## Jurnal Sains dan Teknologi
Volume 12 Number 3, Tahun 2023, pp. 779-789 P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570 Open Access: https://doi.org/10.23887/jstundiksha.v12i3.59241
Sistem  Manajemen  Termal  Baterai  LiFePO4  Menggunakan Pelat  Pendingin Mini  Channel untuk  Aplikasi  Kendaraan Listrik
Angga Ainul Yaqien 1 , Mohamad Yamin 2* , Cokorda Prapti Mahandari 3
1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Gunadarma, Jakarta, Indonesia

## A B S T R A K
Fungsi  baterai Lithium  ion adalah  memberikan  tenaga  listrik  yang  cukup  pada kendaraan  listrik. Namun,  baterai  tersebut  rentan  terhadap  suhu  tinggi    karena dapat  menyebabkan thermal  run  away sehingga  dibutuhkan Baterai  Thermal Management System (BTMS). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sistem manajemen termal baterai (BMTS) dengan pendinginan aktif pada baterai LiFePO4 untuk menurunkan termperatur kerja baterai dalam kondisi operasi yang optimal. S istem  BTMS  dianalisis  dengan  pendekatan  pemodelan  tiga  dimensi menggunakan Computational  Fluid  Dynamic (CFD)  untuk  karakterisasi  termal dengan software ANSYS Fluent 2023 R1. Model turbulensi standar K- 𝜔 digunakan pada sel baterai tunggal pada berbagai laju pelepasan untuk mengetahui kenaikan suhu baterai. Analisis juga dilakukan pada modul baterai dengan atau tanpa mini channel . Suhu modul baterai dalam kondisi pelepasan 5C tanpa sistem pendingin mencapai  354.63  K,  kondisi  ini  dapat  menyebabkan thermal  runaway. Namun pengaruh  sistem  pendingin mini  channel pada  laju  aliran  massa  1x10 -1 kg/s mampu mengurangi suhu maksimum modul baterai menjadi 12.14% pada debit 5C.  Hasil  penelitian  ini  dapat  mengendalikan  suhu  pada  baterai  dalam  kondisi operasi baterai yang optimal. Implikasinya sistem BTMS dengan mini channel ini dapat di terapkan pada kendaraan listrik dengan kondisi penggunaan daya yang tinggi.

## A B S T R A C T
The function of the lithium-ion battery is to provide enough electric power in electric vehicles. However, batteries are very vulnerable to high temperatures because they can cause thermal runaway, so a Battery Thermal Management System (BTMS)  is  needed.  In  this  paper,  the  BTMS  system  is  analyzed  using  a  three-dimensional  modeling  approach  using Computational Fluid Dynamic (CFD) for thermal characterization with Ansys Fluent 2023 R1 software. The battery module consists of twelve cells with a capacity of 50 Ah and a nominal voltage of 3.3 V for each cell. A standard K- ω turbulence model was used on a single battery cell at various discharge rates to determine the temperature rise of the battery. Analysis was also carried out on battery modules with or without mini channels. The temperature of the battery module under discharge conditions of 5C without a cooling system reaches 354.63 K. This condition can cause thermal runaway. However, the influence of the mini channel cooling system at a mass flow rate of 1x10-1 kg/s was able to reduce the maximum temperature of the battery module to 12.14% at 5C discharge. The results of this study can control the temperature of the battery under optimal battery operating conditions. The implication is that the BTMS system with mini channels can be applied to electric vehicles with high power usage conditions.

## 1. PENDAHULUAN
Pada  kendaraan  konvensional  proses  pembakaran  menghasilkan  partikel  tersuspensi  padat, hidrokarbon, nitrogen oksida, dan oksida belerang yang mencemari lingkungan (Lu et al., 2020) . Hal ini mendorong  peneliti  dunia  untuk  mengembangkan  kendaraan  listrik  dengan  baterai  sebagai  penyimpan sumber energi (Saw et al., 2016; Qian Wang et al., 2016) . Solusi ini menjadikan kendaraan listrik yang ramah lingkungan. Namun, baterai sangat rentan terhadap suhu tinggi karena dapat memicu masalah keamanan seperti thermal run away (Qingsong Wang et al., 2012) . Oleh karena itu kinerja baterai diupayakan dalam rentang  suhu  yang  optimal  agar  dalam  operasinya  aman.  Disamping  itu  dengan  menjaga  suhu  operasi optimal, akan menjaga kinerja baterai dan menambah umur pakai baterai. Umumnya suhu operasi baterai lithium-ion  adalah  antara  suhu  25 o C  dan  40 o C (Akbarzadeh  et  al.,  2021) .  Sistem  BTMS  biasanya menggunakan metode pendinginan untuk mecapai kisaran suhu yang sesuai, metode pendingin yang umum digunakan dalam baterai kendaraan listrik yaitu pendingin cair, pendingin udara, Phase Change Material (PCM) serta pendingin campuran (Hybrid) (Saw et al., 2018) . Terdapat 2 metode sistem pendingin yaitu

## A R T I C L E   I N F O
Article history: Received March 03, 2023 Accepted October 13, 2023 Available online October 25, 2023
Kata Kunci: Mini Channel , LiFePO4, Pelat Pendingin Cair, Kendaraan Listrik
Keywords: Mini Channel, LiFePO4, Liquid Cooling Plate, Electric Vehicle, CFD
This is an open access article under the CC BY-SA license.
Copyright © 2023 by Author. Published by Universitas Pendidikan Ganesha.
sistem pendingin aktif  dan sistem pendingin pasif. Sistem pendingin aktif dapat menggunakan pendinginan zat  cair  ataupun  gas  (udara).  Dibandingkan  pendinginan  aktif  udara,  pendinginan  aktif  cair  merupakan metode manajemen termal yang paling efisien karena mampu mereduksi suhu lebih cepat dan lebih mampu mempertahankan  suhu  pada  kondisi  yang  optimal (Chung  &  Kim,  2019;  C.  Wu  et  al.,  2021) .  Sementara pendinginan aktif udara tidak efisien untuk menghilangkan panas baterai dalam skala besar (Verma et al., 2023; Q. Wang et al., 2014) . Pelat pendingin mini channel telah banyak digunakan dan dianalisis untuk baterai pada kendaraan listrik. Pelat pendingin mini channel merupakan sistem pendingin dengan pelat yang berisi saluran mini tempat fluida mengalir. Hal ini bertujuan untuk memindahkan panas dari sumber panas baterai melalui fluida  secara  konduksi.  Untuk  meningkatkan  kinerja  sistem  pendingian mini  channel bagian  dalam dilakukan  modifikasi  untuk  mencari  desain  mini  channel  yang  paling  optimal (Huang  et  al.,  2019) . Penelitian yang dilakukan oleh Wang dan timnya (J. Wang et al., 2021) , merancang sistem pendingin baterai menggunakan pendingin cair berupa air. Pelat pendingin dibuat dengan saluran jaring laba-laba bionik, yang menunjukan parameter struktural saluran dan lebar saluran memiliki pengaruh terbesar pada kinerja pelat pendingin. Penelitian serupa juga dilakukan pada tahun 2021, oleh Monika dan timnya (Monika et al., 2021) , dengan merancang dan menganalisis pelat pendingin mini terdiri dari 5 saluran lurus mini dengan lebar 4 mm secara paralel. Dimana pelat pendingin mini diapit diantara dua baterai berbentuk prismatik dan suhu maksimum  modul  baterai  dipertahankan  dalam  jangkauan  optimal.  Selain  merubah  geometri  atau memodifikasi  saluran  pada  pelat  mini  channel,  pengaruh  laju  airan  fluida  pada  pelat  pendingin  juga mempengaruhi reduksi  temperatur baterai meskipun dalam beberapa kasus pengaruhnya tidak sebesar dengan pengaruh suhu masuk fluida pendingin (Lai et al., 2019) .
Selain itu penggunaan pipa panas banyak diminati peneliti karena material pipa panas memiliki konduktivitas termal yang tinggi, struktur yang kompak, dan geometri fleksibel. Penelitian yang dilakukan oleh Feng dan timnya (Feng et al., 2018) , menggunakan perangkat pendingin pipa panas (HPCD) dengan konveksi paksa yang digunakan untuk menekan suhu pada baterai. Hasil dari penelitian ini mengemukakan bahwa paket baterai dilengkapi dengan HPCD yang di konveksi paksa dapat mengurangi suhu maksimum sebesar 15 o C pada tingkat 1 C proses pelepasan. Sistem HPCD banyak digunakan dengan menggabungkan pendinginan udara, karena pendingin udara memiliki biaya produksi yang murah, penggunaan energi yang lebih sedikit, sistem baterai lebih ringan dan memiliki tata letak yang lebih luas. Namun pendinginan jenis ini masih kurang optimal untuk mereduksi termal baterai sehingga dibutuhkan sistem manajemen termal dengan bahan perubahan fase PCM untuk mencapai pendinginan yang efisien dari sistem baterai di kondisi ekstrim (Behi  et  al.,  2017;  Park,  2013) .  Temuan  penelitian  sebelumnya  menyatakan  menggunakan pendingin hybrid berupa pipa panas dan PCM, dilakukan dengan rentang waktu operasi yang lebih lama dan suhu  yang  lebih  sesuai (W.  Wu  et  al.,  2017) .  Hasilnya  menunjukkan  suhu  tertinggi  bisa  dikendalikan  di bawah 50 o C pada tingkat debit 5 C. Penelitian berikutnya oleh Sun dan timnya, merancang struktur sirip baru yang terdiri dari sirip memanjang dan cincin silinder pada sistem pendingin PCM untuk meningkatkan perpindahan panas (Sun et al., 2019) . Sistem PCM-Fin memiliki kinerja yang unggul dibandingkan sistem PCM murni, karena struktur sirip mampu meningkatkan area perpindahan panas dan dapat mengontrol kenaikan suhu baterai (Putra et al., 2020) .
Sistem pendingin hybrid yaitu pipa panas dan PCM tujuannya mengidentifikasi PCM (beeswax dan Rubitherm RT 44 HC). Hasilnya menunjukkan penggunaan PCM mampu meningkatkan kinerja pendingin. Selain itu PCM jenis RT 44 HC menyerap lebih banyak panas baterai dari pada jenis beeswax. Dalam kasus lain pipa panas bisa dikombinasikan dengan sistem pendingin cair, seperti yang dilakukan Behi dan timnya (Behi et al., 2020) . Kapasitas pendinginan dari sistem pendingin cair dan sistem pendingin cairan pipa panas tertanam (LCHP)  di analisis. Hasil penelitian menunjukan bahwa pipa panas tunggal mampu mereduksi termal sebesar 29,1% pada tingkat pemakaian 8C. selain itu pada sistem pendingin cair LCHP menunjukkan kinerja  yang  lebih  baik  mampu  mereduksi  termal.  Ini  menunjukan  bahwa  kombinasi  pendinginan cair/udara dan pipa panas atau kombinasi pendinginan cair/udara dan PCM dapat meningkatkan efisiensi pendinginan  dan keseragaman suhu  pada baterai kendaraan listrik (Fathabadi, 2014;  Yang et al., 2020) . Penelitian  tentang  pendinginan  pada  BTMS  telah  banyak  dilakukan  oleh  peneliti  sebelumnya  untuk menurunkan suhu baterai (Jin et al., 2021; Kong et al., 2021) . Penelitian ini dilakukan dengan modifikasi geometri  sistem  pendingin mini  channel 6  saluran  lurus  dan  memvariasikan  laju  aliran  massa  untuk mereduksi thermal pada modul baterai LiFePO4. Sistem ini terdiri dari dua belas baterai prismatik yang disusun secara seri, diterapkan diberbagai kondisi pelepasan ( discharging ). Kemudian model numerik tiga dimensi dikembangkan untuk meneliti aliran fluida dan perpindahan panas pada pelat pendingin cair mini channel .  Efek  dari  laju  aliran  massa  dipertimbangkan  untuk  mempelajari  perilaku  termal  dari  sistem pendingin yang dirancang. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sistem manajemen termal baterai (BMTS)  dengan  pendinginan  aktif  pada  baterai  LiFePO4  untuk  menurunkan  termperatur  kerja  baterai dalam kondisi operasi yang optimal.

## 2. METODE
Penelitian ini dilakukan secara numerik menggunakan software Ansys 2023 R1 ( academic licence ) dengan metode Computational Fluid Dynamic (CFD). Modul baterai prismatik berisi dua belas sel baterai diimplementasikan pada pelat pendingin cair. Pelat pendingin cair tersebut terjepit di antara baterai yang berdekatan,  dengan  tujuan  untuk  meningkatkan  kinerja  perpindahan  panas.  Gambar  1  menunjukan dimensi batrai LiFePO4 dan juga pelat dingin mini channel . Baterai sel memiliki panjang 135 mm, lebar 30 mm, tinggi 185 mm. Sel-sel dihubungkan melalui busbar, dan jarak antar sel adalah 3 mm. ukuran saluran pada mini channel yaitu 10 mm dengan menggunakan material aluminium yang terdapat pada ansys 2023 R1.
Gambar 1. Skema Pelat Pendingin Cair untuk Modul Baterai LiFePO4
Pelat mini channel dengan pendingin air memiliki peran penting dalam mengontrol termal pada baterai.  Panas  yang  dihasilkan  didalam  sel  diserap  melalui  pelat  pendingin  cair  dan  dilepaskan  melalui aliran  fluida.  Dalam  penelitian  ini,  analisis  sel  baterai  tunggal  dan  pengoperasian  modul  baterai  tanpa sistem pendingin dan dengan sistem pendingin diimplementasikan. Bahan komposisi dan parameter yang terkait dengan termoelektrik diperlihatkan dalam Tabel 1 .
Tabel 1. Spesifikasi Sel Baterai LiFePO4 50 Ah
Specification Value Unit Material for Electrolyte Carbonate based - Voltage (Nominal) 3,3 V Capacity of the Cell (Nominal) 50 Ah Discharge Power 3367 W Energy (Nominal) 160 Wh Specific Energy 114 Wh/kg Energy Density 247 Wh/L Operating Temperature -30 to 55 o C Specific Power 2400 W/kg Number of Cycles Min. 300, approx. 2000 Cycle Maximum Charge 500 A
Simulasi dilakukan dengan tiga tahap sel baterai tunggal, modul baterai tanpa sistem pendingin cair, dan modul baterai dengan sistem pendingin cair. Suhu awal untuk semua zona dikondisikan menjadi 298.15  K.  Kondisi  batas  saluran  masuk  diatur  menjadi pressure  inlet ,  sedangkan  untuk  kondisi  saluran keluar menjadi outflow . Model turbulensi yang dipilih  adalah K- 𝜔 standar. Permukaan luar dari domain fluida  didefinisikan  sebagai  konveksi  bebas  dengan  koefisien  perpindahan  panas  sebesar  5  W.m-2.C-1. Kapasitas nominal sel baterai adalah 50 Ah dan dilakukan pelepasan untuk kodisi debit 1C, 2C, 3C, 4C, dan 5C. Dengan time step dikondisikan pada 30 dan maksimum iteration step dikondisikan pada 30, waktu yang didapat masing-masing pelepasan adalah 3510s, 1770s, 1200s, 810s, 630s.
Metode meshing yang  digunakan  yaitu  model  grid  dengan  menggunakan multiple  block  mesh dengan elemen hexahedral seperti terlihat pada Gambar 2 . Ukuran mesh divariasikan untuk melihat suhu maksimum dalam sel baterai tunggal dalam pelepasan 1C, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 . Suhu maksimum baterai tunggal menurun dari 306,977 K pada 95.360 elemen menjadi 306,967 K pada 267.484 elemen. Oleh karena itu, jumlah grid ditetapkan pada 267.484 elemen untuk simulasi sel baterai tunggal. Setelah  uji  independensi  grid,  dilakukan  simulasi  dengan  memvariasikan  laju  aliran  massa,  untuk mengetahui  efek  laju  aliran  massa  dalam  penurunan  temperatur  pada  modul  baterai  dan  divariasikan dengan laju aliran massa 1x10 -3 kg/s, 1x10 -2 kg/s, 1x10 -1 kg/s, dan 1 kg/s (Zhou et al., 2019) .
Gambar 2. Model Grid : Sel Baterai Tunggal dan Modul Baterai dengan Mini Channel
Gambar 3. Uji Grid dengan Berbagai Nomor Mesh
Simulasi  penelitian  yang  akan  dilakukan  terdiri  dari  tiga  tahapan  yang  berbeda.  Pertama,  sel baterai tunggal dianalisis pada kondisi pelepasan 1C, 2C, 3C, 4C, dan 5C untuk mengetahui suhu maksimum pada masing-masing baterai tunggal (R. Liu et al., 2014) . Pada tahap kedua, modul baterai dianalisis pada kondisi pelepasan 5C, dengan membandingkan modul baterai tanpa sistem pendingin mini channel dengan modul  baterai  dengan  sistem  pendingin mini  channel .  Pada  tahap  ketiga,  pengaruh  laju  aliran  massa terhadap  penurunan  temperatur  modul  baterai  pada  kondisi  pelepasan  5C.  Dalam  penelitian  ini diasumsikan bahwa fluida tidak dapat dimampatkan serta untuk parameter fisiknya konstan (H. ling Liu et al., 2019) . Panas yang dihasilkan baterai berasal dari reaksi kimia eksotermis, dimana terjadi ketika proses pengisian  atau  pemakaian  secara  terus  menerus.  untuk  mencari heat  generation baterai  menggunakan persamaan reaction  heat , 𝒬̇ 𝑟 (4)  dan joule  heat , 𝒬̇ 𝑗 .  Sehingga  panas  yang  dihasilkan  batereai  dapat dinyatakan dalam persamaan Heat generation , 𝒬̇ 𝑔𝑒𝑛 (6). Dalam simulasi panas yang dihasilkan dari baterai aktif dianggap homogen. Sifat termodinamika bahan yang digunakan dalam simulasi disajikan pada Tabel 2 .
Tabel 2. Sifat Termodinamika Bahan yang digunakan dalam Simulasi
Material Densitas (kg/m 3 ) Specific Heat (J/kgK) Thermal Conductivity (W/Mk) Coolant (Water) 998,2 4182 0,6 Cold Plate (Al) 2719 871 202 Battery 2500 1000 3

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Simulasi baterai tunggal 50 Ah dilakukan untuk melihat distribusi suhu maksimum pada setiap pelepasan  1C,  2C,  3C,  4C,  dan  5C.  Hasil  menunjukan  bahwa  suhu  meningkat  ketika  kondisi  pelepasan meningkat.  Kurva  suhu  maksimum  dari  waktu  ke  waktu  pada  analisis  baterai  tunggal  disajikan  pada Gambar 4 , dan Gambar 5 .
Gambar 4. Distribusi Suhu Baterai Tunggal setelah Pelepasan: (a) 1C, (b) 2C, (c) 3C, (d) 4C , dan (e) 5C
Gambar 5. Kurva Suhu Maksimum di Berbagai C-rate pada Baterai Tunggal dalam Simulasi
Modul baterai dua belas sel disusun seri dianalisis pada kondisi pelepasan 5C. Pertama, simulasi dilakukan  pada  modul  baterai  tanpa  sistem  pendingin  cair mini  channel untuk  menyelidiki  suhu  yang dihasilkan. Suhu maksimal pada modul baterai mencapai 354.63 K disajikan pada Gambar 6 .
Gambar 6. Distribusi Suhu Modul Baterai, (a) Tanpa Mini Channel , (b) dengan Mini Channel Setelah Pelepasan 5C
(a) (b)
Pada  modul  baterai  dengan  sistem  pendingin  cair mini  channel suhu  maksimum  baterai  ketika ditambahkan sistem pendingin cair mini channel turun menjadi 335.91 K dengan laju aliran massa 1x10 -3 kg/s dan menggunakan jenis fluida berupa air seperti pada Gambar 6 (b). Suhu maksimal modul baterai dapat dilihat pada Tabel 3 .
Tabel 3. Perbandingan Hasil Simulasi Antara Modul Baterai dengan dan Tanpa Mini Channel
Modul Baterai Discharged C-rate Mass Flow Rate (kg/s) Simulated Temperature (K) With Mini Channel 5C 1x10 -3 335,91 Without Mini Channel 5C 1x10 -3 354,63
Laju aliran massa memiliki pengaruh penting terhadap penurunan suhu pada baterai dan menjaga suhu baterai tetap berada pada suhu yang optimal. Variasi laju aliran massa dilakukan untuk mencari laju aliran massa yang cocok untuk menjaga suhu baterai pada penggunaan pelepasan 5C. modul baterai dengan pelepasan 5C dianalisis dengan memvariasikan laju aliran massa air 1x10 -3 kg/s, 1x10 -2 kg/s, 1x10 -1 kg/s, dan 1 kg/s. Hasil suhu maksimum dapat dilihat pada Tabel 4 .
Tabel 4. Hasil Simulasi Pengaruh Laju Aliran Massa
Mass Flow Rate (kg/s) Discharged C-rate Simulated Temperature (K) 1x10 -3 5C 335,91 1x10 -2
5C 315,83 1x10 -1 5C
311,56 1
5C 310,51
Gambar 7. Pengaruh Laju Aliran Massa pada Suhu Modul Baterai
Distribusi suhu maksimum modul baterai dua belas sel telah simulasikan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 . Terjadi penurunan pada modul baterai disetiap laju aliran massa. Contour hasil simulasi pada setiap laju aliran massa disajikan pada Gambar 8 .
Gambar 8. Distribusi Suhu Maksimum Modul Baterai pada Laju Aliran Massa (a) 1x10 -3 kg/s, (b) 1x10 -2 kg/s, (c) 1x10 -1 kg/s, and (d) 1 kg/s
Perbandingan distribusi suhu maksimum pada setiap sel ditunjukkan pada Gambar 9 . Dimana sel baterai  terdapat  perubahan  suhu  maksimum  yang  hampir  tidak  terlihat  pada  setiap  sel  lainnya,  hal  ini terlihat pada sel No.2 sampai No.11  pada laju aliran massa 1x10 -2 kg/s, 1x10 -1 kg/s, dan 1 kg/s dimana masing-masing  berada  pada  suhu  yang  hampir  konstan  yaitu  312.5  K,  308.9  K,  308.1  K.  Kurva  suhu maksimum berdasarkan waktu pada analisis modul baterai sebesar 630s seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10 .
Gambar 9. Suhu Maksimum Modul Baterai dengan Variasi Laju Aliran Massa
Gambar 10. Kurva Suhu Maksimum pada
Berbagai C-rate
Modul Baterai dalam Simulasi
(a)
(b) (c) (d)
Hasil  simulasi  pada  pelat  pendingin  cair mini  channel dengan  memvariasikan  laju  aliran  massa dapat dilihat pada Gambar 11 . Dimana terlihat bahwa temperatur fluida pada laju aliran massa 1x10 -3 kg/s lebih tinggi dibandingkan yang lainnya. Pada penelitian ini kondisi suhu inlet yang digunakan yaitu 298.15 K, dapat dilihat pada Tabel 5 .
Gambar 11. Suhu Cairan didalam Pelat Dingin pada Laju Aliran Massa (a) 1x10 -3 kg/s, (b) 1x10 -2 kg/s, (c) 1x10 -1 kg/s, and (d) 1 kg/s
Tabel 5. Suhu Outlet Pelat Pendingin Cair Mini Channel
Mass Flow Rate (kg/s) Temperature Inlet (K) Discharged C-rate Tempterature Outlet (K) 1x10 -3 298,15 5C 328,02 1x10 -2 298,15 5C 301,58 1x10 -1 298,15 5C 298,54 1 298,15 5C 298,19

## Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan menggunakan metode simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD), didapatkan hasil penelitian bahwa suhu maksimum baterai tunggal setelah pelepasan pada tingkat 1C, 2C,  3C, 4C, dan 5C masing-masing adalah  306.96 K, 312.93 K, 320.77 K, 331.44  K, dan 342.72 K. Suhu maksimum baterai berada di luar rentang suhu yang ditentukan antara 243,15 K - 328,15 K ketika berada di bawah kondisi pelepasan 4C dan 5C. Van-Thanh, 2020 yang menunjukkan bahwa semakin tinggi pelepasan daya maka suhu yang dihasilkan baterai lebih tinggi dan  waktu pengoperasian semakin
(a)
(b) (c) (d)
pendek (Maulana et al., 2019; Van-Thanh, 2020) . Modul baterai dengan pelepasan 5C diuji dengan dan tanpa mini channel untuk menyelidiki suhu maksimum yang dihasilkan. Dimana suhu maksimum modul baterai tanpa  sistem  pendingin  mencapai  354.63  K  dalam  hal ini  suhu  melebihi  suhu  optimal.  Sedangkan  suhu maksimum modul baterai dengan sistem pendingin mini channel mampu mereduksi suhu mencapai 335.91 K dengan laju aliran massa 1x10 -3 kg/s dan menggunakan jenis fluida berupa air. Hasil penelitian pernah dilakukan oleh Xu et al, 2019 dengan menggunakan laju aliran massa air 1x10 -3 kg/s dengan pelepasan daya baterai 1C (Wibowo, 2016; Xu et al., 2019) . Namun untuk penggunaan pelepasan 5C masih kurang cocok untuk laju aliran massa 1x10 -3 kg/s, suhu baterai masih berada diatas suhu optimal yang ditentukan. Berdasarkan hasil simulasi perbandingan modul baterai dengan dan tanpa mini channel , bahwa pelat  pendingin  cair mini  channel terbukti  dapat  menurunkan  temperatur  modul  baterai  pada  kondisi pelepasan  5C.  Namun  temperatur  yang  dihasilkan  belum  memenuhi  kriteria  yang  optimal  sehingga dilakukan simulasi dengan memvariasikan laju aliran massa. Pada laju aliran massa 1x10 -2 kg/s temperatur baterai  telah  berada  pada  kondisi  yang  optimal,  namun  pada  laju  aliran  massa  1x10 -1 kg/s  temperatur baterai masih dapat diturunkan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada laju aliran massa 1x10 -1 kg/s dengan laju aliran massa 1 kg/s memiliki perbedaan suhu yang sangat kecil yaitu berbeda 1.05%. Penelitian dengan  memvariasikan  laju  aliran  massa  pernah  dilakukan  juga  oleh  Monika  et  al,  2021  menggunakan baterai LiFePO4 7Ah dengan pelepasan 5C, namun  untuk jenis  baterai dengan nominal kapasitas 50 Ah dengan pelepasan 5C lebih cocok menggunakan laju aliran massa 1x10 -1 kg/s (Monika et al., 2021) . Pada Gambar 8. Menunjukkan bahwa temperatur pada sel baterai No.1 dan No. 12 memiliki suhu maksimum yang lebih tinggi dari pada sel baterai lainnya dan terjadi disetiap laju aliran massa. Temuan ini diperkuat dengan  temuan  penelitian  sebelumnya  menyatakan  bahwa  semakin  tinggi  inlet  laju  aliran  massa  maka semakin  tinggi  penurunan  temperatur  baterainya  yang  berarti  proses  pendinginan  yang  terjadi  lebih optimal (Li et al., 2021) . Penelitian yang telah dilakukan pada modul baterai dengan memvariasikan laju aliran  massa  diperlukan  untuk  mengoperasikan  modul  baterai  tetap  pada  kisaran  suhu  yang  optimal, sehingga  didapat  hasil  bahwa  laju  aliran  massa  1x10 -1 kg/s  sangat  cocok  untuk  digunakan  pada  modul baterai 50 Ah pada kondisi pelepasan 5C.

## 4. SIMPULAN
Model numerik tiga dimensi dianalisis pada sel baterai tunggal, modul baterai dengan atau tanpa sistem pendingin cair mini channel , dan variasi laju aliran massa. Hasil menunjukkan bahwa semakin besar pelepasan  daya  baterai  maka  semakin  besar  juga  suhu  yang  dihasilkan.  Sehingga  penyelidikan  tentang sistem pendingin baterai dilakukan untuk mengontrol suhu baterai tetap pada kisaran yang optimum. Hasil menunjukkan  bahwa  sistem  pendingin mini  channel 6  saluran  lurus  dengan  memvariasikan  laju  aliran massa mampu menurunkan suhu pada modul baterai dengan pelepasan 5C.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Akbarzadeh, M., Jaguemont, J., Kalogiannis, T., Karimi, D., He, J., Jin, L., Xie, P., Van Mierlo, J., & Berecibar, M.
(2021). A novel liquid cooling plate concept for thermal management of lithium-ion batteries in electric vehicles.
Energy
Conversion
and
Management , 231 , 113862.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.113862.
Behi, H., Ghanbarpour, M., & Behi, M. (2017). Investigation of PCM-assisted heat pipe for electronic cooling.
Applied Thermal Engineering , 127 , 1132 – 1142. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.08.109.
Behi,  H.,  Karimi,  D.,  Behi,  M.,  Jaguemont,  J.,  Ghanbarpour,  M.,  Behnia,  M.,  Berecibar,  M.,  &  Van  Mierlo,  J.
(2020). Thermal management analysis using heat pipe in the high current discharging of lithium- ion battery in electric vehicles. Journal of Energy Storage , 32 , 101893. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101893. Chung,  Y., & Kim, M. S. (2019). Thermal analysis  and  pack level design of battery thermal  management system with liquid cooling for electric vehicles. Energy Conversion and Management , 196 , 105 – 116. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.05.083. Fathabadi, H. (2014). High thermal performance lithium-ion battery pack including hybrid active-passive thermal  management  system  for  using  in  hybrid/electric  vehicles. Energy , 70 ,  529 – 538. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.04.046.
Feng, L., Zhou, S., Li, Y., Wang, Y., Zhao, Q., Luo, C., Wang, G., & Yan, K. (2018). Experimental investigation of thermal and strain management for lithium-ion battery pack in heat pipe cooling. Journal of Energy Storage , 16 , 84 – 92. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.01.001.
Huang, Y., Mei, P., Lu, Y., Huang, R., Yu, X., Chen, Z., & Roskilly, A. P. (2019). A Novel Approach For Lithium-
Ion  Battery  Thermal  Management  With  Streamline  Shape  Mini  Channel  Cooling  Plates. Applied Thermal Engineering , 157 , 113623. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.04.033. Jin, L., Tian, J., Gao, S., Xie, P., Akbarzadeh, M., Kalogiannis, T., Berecibar, M., Lan, Y., Hu, D., Ding, Y., & Qiao,
G. (2021). A novel hybrid thermal management approach towards high-voltage battery pack for electric vehicles. Energy Conversion and Management , 247 , 114676. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114676.
Kong, W., Zhu, K., Lu, X., Jin, J., & Ni, M. (2021). Enhancement of lithium-ion battery thermal management with  the  divergent-shaped  channel  cold  plate. Journal  of  Energy  Storage , 42 ,  103027. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103027.
Lai,  Y.,  Wu,  W.,  Chen,  K.,  Wang,  S.,  &  Xin,  C.  (2019).  A  compact  and  lightweight  liquid-cooled  thermal management solution for cylindrical lithium-ion power battery pack. International Journal of Heat and Mass Transfer , 144 , 118581. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118581. Li, Y., Guo, H., Qi, F., Guo, Z., Li, M., & Bertling Tjernberg, L. (2021). Investigation on liquid cold plate thermal management system with heat pipes for LiFePO4 battery pack in electric vehicles. Applied Thermal Engineering , 185 , 116382. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.116382.
Liu, H. ling, Shi, H. bo, Shen, H., & Xie, G. (2019). The performance management of a Li-ion battery by using tree-like mini-channel heat sinks: Experimental and numerical optimization. Energy , 189 , 116150. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116150.
Liu, R., Chen, J., Xun, J., Jiao, K., & Du, Q. (2014). Numerical investigation of thermal behaviors in lithium-ion battery stack discharge. Applied Energy , 132 , 288 – 297. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.07.024.
Lu, M., Zhang, X., Ji, J., Xu, X., & Zhang, Y. (2020). Research progress on power battery cooling technology for electric vehicles. Journal of Energy Storage , 27 , 101155.
https://doi.org/10.1016/j.est.2019.101155.
Maulana,  I.,  Aripin,  &  Chobir,  A.  (2019).  Studi  Elektrokimia  Baterai  Aluminium-. Journal  of  Energy  and Electrical Engineering (JEEE) , 01 (01), 25 – 28. https://doi.org/10.37058/jeee.v1i1.1193.
Monika, K., Chakraborty, C., Roy, S., Dinda, S., Singh, S. A., & Datta, S. P. (2021). An improved mini-channel based liquid cooling strategy of prismatic LiFePO4 batteries for electric or hybrid vehicles. Journal of Energy Storage , 35 , 102301. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102301.
Park, H. (2013). A design of air flow configuration for cooling lithium ion battery in hybrid electric vehicles. Journal of Power Sources , 239 , 30 – 36. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.03.102.
Putra, N., Sandi, A. F., Ariantara, B., Abdullah, N., & Indra Mahlia, T. M. (2020). Performance of beeswax phase change material (PCM) and heat pipe as passive battery cooling system for electric vehicles. Case Studies in Thermal Engineering , 21 , 100655. https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100655.
Saw, L. H., Poon, H. M., Thiam, H. S., Cai, Z., Chong, W. T., Pambudi, N. A., & King, Y. J. (2018). Novel thermal management system using mist cooling for lithium-ion battery packs. Applied Energy , 223 , 146 – 158. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.04.042.
Saw, L. H., Ye, Y., Tay, A. A. O., Chong, W. T., Kuan, S. H., & Yew, M. C. (2016). Computational fluid dynamic and thermal analysis of Lithium-ion battery pack with air cooling. Applied Energy , 177 , 783 – 792. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.05.122.
Sun, Z., Fan, R., Yan, F., Zhou, T., & Zheng, N. (2019). Thermal management of the lithium-ion battery by the composite  PCM-Fin  structures. International  Journal  of  Heat  and  Mass  Transfer , 145 ,  118739. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118739. Van-Thanh, H. (2020). Transient Thermal Analysis of a Li-IonVan-Thanh, Ho; Khoungsik, Chang; Sang Wook, Lee; Sung Han, Kim. 2020. “Transient Thermal Analysis of a Li - Ion Battery.” Battery. Energies , 13 , 2387. https://doi.org/10.3390/en13092387.
Verma, A., Saikia, T., Saikia, P., Rakshit, D., & Ugalde-Loo, C. E. (2023). Thermal performance analysis and experimental  verification  of  lithium-ion  batteries  for  electric  vehicle  applications  through optimized inclined
mini-channels. Applied Energy , 335 , 120743. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.120743. Wang, J., Liu, X., Liu, F., Liu, Y., Wang, F., & Yang, N. (2021). Numerical optimization of the cooling effect of the bionic spider-web channel cold plate on a pouch lithium-ion battery. Case Studies in Thermal Engineering , 26 , 101124. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101124.
Wang, Q., Jiang, B., Xue, Q. F., Sun, H. L., Li, B., Zou, H. M., & Yan, Y. Y. (2014). Experimental investigation on EV  battery  cooling  and  heating  by  heat  pipes. Applied  Thermal  Engineering , 88 ,  54 – 60. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.09.083.
Wang, Qian, Jiang, B., Li, B., & Yan, Y. (2016). A critical review of thermal management models and solutions of lithium-ion batteries for the development of pure electric vehicles. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 64 , 106 – 128. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.05.033.
Wang,  Qingsong,  Ping,  P.,  Zhao,  X.,  Chu,  G.,  Sun,  J.,  &  Chen,  C.  (2012).  Thermal  runaway  caused  fire  and explosion  of  lithium  ion  battery. Journal  of  Power  Sources , 208 ,  210 – 224. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.02.038. Wibowo, N. (2016). Upaya Peningkatan Keaktifan Siswa Melalui Pembelajaran Berdasarkan Gaya Belajar Di Smk Negeri 1 Saptosari. Elinvo (Electronics, Informatics, and Vocational Education) , 1 (2), 128 – 139. https://doi.org/10.21831/elinvo.v1i2.10621.
Wu, C., Wang, Z., Bao, Y., Zhao, J., & Rao, Z. (2021). Investigation on the performance enhancement of baffled cold  plate  based  battery  thermal  management  system. Journal  of  Energy  Storage , 41 ,  102882. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102882.
Wu,  W.,  Yang,  X.,  Zhang,  G.,  Chen,  K.,  &  Wang,  S.  (2017).  Experimental  investigation  on  the  thermal performance  of  heat  pipe-assisted  phase  change  material  based  battery  thermal  management system.
Energy Conversion and Management , 138 , 486 – 492.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.02.022.
Xu,  X., Li, W., Xu, B., & Qin, J. (2019). Numerical study on a water cooling system for prismatic LiFePO4 batteries at abused operating conditions. Applied Energy , 250 , 404 – 412. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.04.180.
Yang, W., Zhou, F., Zhou, H., Wang, Q., & Kong, J. (2020). Thermal performance of cylindrical lithium-ion battery thermal management system integrated with mini-channel liquid cooling and air cooling.
Applied Thermal Engineering , 175 , 115331.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115331.
Zhou, H., Zhou, F., Zhang, Q., Wang, Q., & Song, Z. (2019). Thermal management of cylindrical lithium-ion battery based on a liquid cooling method with half-helical duct. Applied Thermal Engineering , 162 , 114257. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.114257.