Abstrak—Efek  samping  dari  melonjaknya  kapasitas  kendaraan bermotor  meliputi  beberapa  hal  di  antaranya  adalah  polusi  dan kebutuhan  akan  bahan  bakar.  Melihat  kondisi  dimana  jumlah bahan  bakar  yang  ada  sudah  menipis  dan  pengaruh  emisi  dari kendaraan  bermotor  yang  mencemari  lingkungan  serta kesehatan,  sehingga  kendaraan  berbasis  listrik  dapat  menjadi solusi.  Mobil  listrik  dirasa  akan  lebih  efektif,  karena  memiliki efisiensi lebih tinggi dibanding dengan kendaraan berbahan bakar minyak. Namun, permasalahan dari kendaraan bertenaga listrik adalah  menentukan  driveability  dan  torsi  motor  yang  dapat dicapai agar menghasilkan tenaga yang setara dengan kendaraan berbahan  bakar  minyak  pada  berbagai  medan  jalan  serta  jarak tempuh  yang  lebih  panjang.  Pada  penelitian  ini  terdapat  2 tahapan,  yaitu  tahap  perhitungan  dan  tahap  analisa  terhadap sistem tenaga dan transmisi dari Mobil Listrik Ezzy II ITS. Pada tahap  perhitungan  adalah  menghitung  besar  dari  gaya  hambat yang terjadi pada kendaraan, selanjutnya mencari spesifikasi dari motor dan baterai yang digunakan kendaraan dan yang terakhir adalah  menghitung  traksi  dan  power  dari  transmisi  yang digunakan. Pada tahap analisa akan dilakukan analisa terhadap karakteristik  traksi  serta  karakteristik  power  yang  terjadi  dari transmisi tersebut. Dari penelitian ini diperoleh spesifikasi motor yang  sesuai  adalah  YASA  Motor  P400  series  30kw  dan  baterai LiFePO4  120Ah.  Mobil  Listrik  Ezzy  ITS  II  menggunakan  2 tingkat transmisi dengan rasio tingkat pertama 2.362 dan tingkat kedua  0,36.  Dari  rasio  transmisi  tersebut  karakteristik  yang dihasilkan  adalah  dengan  transmisi  pertama  kendaraan  dapat melaju sampai 12 km/jam pada sudut tanjakan 30 derajat, serta kecepatan  maksimum  dari  transmisi  pertama  adalah  93,09 km/jam pada jalan mendatar. Sedangkan untuk transmisi kedua dapat  digunakan  pada  jalan  mendatar  dengan  kecepatan mencapai  127  km/jam.  Mobil  Listrik  Ezzy  II  ITS  dengan  daya motor  30  Kw  dapat  dipilih  karena  sudah  mampu  memenuhi parameter  rancangan  yaitu  dapat  melewati  tanjakan  30  derajat dengan  kecepatan  10  km/jam  dan  pada  jalan  datar  dengan kecepatan 100 km/jam.
Kata Kunci—Motor Listrik, Gaya Hambat, Transmisi, Traksi.

## I. PENDAHULUAN
FEK  samping  dari  melonjaknya  kapasitas  kendaraan bermotor meliputi beberapa hal di antaranya adalah polusi dan  kebutuhan  akan  bahan  bakar.  Data  dari  BPH  MIGAS menunjukkan konsumsi bahan bakar nasional pada tahun 2015 –  2017  terus  mengalami  peningkatan  seiring  dengan meningkatnya  jumlah  kendaraan  bermotor,  yaitu  sebanyak 44.453.906 kiloliter di tahun 2015 dan 55.400.604 kiloliter di tahun  2017  [1].  Peneliti  di  Kitami  Institute  of  Technology, Hokkaido,  Jepang  Marwan  Rosyadi  mengatakan  energi  fosil, seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam akan habis pada 2050 mendatang [2].
Mulai Studi Literatur Menentukan Konsep Rancangan Spesifikasi Kendaraan dan Tanjakan Maksimum Kendaraan
Menghitung Gaya Hambat Kendaraan
Menghitung Spesifikasi Motor dan Baterai
Menghitung Rasio dan Tingkat
Transmisi
Menghitung Karakteristik Traksi dan Karakteristik Power dari Rancangan
Transmisi
Menganalisa Karakteristik Traksi dan Karakteristik Power Kendaraan
Mendapatkan Karakteristik Traksi dan Karakteristik Power yang dibutuhkan untuk Kendaraan

## Selesai

## Gambar 1. Metode penelitian.
Bertambahnya kendaraan bermotor juga membawa dampak bagi  kesehatan  manusia.  Hal  ini  disebabkan  oleh  gas  buang yang  ditimbulkan  kendaraan  bermotor  tersebut.  Polusi  udara yang  ditimbulkan  oleh  kendaraan  bermotor  sebesar  70-80%. Gas karbon monoksida (CO) dan gas hidro karbon (HC) adalah polutan  yang  sangat  berbahaya  dari  kendaraan  bermotor tentunya akan mengganggu kesehatan manusia [3].
Menurut  Kepala  Balitbang  Kementerian  ESDM,  FX Sutijastoto penggunaan mobil listrik dirasa akan lebih efektif,

## Desain dan Analisis Sistem Tenaga dan Transmisi pada Mobil Bertenaga Listrik Ezzy ITS II
Nyoman Budi Kusuma Yoga dan I Nyoman Sutantra Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : tantra@me.its.ac.id
E
karena selain tidak menimbulkan polusi, suaranya halus, tahan lama,  serta  memiliki  efisiensi  energi  yang  tinggi  dibanding dengan  kendaraan  berbahan  bakar  minyak  [4].  Sebuah  mobil listrik  tentu  membutuhkan  beberapa  komponen  pendukung, yang  salah  satunya  adalah  motor  listrik.  Dalam  hal  ini  motor listrik adalah sebagai komponen utama, yang berfungsi sebagai penggerak pada mobil listrik. Daya yang dibutuhkan kendaraan ini  dihasilkan  oleh  motor  listrik,  kemudian  daya  tersebut disalurkan  melalui  sistem  transmisi  yang  berfungsi  untuk menyalurkan  tenaga  dari  sumber  penggerak  sampai  kebagian roda.
Namun  permasalahan  dari  Mobil  Listrik  Ezzy  II  ITS  daya motor  listrik  yang  digunakan  jauh  lebih  besar  dibandingkan mobil listrik yang ada di pasaran. Dengan daya yang besar tentu jarak  atau  durasi  tempuh  yang  dapat  dicapai  untuk  sekali pengisian akan lebih singkat.
Pada  tulisan  ini  mendapatkan  hasil  perhitungan  untuk menentukan  jenis  motor  dengan  daya  yang  sesuai,  lalu menganalisa transmisi, karakteristik traksi dari kendaraan, dan karakteristik  power  pada  masing-masing  tingkat  transmisi. Analisa yang dilakukan bertujuan untuk mendapat karakteristik dari  kendaraan  sehingga  motor  listrik  yang  baru  dapat digunakan.

## II. METODE PELITIAN
Metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

## III. URAIAN PENELITIAN

## A. Motor Listrik
Motor listrik merupakan sumber tenaga dari kendaraan listrik dan  memiliki  karakteristik  berbeda  dengan  motor  bensin. Berdasarkan  karakterisitik  pada  gambar  1  dapat  diketahui bahwa power atau tenaga dari motor listrik dibawah kecepatan dasar  (base  speed)  akan  terus  bertambah  secara  linier  sampai mencapai tenaga maksimum yang tepat berada saat berada pada kecepatan  base.  Dan  dari  kecepatan  dasar  sampai  dengan kecepatan  maksimum,  tenaga  yang  dihasilkan  motor  listrik konstan sebesar tenaga maksimum yang dapat dihasilkan motor listrik.  Sedangkan  dari  segi  torsi  yang  dihasilkan  oleh  motor listrik berdasarkan karakteristik diatas dapat dijelaskan bahwa torsi akan tetap pada kecepatan dibawah kecepatan dasar, yaitu sebesar  torsi  maksimum  yang  dapat  dihasilkan  motor  listrik. Lalu  setelah  melewati  kecepatan  dasar  torsi  dari  motor  listrik akan menurun secara hiperbolik.
Gambar 2. Karakteristik Motor Listrik [5].

## B. Dinamika Kendaraan
Gaya-gaya yang bekerja pada kendaraan berupa gaya hambat aerodinamis,  gaya  hambat rolling, serta gaya  hambat  gradien. Sesuai pada Gambar 3 untuk melawan gaya-gaya yang terjadi dibutuhkan  gaya  dorong  atau  Ft.  Dimana  gaya  dorong kendaraan berasal dari tenaga mesin. Pada gambar  2 Ft (gaya dorong)  dibagi  menjadi  dua  yaitu  Ff  (gaya  dorong  pada  roda depan) dan Fr (gaya dorong pada roda belakang).
Gambar 3. Dinamika Kendaraan saat Menanjak [5].
Jenis  gaya  hambat  yang  pertama  adalah  gaya  hambat  yang terjadi  karena  hambatan  udara  atau  disebut drag  force . Drag force merupakan  gaya  yang  menghambat  gaya  dorong kendaraan karena arah dari drag force berlawanan dengan arah laju kendaraan. Terdapat beberapa jenis dari gaya hambat angin (drag  force) yaitu  hambatan  bentuk,  hambatan  pusaran  / turbulensi,  hambatan  tonjolan  dan  hambatan  aliran  dalam. Dengan demikian, besarnya gaya hambat angin dapat dihitung dengan persamaan berikut,
𝑅 𝑎 =
1 2 ×  𝜌  ×  𝐶𝑑  ×  𝐴𝑓  × 𝑉𝑎 2 (1)
𝑅 𝑎 = hambatan aerodinamika (N)
ρ = massa jenis udara (kg/m³)
Cd = koefisien drag Af = Luas frontal kendaraan (m²) Va = kecepatan relatif angin terhadap kendaraan(m/s) Gaya yang kedua adalah rolling resistant , yaitu gaya hambat akibat gesekan ban dengan jalan. Untuk mencari besarnya gaya hambat  rolling,  pertama  kita  harus  menentukan  besarnya koefisien  hambatan  rolling  ( fr )  terlebih  dahulu.  Besarnya fr dapat  dicari  menggunakan  persamaan  hasil  eksperimen  J.J Taborek seperti (2), [6]
𝑓𝑟 = 𝑓𝑜 + 𝑓𝑠 ( 𝑉 100 ) 2,5 (2)
Fr = koefisien hambat rolling fo dan fs = koefisien yang nilainya tergantung pada tekanan ban
V = kecepatan kendaraan (km/h)
Gambar 4. Grafik Tekanan Ban terhadap Koefisien Hambat Rolling [5] .
Setelah  mendapatkan  koefisien  hambat  rolling  (fr),  maka besarnya gaya hambat rolling dapat dicari yaitu,
𝑅𝑟 = 𝑓𝑟 × 𝑊 (3) dimana,
Rr = gaya hambat rolling (N) fr = koefisien hambat rolling W = berat kendaraan (N)
Gaya hambat yang terakhir adalah gaya hambat yang terjadi karena adanya sudut tanjakan pada jalan. Dengan adanya gaya hambatan  tanjakan  maka  beban  kendaraan  akan  bertambah akibat pengaruh gaya gravitasi bumi. Besar gaya hambat akibat sudut tanjak dapat dihitung dengan rumus berikut,
𝑅𝑔 = 𝑊𝑠𝑖𝑛Ɵ (4) dimana,
Rg = gaya hambat tanjakan (N) W = berat kendaraan (N) Ɵ = sudut tanjakan Besarnya gaya rolling resistance juga akan terpengaruhi oleh besarnya sudut tanjakan. Hal ini terjadi karena perbedaan gaya normal pada kendaraan yang besarnya lebih kecil dibandingkan saat  jalan  mendatar.  Besarnya  gaya  normal  kendaraan  sama dengan berat kendaraan dikalikan cos sudut tanjakan. Sehingga gaya  hambat  total  kendaraan  saat  kondisi  jalan  menanjak berubah menjadi,
𝐹𝑟 = 𝑅𝑎 + 𝑅𝑟 𝑐𝑜𝑠 Ɵ + 𝑅𝑔 (5)
𝐹𝑟 = ( 1 2 × 𝜌 × 𝐶𝑑 × 𝐴𝑓 × 𝑉𝑎 2 ) + (𝑓𝑟 × 𝑊𝑐𝑜𝑠Ɵ) + 𝑊𝑠𝑖𝑛Ɵ (6)

## C. Kebutuhan Tenaga dan Torsi Motor Listrik
Dalam  menentukan kebutuhan tenaga atau daya dari  motor yang digunakan untuk kendaraan ini maka terlebih dahulu harus ditentukan besar sudut tanjakan maksimum dan kecepatan yang diinginkan saat kendaraan melalui jalan dengan sudut tanjakan maksimum,  sehingga  didapat  gaya  hambat  kendaraan  sesuai dengan  (6),  Setelah  mengetahui  gaya  hambat  pada  kendaraan maka  selanjutnya  adalah  menghitung  besar  torsi  yang dibutuhkan oleh kendaraan berdasarkan variasi kecepatan dan sudut  tanjakan  maksimum  kendaraan  dengan  rumus  sebagai berikut,
𝑇𝑝 = 𝐹𝑟 × 𝑅 (7) dimana R = jari-jari roda penggerak pada kendaraan.
Setelah  mengetahui  torsi  yang  dibutuhkan  kendaraan  maka selanjutnya  adalah  mencari  besar  daya  yang  dibutuhkan kendaraan berdasarkan kecepatan yang diinginkan saat melalui jalan  dengan  sudut  tanjakan  maksimum,  seperti  pada persamaan dibawah ini
𝑃 = 𝐹𝑟 × 𝑉𝑘 (8) Jadi daya untuk kendaraan ( P ) dan torsi pada roda penggerak ( Tp )  adalah  tenaga  dan  torsi  yang  berasal  dari  motor  lalu ditransmisikan  oleh drive  train ,  maka  untuk  menentukan besarnya  tenaga  ( Pm )  dan  torsi  ( Tm )  dari  motor  listrik  yang dibutuhkan  dapat  dihitung  apabila  diketahui  efisiensi drive train adalah ( Edt ) maka,
𝑃𝑚 = 𝑃 𝐸𝑑𝑡 (9)

## D. Sistem Transmisi Kendaraan
Sistem  transmisi  adalah  suatu  sistem  yang  berfungsi  untuk mengkonversikan torsi dan kecepatan dari mesin menjadi torsi
dan kecepatan yang berbeda-beda dan selanjutnya diteruskan ke penggerak  akhir.  Dalam  suatu  kendaraan  sistem  transmisi adalah  bagian  dari  sistem  pemindah  tenaga.  Dengan  adanya sistem  transmisi  maka  putaran  mesin  dengan  putaran  poros yang  dihubungkan  dengan  penggerak  akhir  dapat  dikontrol. Fungsi dari kontrol sendiri supaya tenaga yang dihasilkan oleh mesin sesuai dengan kebutuhan kendaraan [7].
Maka  yang  pertama  harus  diperhitungkan  adalah  rasio transmisi pada tingkat gigi pertama. Hal ini karena pada tingkat pertama dibutuhkan torsi maksimum agar kendaraan bergerak, serta  dengan  diperhitungkannya  torsi  maksimum  dapat diketahui  seberapa  besar  sudut  tanjakan  jalan  yang  dapat dicapai dengan menggunakan rasio transmisi pertama. Dibawah ini  merupakan rumus untuk  menentukan besar rasio transmisi pertama,
𝑖 1 = 𝐹𝑡 𝑥 𝑟 𝑇 𝑚 ×𝑖 𝑑 ×ƞ 𝑡 = (𝑊𝑠𝑖𝑛Ө 𝑚𝑎𝑥 +𝑓 𝑟 .𝑊 𝑐𝑜𝑠 Ɵ+𝑅𝑎)𝑟 𝑇 𝑚 ×𝑖 𝑑 ×ƞ 𝑡 (10)
dimana,
Ft = gaya torsi kendaraan W = berat kendaraan T m = torsi mesin ƞ 𝑡 = efisiensi dari transmisi r = jari-jari roda I d = perbandingan gigi diferential.
Setelah  menentukan  rasio  transmisi  tingkat  pertama, selanjutnya menentukan besar dari rasio transmisi terakhir pada kendaraan berdasarkan kecepatan maksimum yang ditentukan. Berdasarkan  hal  tersebut  perumusan  rasio  transmisi  pada tingkat gigi akhir adalah seperti dibawah ini,
𝐼 𝑚 = 𝐹𝑡 × 𝑟 𝑇𝑚×𝑖 𝑑 ×ƞ 𝑡 = (𝑓 𝑟 .𝑊+ 1 2 𝜌.𝐶 𝑑 𝐴 𝑓.𝑉𝑚 )𝑟 𝑇𝑚×𝑖 𝑑 ×ƞ 𝑡 (11)

## E. Traksi dan Power Kendaraan
Gaya dorong atau gaya traksi yang terjadi pada roda ( Ft ) dengan  efisiensi  transmisi  ( Edt )  dapat  dihitung  dengan perumusan seperti dibawah ini,
𝐹𝑡 = 𝐼𝑡×𝐼𝑔×𝑇𝑚 𝑅 𝐸𝑑𝑡 (12)
dimana,
It = rasio transmisi Ig = rasio gardan Tm = torsi motor Edt = efisiensi drive train
Dalam  menentukan  karakteristik  traksi  kendaraan  terlebih dahulu  harus  mencari  kecepatan  dasar  untuk  setiap  tingkat transmisi (Vbn) dan gaya traksi untuk setiap tingkat transmisi (Ftn).  Setelah  mengetahui  data-data  diatas  maka  karakteristik traksi  kendaraan  dapat  diketahui  dan  fungsi  dari  karakteristik traksi  kendaraan  adalah  sebagai  penggambaran  besar  gaya traksi yang dapat dihasilkan kendaraan pada setiap kecepatan, serta  dapat  mengetahui  kecepatan,  percepatan  dan  sudut tanjakan maksimum yang dapat dilalui kendaraan [8].
Untuk  mengetahui  besar  dari  kecepatan  dasar  ( V bn )  dan kecepatan  maksimum  ( V nmak )  kendaraan  dengan  tingkat transmisi  n  ( V bn )  dapat  dihitung  dengan  perumusan  sebagai berikut,
𝑉 𝑏𝑛 = 𝜋×𝑅×𝑁𝑏 30×𝐼𝑡𝑛×𝐼𝑔 (13)
𝑉 𝑛𝑚𝑎𝑥 = 𝜋×𝑅×𝑁𝑚𝑚𝑎𝑥 30×𝐼𝑡𝑛×𝐼𝑔 (14)
dimana,
Nb = putaran dasar motor listrik Nm max = putaran maksimum motor listrik I tn = rasio transmisi ke “n”.
Setelah  mengetahui  kecepatan  dasar  dan  kecepatan maksimum  pada  tiap  tingkat  transmisi  selanjutnya  adalah menetukan  gaya  traksi  maksimum  dan  minimum  yang  dapat dihasilkan pada tingkat transmisi. Gaya traksi maksimum yang dihasilkan motor terjadi ketika putaran 0 sampai pada putaran dasar,  hal  ini  karena  torsi  yang  terjadi  adalah  konstan  sesuai dengan grafik sedangkan setelah kecepatan konstan maka torsi motor  akan  turun  begitu  juga  dengan  gaya  traksi  kendaraan. Konsep ini sangat sesuai dengan kebutuhan kendaraan, dimana kebutuhan  traksi  sangat  diperlukan  saat  kecepatan  awal, sedangkan  untuk  kecepatan  yang  terus  bertambah  kebutuhan traksi  kendaraan  akan  berkurang.  Dibawah  ini  merupakan perumusan  untuk  mencari  besar  gaya  traksi  maksimum  dan minimum yang dapat dihasilkan pada tingkat transmisi “n”,
𝐹𝑡 𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑡𝑛×𝐼𝑔×𝑇𝑚𝑚𝑎𝑥
𝑅 𝐸𝑑𝑡 (15)
𝐹𝑡 𝑚𝑖𝑛 = 𝐼𝑡𝑛×𝐼𝑔×𝑇𝑚𝑚𝑖𝑛 𝑅
𝐸𝑑𝑡 (16)
dimana,
T max = torsi motor listrik maksimum T min = torsi motor listrik minimum Karakteristik power suatu kendaraan menunjukkan seberapa besar  power  yang  dapat  diberikan  sistem  transmisi  untuk memenuhi  kebutuhan  power  yang  dibutuhkan  akibat  adanya gaya  hambat.  Karakteristik  power  yang  dihasilkan  oleh kendaraan listrik adalah terdiri dari grafik power atau daya dari masing-masing tingkat transmisi yang nantinya akan diplotkan dengan  grafik  daya  yang  dibutuhkan  akibat  terjadinya  gaya hambat.  Untuk  menghitung  power  yang  didapat  dari  masing- masing tingkat transmisi adalah dengan rumus sebagai berikut,
𝑃𝑡 = 𝐹𝑡 × 𝑉 (17) dimana Pt = power yang diberikan oleh trasmisi (KW) Ft = gaya dorong tiap transmisi (N) V = kecepatan kendaraan (m/s).
Sedangkan  untuk  menentukan  besarnya  power  yang dibutuhkan oleh adanya gaya hambat dapat dilihat berdasarkan rumus,
𝑃𝑟 = 𝐹𝑟 × 𝑉 (18) dimana Pr = power yang diakibatkan oleh gaya hambat (KW) Fr = gaya hambat total (N)
V = kecepatan kendaraan (m/s).

## IV. HASIL DAN ANALISIS

## A. Informasi Umum
Informasi  spesifikasi  standard  mobil  listrik  Ezzy  ITS  II (Tabel  1)  memiliki  karakteristik  traksi  yang  disajikan  pada Gambar 5.
Tabel 1. Spesifikasi Ezzy ITS II Type Sporty Hatchback City Car Capacity 4 (Termasuk Driver) orang Chassis Monocoque Penggerak Front Wheel with BLDC Motor Power 60 Kw Maximum Speed +180 km/jam Torque 200 N.m Battery Battery LiPoFe4; 20 Kwh Energy Consumption 8 km/kwh Control System BMS dan Android Charging 10 jam (Slow Charging) Dimention (PxLxT) 3500 mm x 1500 mm x 1400 mm Wheelbase 2334 mm Track Width 1183 mm Ground clearance 181 mm Weight 1500 kg 4 roda tunggal Radial (P 205/45 R17) Drag coefficient Cd claimed: Drag coefficient Cd estimated by a-c: 0,4 Frontal area A claimed: Frontal area A estimated by a-c: 1.79 m2 Transmission manual syncromesh Gear ratio 1                  3,250 2                  1,250
F                  4,250
Gambar 5. Karakteristik Traksi Ezzy ITS II 60 kW.
Gambar  5  merupakan  grafik  karakteristik  traksi  Mobil Listrik Ezzy II ITS menggunakan motor 60kW dengan 2 tingkat transmisi. Terlihat berdasarkan grafik bahwa karakteristik pada transmisi  pertama  dengan  rasio  transmisi  3,25  mobil  dapat melewati tanjakan 30 derajat dengan kecepatan 24 km/jam dan kecepatan  maksimal  sebesar  67,65  km/jam  pada  jalan  datar. Pada transmisi kedua dengan rasio transmisi 1,25 mobil dapat melalui tanjakan 15 derajat dengan  kecepatan 45 km/jam  dan pada jalan datar dengan kecepatan maksimum 160 km/jam.

## B. Redesign Sistem Tenaga
Suatu  kendaraan  untuk  dapat  berjalan  memerlukan  sumber tenaga penggerak, dimana sumber tenaga tersebut harus dapat melawan  gaya  hambat  yang  terjadi  pada  kendaraan.  Setelah didapat besar dari gaya hambat kendaraan, baik itu gaya hambat angin, gaya hambat rolling atau gaya hambat karena tanjakan. Jadi langkah selanjutnya adalah menentukan besar power atau daya dari sumber penggerak yang diperlukan. Berdasarkan (8) dapat  diketahui  besar  daya  yang  diperlukan  oleh  kendaraan. Berikut ini merupakan grafik dari perhitungan kebutuhan daya kendaraan  untuk  dapat  berjalan  melewati  gaya  hambat  yang terjadi,
Gambar 6. Daya Hambatan Kendaraan di Roda.
Berdasarkan grafik pada Gambar 6, dapat dijelaskan bahwa dengan power atau daya sebesar 25 kw, kendaraan dapat melaju pada  tanjakan  30  derajat  dengan  kecepatan  kurang  lebih  10 km/jam.  Jadi  dengan  power  sebesar  25  kw  kendaraan  dapat mencapai  kecepatan  kurang  lebih  120  km/jam  pada  jalan mendatar.  Akan  tetapi  perlu  diingat  daya  diatas  merupakan daya  pada  roda  penggerak,  bukan  daya  yang  dihasilkan  pada sumber  tenaga  atau  motor  listrik.  Jadi  dalam  menentukan spesifikasi  motor  yang  digunakan  pada  Mobil  Listrik  Ezzy  II ITS  harus  menggunakan  power  yang  melebihi  dari  grafik diatas, karena power yang dihasilkan oleh sumber tenaga atau motor  merupakan  power  pada  grafik  diatas  dibagi  dengan efisiensi kendaraan seperti pada (9).

## 1) Motor Listrik dan Baterai
Perhitungan Daya Motor Listrik Pada perhitungan sebelumnya telah didapat besar daya dari gaya  hambat  kendaraan.  Jadi  langkah  selanjutnya  adalah menentukan besar power atau daya dari sumber penggerak yang diperlukan  untuk  dapat  melawan  gaya  hambat  tersebut. Berdasarkan (9) dimana efisiensi dari drive train sebesar 0,85 dapat diketahui besar daya  motor listrik  yang diperlukan oleh kendaraan.
Berdasarkan grafik pada Gambar 7, dapat dijelaskan bahwa dengan power atau daya sebesar 30 kw, kendaraan dapat melaju pada  tanjakan  30  derajat  dengan  kecepatan  kurang  lebih  10 km/jam. Serta  dengan power sebesar  30 kw  kendaraan dapat mencapai  kecepatan  kurang  lebih  120  km/jam  pada  jalan mendatar. Sehingga daya motor listrik 30 kw dapat digunakan pada rancangan ini.
Gambar 7. Kebutuhan Daya di Motor Listrik.

## Pemilihan Motor Listrik
Setelah  mengetahui  gaya  hambat  yang  terjadi  serta kebutuhan  daya  untuk  jalan  kendaraan,  penulis  melakukan survey mengenai motor listrik yang sesuai untuk Mobil Listrik Ezzy  II  ITS.  Berdasarkan  beberapa  jenis  motor  yang  tersedia maka penulis memilih menggunakan motor Yasa P400 Series
Gambar 8. Spesifikasi Motor YASA P400 Series [9].
Gambar  8  merupakan  penampakan  dari  motor  serta spesifikasi  dari  motor  Yasa  P400  Series.  Berdasarkan spesifikasi diketahui motor dapat menghasilkan power sebesar 20-100 kw. Jadi setelah penulis mendapatkan spesifikasi motor yang  sesuai  maka  penulis  mencari  grafik  dari  power  beserta torsi  yang  dihasilkan  oleh  motor  Yasa  P400  Series.  Untuk grafik power dan torsi dari motor Yasa P400 Series dapat dilihat pada Gambar 9,
Gambar 9. Grafik Power dan Torsi Motor [7].
Terlihat dari Gambar 9 menunjukkan kemampuan dari motor listrik  untuk  menghasilkan  power  maupun  torsi.  Torsi maksimal yang dapat dihasilkan motor Yasa P400 Series adalah 370  Nm,  sesuai  dengan  teori  menyatakan  bahwa  torsi  pada motor  listrik  adalah  maksimum  dari  putaran  awal  sampai putaran base lalu akan turun secara hyperbolic sampai putaran maksimal. Torsi yang dihasilkan motor Yasa P400 series adalah bevariasi tergantung power dari  motor, semakin  lama putaran motor  untuk  mencapai  torsi  maksimum  maka  semakin  besar pula power yang digunakan oleh motor. Dan untuk karakteristik power  pada  motor  Yasa  P400  series  adalah  terus  naik  seiring
bertambahnya kecepatan dari motor dan akan konstan apabila mencapai  kecepatan  base.  Semakin  besar  power  dari  motor Yasa  P400  series  maka  kecepatan  base  juga  semakin  besar, sehingga  torsi  yang  dihasilkan  juga  semakin  besar.  Penulis menggunakan  motor  Yasa  P400  series  dengan  power  sebesar 30 kw.

## C. Redesign Transmisi
Pada perhitungan rasio transmisi penulis menghitung terlebih dahulu pada tingkat rasio pertama. Sehingga berdasarkan  (10) dapat diketahui hasilnya sebagai berikut,
𝑖 1 = 𝐹𝑡 𝑥 𝑟 𝑇 𝑚 × 𝑖 𝑑 × ƞ 𝑡 = (𝑊𝑠𝑖𝑛Ө 𝑚𝑎𝑥 + 𝑓 𝑟 . 𝑊 𝑐𝑜𝑠 Ɵ + 𝑅𝑎)𝑟
𝑇 𝑚 × 𝑖 𝑑 × ƞ 𝑡 𝑖 1 = (10906)0,31
370 × 4,25 × 0,91
𝑖 1 = 2,362
Selanjutnya  penulis  menghitung  rasio  transmisi  untuk kecepatan  akhir.  Rasio  transmisi  akhir  merupakan  tingkat transmisi yang digunakan kendaraan untuk dapat menghasilkan kecepatan yang diinginkan, disini penulis menetapkan sampai dengan kecepatan 100 km/jam karena 100 km/jam merupakan kecepatan  maksimal  yang  diijinkan  pada  saat  berkendara. Berdasarkan  (11)  menjelaskan  cara  untuk  menghitung  rasio transmisi akhir,
𝑖 2 = 𝐹𝑡 × 𝑟 𝑇𝑚 × 𝐼𝑑 × ƞ 𝑡 = (𝑓 𝑟 . 𝑊 + 1 2 𝜌. 𝐶 𝑑 𝐴 𝑓.𝑉𝑚 ) 𝑟
𝑇𝑚 × 𝑖𝑑 × ƞ 𝑡 𝑖 2 = (1665,5)0,31
370 × 4,25 × 0,91
𝑖 2 = 0,36
Dalam  menentukan  karakteristik  traksi  suatu  kendaraan, terlebih dahulu penulis menghitung besar dari kecepatan serta gaya  dorong  yang  dapat  dihasilkan  dari  rasio  setiap  tingkat transmisi yang ada. Untuk kecepatan yang dapat dihasilkan dari rasio transmisi dapat dihitung berdasarkan (13) dan (14). Maka hasil  dari  perhitungan  kecepatan  dasar  dan  maksimum  rasio transmisi pertama adalah
𝑉 1𝑏 = 𝜋 × 𝑅 × 𝑁𝑏 30 × 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 1𝑏 = 3,14 × 0,31 𝑚 × 850𝑟𝑝𝑚
30 × 2,362 × 4,25 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 1𝑏 = 9,89 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚
𝑉 1𝑚𝑎𝑥 = 𝜋 × 𝑅 ×   𝑁𝑚 𝑚𝑎𝑥
30 × 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 )
𝑉 1𝑚𝑎𝑥 = 3,14 × 0,31 𝑚 × 8000 𝑟𝑝𝑚 30 × 2,362 × 4,25 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 1𝑚𝑎𝑥 = 93,09 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚
Lalu  untuk  kecepatan  dasar  dan  maksimum  rasio  transmisi akhir adalah
𝑉 2𝑏 = 𝜋 × 𝑅 × 𝑁𝑏 30 × 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 )
𝑉 2𝑏 = 3,14 × 0,31 𝑚 × 850𝑟𝑝𝑚 30 × 0,36 × 4,25 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 2𝑏 = 64,89 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 𝑉 2𝑚𝑎𝑥 = 𝜋 × 𝑅 ×   𝑁𝑚 𝑚𝑎𝑥 30 × 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 2𝑚𝑎𝑥 = 3,14 × 0,31 𝑚 × 8000 𝑟𝑝𝑚 30 × 0.36 × 4,25 × 3600𝑠 1000𝑚 ( 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚 ) 𝑉 2𝑚𝑎𝑥 = 610,76 𝑘𝑚 𝑗𝑎𝑚
Berdasarkan  perhitungan  diatas  dapat  diketahui  bahwa kecepatan dasar ( V 1b ) dari rasio transmisi pertama adalah 9,89 km/jam dan kecepatan maksimum ( V 1max ) adalah 93,09 km/jam, sedangkan  untuk  kecepatan  dasar  ( V 2b )  dari  rasio  transmisi akhir  adalah  64,89  km/jam  dan  kecepatan  maksimum  ( V 2max ) adalah 610,76 km/jam. Dalam menghitung kecepatan tersebut penulis  menggunakan spesifikasi  motor dengan range putaran 0-8000 rpm.
Setelah mendapat kecepatan yang dihasilkan rasio transmisi, selanjutnya  penulis  menghitung  gaya  dorong  minimal  serta maksimal  yang  dihasilkan  rasio  transmisi.  Berdasarkan  (15) dan  (16)  maka  besar  gaya  dorong  yang  dapat  dihasilkan  oleh rasio transmisi pertama adalah sebagai berikut,
𝐹𝑡 1𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 𝑇𝑚 𝑚𝑎𝑥 𝑅 𝐸𝑑𝑡 𝐹𝑡 1𝑚𝑎𝑥 = 2,362 × 4,25 × 370 𝑁𝑚 0,31 𝑚 0,91 𝐹𝑡 1𝑚𝑎𝑥 = 10903 𝑁
𝐹𝑡 1𝑚𝑖𝑛 =
𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 𝑇𝑚 𝑚𝑖𝑛 𝑅 𝐸𝑑𝑡
𝐹𝑡 1𝑚𝑖𝑛 = 2,362 × 4,25 × 40𝑁𝑚 0,31 𝑚 0,91
𝐹𝑡 1𝑚𝑖𝑛 = 1178,7 𝑁
Dan untuk gaya dorong yang dihasilkan oleh rasio transmisi akhir berdasarkan perhitungan adalah sebagai berikut,
𝐹𝑡 2𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 𝑇𝑚 𝑚𝑎𝑥 𝑅 𝐸𝑑𝑡
𝐹𝑡 2𝑚𝑎𝑥 = 0,36 × 4,25 × 370 𝑁𝑚 0,31 𝑚 0,91 𝐹𝑡 2𝑚𝑎𝑥 = 1661,8 𝑁
𝐹𝑡 2𝑚𝑖𝑛 = 𝐼𝑡𝑛 × 𝐼𝑔 × 𝑇𝑚 𝑚𝑖𝑛 𝑅 𝐸𝑑𝑡
𝐹𝑡 2𝑚𝑖𝑛 = 0,36 × 4,25 × 40𝑁𝑚 0,31 𝑚 0,91 𝐹𝑡 2𝑚𝑖𝑛 = 179,65 𝑁
Berdasarkan  perhitungan  diatas  maka  dapat  diketahui  pada rasio  transmisi  pertama  besar  dari  gaya  dorong  maksimal adalah  10903  N  dan  gaya  dorong  minimal  adalah  1178,7  N,
sedangkan  pada  rasio  tranmisi  akhir  besar  gaya  dorong maksimal  adalah  1661,8  N  dan  gaya  dorong  minimal  adalah 179,65  N.  Terlihat  berdasarkan  perhitungan  pada  rasio transmisi pertama memiliki nilai gaya dorong yang lebih besar dari rasio transmisi terakhir, hal ini karena pada rasio transmisi pertama  berfungsi  untuk  kendaraan  pada  konsisi  jalan menanjak  atau  saat  kendaraan  sedang  awal  akan  bergerak dimana membutuhkan torsi yang tinggi, sedangkan pada rasio akhir  berfungsi  saat  kendaraan  dipacu  pada  jalan  yang  datar untuk  mendapat  kecepatan  maksimum.  Torsi  maksimal  dan torsi  minimal  dari  motor  listrik  didapat  sesuai  dengan  range spesifikasi motor 30kW YASA P400 yang digunakan yaitu 370 Nm pada torsi maksimal dan 40 Nm pada torsi minimal.

## D. Hasil Redesign Daya Motor dan Transmisi
Gambar 10. Karakteristik Traksi Hasil Redesign.
Gambar  10  merupakan  grafik  karakteristik  traksi  Mobil Listrik Ezzy II ITS menggunakan motor 30kW dengan 2 tingkat transmisi. Terlihat berdasarkan grafik bahwa karakteristik pada transmisi  pertama  dengan  rasio  transmisi  2,362  mobil  dapat melewati tanjakan 30 derajat dengan kecepatan 12 km/jam dan kecepatan  maksimal  sebesar  93,09  km/jam  pada  jalan  datar. Pada transmisi kedua dengan rasio transmisi 0,36 mobil dapat melalui  jalan  datar  dengan  kecepatan  hingga  127  km/jam. Grafik tersebut sesuai dengan teori yang ada pada karakteristik mobil listrik  yaitu  gaya traksi akan konstan  hingga  kecepatan dasar  dan  setelah  melewati  kecepatan  dasar  gaya  traksi menurun secara  hiperbolik. Sehingga pada awal tarikan,  gaya traksi  yang  dihasilkan  sudah  besar  dan  semakin  turun  hingga kecepatan maksimal yang dapat dicapai.
Gambar 11. Karakteristik Power Hasil Redesign.
Gambar  11  menunjukan  karakteristik  power  pada  Mobil Listrik Ezzy II ITS  hasil redesign  dengan  2 tingkat transmisi, dimana  pada  grafik  tersebut  terlihat  power  yang  dibutuhkan oleh  kendaraan  akibat  adanya  gaya  hambat  dibandingkan dengan power yang dapat dihasilkan oleh motor sebagai sumber tenaga  dari  kendaraan.  Terlihat  pada  grafik  untuk  tranmisi tingkat  pertama  power  maksimum  dari  motor  digunakan seluruhnya pada sudut 30 derajat dan menghasilkan kecepatan maksimum  sebesar  12  km/jam.  Dengan  power  motor  30kw kecepatan  maksimum  yang  dapat  dihasilkan  untuk  melewati jalan datar adalah 93,09 km/jam, hal ini karena pada jalan datar power  keseluruhan  dari  motor  sama  dengan  power  yang dibutuhkan  untuk  melawan  gaya  hambat.  Sedangkan  pada transmisi  tingkat  kedua  power  yang  dihasilkan  oleh  motor hanya dapat  melalui  medan jalan datar, kecepatan  maksimum yang  dihasilkan  pada  kondisi  tersebut  adalah  127  km/jam dengan kosumsi power sebesar 30 kw.
Jadi berdasarkan perbandingan antara Mobil Listrik Ezzy II ITS yang sudah ada dan rancangan baru dengan motor 30 kW didapat untuk Mobil Listrik Ezzy II ITS dengan motor 60 kW memiliki traksi  yang lebih besar dan dapat melewati tanjakan 30  derajat  pada  transmisi  pertama  sebesar  24  km/jam.  Pada transmisi  kedua  dapat  melewati  tanjakan  15  derajat  dengan kecepatan  45  km/jam  dan  pada  jalan  datar  dengan  kecepatan maksimum 160 km/jam. Namun dengan daya motor lebih besar akan menyebabkan konsumsi daya lebih besar. Sedangkan pada rancangan baru dengan rasio transmisi yang berbeda dan motor 30 kW mampu melewati tanjakan 30 derajat dengan kecepatan 12 km/jam dan kecepatan maksimal sebesar 93.09 km/jam pada jalan datar. Pada transmisi kedua hanya mampu digunakan pada jalan  datar  dengan  kecepatan  maksimal  127  km/jam.  Namun pada  rancangan  baru  sudah  dapat  memenuhi  kebutuhan  yang diinginkan  yaitu  dapat  melewati  tanjakan  30  derajat  dengan kecepatan  10  km/jam  dan  pada  jalan  datar  dengan  kecepatan 100  km/jam.  Dan  dengan  daya  motor  lebih  kecil  pada rancangan baru maka konsumsi daya juga akan lebih kecil.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Kesimpulan  berdasarkan  data  dan  analisa  yang  telah dilakukan,  diperoleh  beberapa  kesimpulan  penelitian  sebagai berikut.  Pada  kondisi  standar,  Mobil  Listrik  Ezzy  ITS  II mampu beroperasi mencapai kecepatan maksimum sebesar 160 km/jam pada tingkat gigi terakhir dan dapat melewati tanjakan 30  derajat  dengan  kecepatan  24  km/jam  pada  tingkat  gigi pertama.  Setelah  melakukan  redesign,  hasil  redesign  Mobil Listrik  Ezzy  II  ITS  memiliki  dua  tingkatan,  tingkat  pertama memiliki rasio 2.362 dan 0.36 pada tingkat kedua. Berdasarkan rasio  transmisi  yang  digunakan  pada  tingkat  pertama  dengan gaya  traksi  maksimum  sebesar  10903N  kendaraan  dapat melewati sudut tanjakan 30 derajat pada kecepatan 12 km/jam dan  dengan  gaya  traksi  sebesar  1178,8  N  kendaraan  dapat melaju pada kecepatan 93,09 km/jam di jalan datar. Sedangkan untuk  tingkat  transmisi  kedua  dengan  gaya  traksi  sebesar 1661,8  N  kendaraan  dapat  melaju  hingga  kecepatan  127 km/jam  pada  jalan  datar.  Pada  kondisi  standar  Mobil  Listrik Ezzy  II  ITS  dengan  daya  motor  60  kW  memiliki  kecepatan lebih besar diberbagai medan jalannya dibandingkan pada hasil redesign dengan daya motor 30 kW, namun konsumsi dayanya juga  akan  lebih  besar  sehingga  jarak  tempuh  lebih  singkat.
Mobil  Listrik  Ezzy  II  ITS  dengan  daya  motor  30  Kw  dapat dipilih  karena  sudah  mampu  memenuhi  parameter  yang diinginkan  yaitu  dapat  melewati  tanjakan  30  derajat  dengan kecepatan  10  km/jam  dan  pada  jalan  datar  dengan  kecepatan 100  km/jam.  Saran  penulis  dalam  proses  melakukan karakteristik  penggerak  sebaiknya  melalui  uji  dynotest kendaraan  untuk  mendapatkan  hasil  efisiensi drivetrain yang optimal.  Perlunya  analisa  konsumsi  energi  dari  rancangan system tenaga dan transmisi yang baru agar dapat membuktikan kemampuan  untuk  memperoleh  jarak  tempuh  yang  lebih panjang.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] B. MIGAS, “Konsumsi BBM Nasional,” 2016. [Online]. Available: http://www.bphmigas.go.id/konsumsi-bbm-nasional.
[2] Republika,  “Bahan  Bakar  Fosil  Habis  35  Tahun  Lagi,”
Republika.co.id , 2015. [Online]. Available:
https://www.republika.co.id/berita/nasional/umum/16/02/16/o2ndw 3284-peneliti-sebut-energi-fosil-habis-2050.
[3] Dinas Perhubungan, “Dampak Emisi Kendaraan Bermotor,” 2015. .
[4] Anonymous, “Keunggulan Mobil Listrik,” 2017. [Online]. Available: https://finance.detik.com/energi/d-3618682/lebih-irit-pakai-mobil- listrik-atau-bensin-ini-hasil-riset-esdm.
[5] S.  .  Nyoman, Teknologi  Otomotif  Hybrid .  Surabaya:  Guna  Widya,
2015. [6]
J.  J.  Taborek, Mechanics  of  Vehicles .  Ohio:  Penton  Publishing  Co,
1957.
[7]
Purboputro,  M.  A.  Saputro,  W.  Setiadi,  and  M.  Alfatih,  “Uji
Kemampuan Rancangan Sistem Kemudi, Transmisi, dan Pengereman pada Mobil Listrik Prototype Ababil,” Jur. Tek. Mesin ,
vol. 1, no. 1, pp. 50–53.
[8] Prasetyo  and  W.  Unggul,  “Desain dan  Analisa  Sistem  Tenaga  dan Transmisi  pada  Mobil  Angkutan  Multiguna  Pedesaan  Bertenaga Listrik,” J. Jur. Tek. Mesin , vol. 6, no. 2, 2017.
[9] yasa.com,  “YASA  P400  Product  Sheet.”  [Online].  Available: https://www.yasa.com/wpcontent/uploads/2018/01/YASA_P400_ Product_Sheet.pdf.