sel Sodium Sulfur
• Kegagalan sel yang spesial adalah korsleting namun tidak menyebabkan baterai rusak sepenuhnya.
• Bahan porto rendah

Kekurangan batere ZEBRA

• Cocok buat baterai berkapasitas akbar saja (> 20KWh)
• Rentang ukuran & kapasitas terbatas
• Hanya satu pabrik di dunia menghasilkan baterai ini.
• Resistensi internal yg tinggi
• Elektroda natrium cair
• Suhu operasi tinggi.
• Pemanasan awal diharapkan buat menerima baterai hingga suhu pengoperasian 270°C (hingga 24 jam dari syarat dingin)
• Menggunakan 14% dari kapasitasnya sendiri per hari untuk mempertahankan suhu waktu tidak dipakai.
• Diperlukan manajemen termal

———————————————Sistem Manajemen Baterai

Sistem manajemen baterai atau Battery Management systems (BMS) merupakan sebuah sistem teknologi yang berfungsi memaksimalkan masa gunakan baterai kendaraan listrik dan karakteristiknya. Sangat disarankan supaya semua tunggangan listrik bertenaga baterai dipasang BMS. Tujuannya merupakan buat memastikan baterai tetap berada pada parameter kerja idealnya. Beberapa kimia baterai (misalnya asam timbal) cukup toleran terhadap keliru penggunaan, namun lithium serta NiMH keduanya dapat rusak secara permanen oleh satu peristiwas salah pakai seperti pengisian berlebih (over charging), over discharging, atau pemanasan berlebih. Semua jenis-jenis baterai buat kendaraan beroda empat listrik  akan mendapat manfaat banyak menggunakan pemasangan BMS.

Beberapa fungsi khas sistem manajemen baterai mencakup:

• Penyeimbangan muatan (charge balancing), buat memastikan semua sel menuntaskan pengisian pada waktu yg sama kemudian buat mencegah kerusakan melalui pengisian berlebih.
• Penyeimbangan aktif (active balancing), di mana tenaga dialihkan dari sel lebih kuat ke sel lebih lemah, buat memastikan semua sel mencapai titik pembuangan maksimum pada waktu bersamaan.
• Pemantauan suhu (temperature monitoring), buat menghindari kerusakan lantaran terlalu panas.
• Cut-off tegangan rendah (low-voltage cut-off), cara mengisolasi batre ketika sel mana pun mencapai tegangan minimum yang disarankan, serta untuk menghindari kerusakan karena pemakaian berlebih.
• Pemantauan state of charge (SOC) semua sel baterai dalam kendaraan beroda empat listrik. Melalui pemantauan tegangan dan arus, residu kapasitas masing-masing sel dapat dihitung.