Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim

## OPTIMASI EFISIENSI ENERGI PADA MOBIL LISTRIK EMPAT PENUMPANG MELALUI SISTEM REGENERATIVE BRAKE

## Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
Program Studi Teknik Industri Universitas Panca Marga e-mail: Dwiiryaning@upm.ac.id

## ABSTRAK
Penggunaan  energi  fosil  yang  terus-menerus  dapat  memberikan  dampak  krisis  energi  dan pencemaran  lingkungan  Gas  Rumah  Kaca  (GRK)  ini  merupakan  faktor  penyebab  dari perubahan  iklim.  Mobil  listrik  merupakan  salah  satu  solusi  permasalahan-permasalahan tersebut.    Karena  mobil  listrik  itu  menggunakan  sumber  daya  listrik  yang  bersih  dan  dapat diperbarui untuk menggerakkan kendaraannya, sehingga bisa mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil yang terbatas. Dalam penggunaan mobil listrik yang memanfaatkan teknologi pengereman  regeneratif,  tahap  pertama  adalah  merancang  porsi  pengereman  mekanik  baik pada roda depan maupun belakang, beserta dengan pengereman regeneratif. Tujuannya untuk memperoleh  porsi  pengereman  yang  aman  dengan  mengikuti  batasan  atas  pengereman  ideal yang telah ditetapkan, sekaligus batas bawah yang ditetapkan oleh standar pengereman ECE. Setelah mendapatkan porsi pengereman yang aman dan sesuai dengan kondisi aktual, langkah selanjutnya adalah mencari energi yang dihasilkan oleh sistem pengereman regeneratif dengan melakukan  simulasi  menggunakan  Matlab-simulink.  Dalam  simulasi  ini,  dapat  diperoleh efisiensi  regenerative  brake,  dengan  membandingkan  energi  yang  diserap  dan  energi pengereman  yang  tersedia.  Sistem  regenerative  brake  pada  penelitian  ini  mampu  menyerap energi  1,7623  kWh  dengan  efisiensi  67,31%  pada  porsi  pengereman  regeneratif  0,137  serta pengereman mekanis depan 0,6629 pada koefisien gesek jalan 0,8.
Kata kunci: Regenerative Brake, porsi pengereman, simulasi Matlab-Simulink, Energi Bangkitan

## ABSTRACT
The continuous use of fossil energy can have an impact on the energy crisis and environmental pollution Greenhouse Gas (GHG) is a contributing factor to climate change. Electric cars are one of the solutions to these problems.  Because electric cars use clean and renewable electrical resources to drive their vehicles, they can reduce dependence on limited fossil fuels. In the use of  electric  cars  that  utilize  regenerative  braking  technology,  the  first  stage  is  to  design  the portion  of  mechanical  braking  on  both  the  front  and  rear  wheels,  along  with  regenerative braking. The goal is to obtain a safe braking portion by following the ideal braking upper limit that has been set, as well as the lower limit set by the ECE braking standard. After obtaining a safe  braking  portion  that  is  in  accordance  with  actual  conditions,  the  next  step  is  to  find  the energy generated by the regenerative braking system by simulating it using Matlab-simulink. In this simulation, the regenerative brake efficiency can be obtained by comparing  the absorbed energy and the available braking energy. The regenerative brake system in this study is able to absorb 1.7623 kWh of energy with an efficiency of 67.31% at a regenerative braking portion of 0.137 and front mechanical braking of 0.6629 at a road friction coefficient of 0.8.
Keywords: Regenerative Brake, braking portion, Matlab-Simulink simulation, Leakage Energy

## PENDAHULUAN
Perubahan iklim telah menjadi isu yang sangat serius dan mendapat perhatian serius dari  berbagai  negara  di  seluruh  dunia.  Dalam  rangka  mengatasi  masalah  ini,  penerapan sumber  energi  alternatif  telah  menjadi  semakin  penting,  dengan  tujuan  mengurangi  emisi karbon  dan  mendukung  keberlanjutan  energi  baik  dalam  konteks  saat  ini  maupun  masa depan, dengan fokus pada prinsip-prinsip lingkungan yang lebih baik. Pemanfaatan sumber energi fosil yang terus menerus saat ini dapat berdampak pada krisis energi dan peningkatan emisi Gas Rumah Kaca (GRK), yang merupakan faktor utama dari penyebabnya perubahan iklim yang sedang terjadi saat ini [1].
Demi mengurangi emisi gas Gas Rumah Kaca (GRK) kendaraan bermotor, Presiden mendukung adanya inovasi baru yaitu mobil listrik, sebagaimana  tertuang dalam Peraturan
Presiden (PERPRES) No. 55 tahun 2019 tentang Percepatan Program Kendaraan Bermotor Listrik  Berbasis  Baterai  (Battery Electric  Vehicle)  untuk  Transportasi  Jalan.  Mobil  listrik menggunakan  sumber  daya  listrik  yang  bersih  dan  dapat  diperbarui  untuk  menggerakkan kendaraannya,  serta  mengurangi  ketergantungan  pada  bahan  bakar  fosil  yang  sangat terbatas.  Melalui  penghilangan  emisi  langsung  dari  knalpot  dan  mengurangi  emisi  dari sektor  transportasi,  mobil  listrik  dapat  berperan  penting  dalam  mengurangi  emisi  karbon secara  signifikan  [2].  Selain  itu,  penggunaan  mobil  listrik  juga  dapat  memberikan keuntungan  lain,  seperti  peningkatan  efisiensi  energi  dan  pengurangan  biaya  operasional jangka panjang. Hal ini dapat memberikan manfaat ekonomi dan lingkungan yang positif, serta menciptakan industri baru yang berkelanjutan dan inovatif.
Kendaraan listrik dibagi menjadi 2 model yaitu kendaraan listrik menggunakan motor tak  langsung  yaitu  hanya  memakai  satu  motor  dan  yang  kedua  adalah  kendaraan  listrik dengan motor langsung yaitu menggunakan 2 atau 4 motor listrik yang langsung menempel pada roda penggerak. Kendaraan listrik dengan motor tak langsung konsepnya sama dengan kendaraan menggunakan mesin biasa. Transmisi yang digunakan sama dengan kendaraan biasa.  Motor  listrik  pada  kendaraan  ini  menggantikan  fungsi  dari  mesin  pada  kendaraan biasa, jadi energi kinetik dari motor listrik ditransmisikan oleh sistem penyalur daya menjadi gaya dorong pada roda penggerak [3].
Saat ini mobil listrik yang beredar dipasaran hampir secara keseluruhan menggunakan sistem regenerative  brake .  Sistem regenerative  brake digunakan  bertujuan  mengurangi energi kinetik yang terbuang begitu saja mejadi energi panas, energi kinetik yang terbuang ini dimanfaatkan kembali untuk menhasilkan energi listrik dengan mengubah fungsi motor listrik menjadi generator [4]. Selain itu sistem regenartive brake ini dapat memperpanjang jarak tempuh serta mengoptimasi efisiensi energi pada mobil listrik tersebut [5]. Zhang [6] menguangkapkan bahwa sistem regenartive brake  dapat mencapai penggunaan energi yang efisien dan memperluas jarak tempuh yang bisa dicapai oleh kendaraan listrik sepenuhnya.
Sistem  Pengereman  Regeneratif  telah  menjadi  fokus  beberapa  penelitian  yang melibatkan berbagai jenis kendaraan. Pada tahun 2014, Wijaya [7] mengadopsi pendekatan ini pada mobil Nasional Gea Passenger yang beroperasi dengan teknologi Electronic Fuel Injection  (EFI)  dan  menggunakan  bensin  sebagai  bahan  bakar.  Penelitian  tersebut difokuskan  pada  analisis  porsi  pengereman  dan  energi  yang  dihasilkan  dari  sistem pengereman  regeneratif  yang  telah  dirancang.  Penelitian  selanjutnya,  dilakukan  oleh Baradwadya [8] memilih kendaraan umum yaitu bus Transjakarta yang menggunakan bahan bakar solar. Pada penelitian ini, fokus utama adalah menganalisis energi yang dihasilkan dari sistem Pengereman Regeneratif. Pada tahun 2018, pendekatan yang berbeda dilakukan oleh Perdana [9] dengan memodifikasi mobil multiguna pedesaan berbasis Gea Passenger, sebuah mobil nasional, menggunakan teknologi energi listrik. Penelitian ini mencakup analisis porsi pengereman,  energi  yang  dihasilkan,  dan  efisiensi  dari  implementasi  sistem  pengereman regeneratif.
Melalui  serangkaian  penelitian  ini,  dapat  dikenali  bahwa  sistem  pengereman regeneratif  telah  menjadi  isu  yang  semakin  relevan.  Hal  ini  disebabkan  kesesuaian  yang sangat  kuat  antara  sistem  pengereman  regeneratif  dan  mobil  listrik  model  city  car berkapasitas 4 penumpang.   Kendaraan tersebut memiliki berat yang signifikan, tentunya diperlukan  sejumlah  energi  cukup  besar  saat  mengoperasikan  mobil  tersebut.  Sistem Pengeraman  regenerative  ini  mampu  menyerap  kembali  energi  yang  tidak  dimanfaatkan selama proses pengereman dan menggunakannya untuk mengoptimasi efisiensi energi dan jarak  tempuh  pada  mobil  listrik  4  penumpang.  Perdana  [9]  melakukan  analisa  pada  porsi pengereman seberapa besar energi yang dapat dibangkitkan dan berapa besar efisiensinya yang diperoleh dengan menggunakan driving cycle yang mendekati situasi aktual.

## Optimasi Efisiensi Energi pada Mobil Listrik Empat Penumpang Melalui Sistem Regenerative Brake
Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
Namun  demikian,  penelitian  yang  mengeksplorasi  terhadap  penggunaan  sistem regenerative  brake pada  jenis  kendaraan  spesifik,  seperti  Mobil  4  Penumpang City  Car (Mobil  Listrik)  masih  terbatas.  Hal  ini  tercermin  dalam  penelitian  sebelumnya  yang disajikan pada Tabel 1, menunjukkan penggunaan Sistem Regenerative Brake pada Mobil 4 Penumpang City Car (Mobil Listrik) berpeluang untuk dilakukan penelitian.
Tabel 1. Posisi penelitian Peneliti Type Kendaraan Jumlah penumpang Bahan Bakar Porsi Pengereman Energi yang dibangkitkan Efisiensi Sistem Regenerative Brake Wijaya [7] Mobil Nasional Gea Passenger NA Bensin Ya Ya Tidak Baradwadya [8] Bus Transjakarta NA Solar Ya Tidak Tidak Perdana [9] Mobil Multiguna Pedesaan 2 penumpang  Mobil listrik Ya Ya Ya Usulan Mobil 4 Penumpang City Car 4 penumpang  Mobil listrik Ya Ya Ya
Dengan demikian, penelitian ini memiliki potensi untuk memberikan kontribusi yang berharga  dalam  mengembangkan mobilitas  berkelanjutan  dan  teknologi  kendaraan  listrik. Oleh  karena itu penelitian ini akan melakukan optimasi efisiensi energi pada mobil listrik empat  penumpang  melalui  sistem regenerative  brake dengan  pendekatan  bagaimana menentukan seberapa besar energi yang dapat dibangkitkan oleh sistem regenerative braking yang  bekerja  pada  mobil  listrik  4  penumpang.  Untuk  mendapatkan  jumlah  energi pengereman yang maksimum, maka harus dilakukan analisa dan perhitungan awal terhadap distribusi gaya pengereman yang terjadi pada roda bagian depan dan roda bagian belakang. Gaya pengereman di kedua roda pada kendaraan memiliki suatu rasio tetap yang dibatasi oleh nilai koefisien gesek dari lintasan yang dilalui dan jumlahnya harus seimbang dengan beban  normal  pada  roda  kendaraan,  sehingga  roda  kendaraan  bagian  depan  dan  bagian belakang  pada  kendaraan  tersebut  mendapatkan  gaya  pengereman  maksimum  secara bersamaan [10].

## METODE PENELITIAN
Kendaraan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Mobil  Listrik  4  Penumpang merupakan mobil listrik yang didesign mirip City Car, yang diadopsi dan dimodifikasi dari spesifikasi mobil listrik Brajawahana [8] ITS.  Harapannya mobil ini bisa di gunakan dijalan raya  kota-kota  besar.  Hal  ini  dikarenakan  bodynya  yang  cukup  kecil  dan  mobil  ini  bisa bermanuver  dengan  lincah,  gesit,  dan  energi  yang  dibutuhkan  akan  lebih  hemat  dalam mengoperasikannya. Selengkapnya konsep produk mobil Listrik 4 penumpang dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Mobil Listrik 4 penumpang
Mobil listrik 4 penumpang ini didesain dengan diameter ban berukuran 16 inci dengan panjang mobil 2,8 m dan lebar 1,6 m. Untuk berat mobil itu sendiri mencapai 1 ton dalam kondisi kosng dan jika kondisi terisi bisa mencapai 1,5 ton. Mobil ini di gerakkan dengan motor  penggerak 25 kw  hasil  rancangan  mahasiswa ITS  sendiri. Sedangkan  tenaga yang
dihasilkan mencapai 50 Hp dan bisa mencapai kecepatan 200 km/jam.  Tabel 2 menunjukkan data spesifikasi Mobil Listrik 4 penumpang.
Tabel 2. Data Spesifikasi Mobil Listrik 4 Penumpang
Dimensi Wheelbase 2380mm Track Width 1520mm Ground Clearance 200 mm Massa Berat Kosong Kendaraan 770 kg Berat Terisi 1470 kg Jarak CG ke sumbu roda depan (Lf) 1,31 m Jarak CG ke sumbu roda belakang (Lr) 1,06 m Tinggi CG ke permukaan tanah (h) 0,66 Ban Jenis Radial Diameter 406 mm Lebar 205 mm Koefisien Adhesi Aspal ( 𝜂 ) 0,75 Koefisien Drag Kendaraan (μ) 0,4 Kinerja Motor 25 kw Torsi Motor 390 Nm Tenaga yang dihasilkan 50 Hp Rasio Transmisi (It) 1,3 Rasio Gardan (Ig) 3,9
Selanjutnya pada metode penelitian ini merujuk pada penelitian Perdana [9]. Tahap awal akan melibatkan analisis mendalam terkait teknologi Sistem regenerative brake .  Langkah  berikutnya  akan  berfokus  pada  pengumpulan  data  yang  relevan  guna mendukung pelaksanaan penelitian ini. kemudian, data yang terkumpul akan dianalisis untuk menghasilkan temuan yang dapat memberikan jawaban terhadap permasalahan yang telah dirumuskan  sebelumnya.  Semua  langkah  dalam  prosedur  penelitian  ini  akan  dijelaskan secara runtut melalui  diagram alir pada Gambar 2 di bawah ini.
Studi Literatur Mulai Perumusan Mengumpulkan datang pendukung Menghitung
Distribusi Pengereman
Menghitung Kebutuhan Gaya Pengereman Menentukan Porsi Regenerativ Brake Tahap Awal Tahap 2 Validasi Mensimulasikan Karakteristik Driving Cycle Mensimulasikan kerja Regenerative Braking pada Driving Cycle Menghitung Efisiensi Regenerative brake Tahap 3 Analisa dan Pembahasan Kesimpulan Yes No
Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
Gambar 3.Grafik Driving Cycle WLTP Class 1
Berdasarkan diagram alir pada Gambar 2, metodologi penelitian ini dilakukan dalam beberapa langkah:
1. Langkah  awal  adalah  melakukan  tinjauan  literatur  mengenai  teknologi  pengereman regeneratif pada kendaraan. Pengumpulan informasi dapat dilakukan melalui berbagai sumber,  seperti  penelitian  sebelumnya,  text  book¸  jurnal  penelitian,  hand  book,  dan penelusuran di internet.
2. Langkah kedua adalah merumuskan permasalahan. Informasi yang diperoleh dari studi literatur akan diubah menjadi poin-poin permasalahan yang relevan dan akan menjadi dasar untuk perumusan masalah yang tercantum dalam bab pendahuluan
3. Langkah ketiga adalah mengumpulkan data yang relevan untuk mendukung penelitian ini. Data yang diperlukan adalah data yang meliputi informasi mengenai mobil listrik 4 penumpang, termasuk dimensinya, serta data yang memengaruhi gaya yang bekerja pada kendaraan  tersebut.  Selain  itu,  data drive  cycle juga  diperlukan  untuk  mengetahui perilaku kendaraan selama beroperasi.
Langkah  keempat  adalah  mencari  model  pengereman  kendaraan  yang  sesuai.  Pada langkah ini, dilakukan proses pemodelan pengereman kendaraan yang akan menghasilkan kurva distribusi pengereman
Fb r W = (Lf− a g .h) (Lr+ a g .h) . Fb f W (1)
Dimana  Fbr/w  adalah  rasio  pengereman pada  roda  sisi  depan,  Lf  adalah  Jarak  titik  pusat kendaraan ke roda bagian depan (m), Lr adalah Jarak titik pusat kendaraan ke roda bagian belakang (m), a adalah Perlambatan kendaraan (m/s2), g adalah Gravitasi (m/s 2 ), h adalah Jarak titik pusat kendaraan ke pusat roda kendaraan (m) Fbf/w adalah rasio pengereman pada roda sisi belakang.
Kurva pengereman juga tidak boleh kurang dari standar minimal pengereman ECE dengan variasi nilai a/g dari 0,1 hingga 0,8 pada persamaan
Fb f W = μ L (Lr + (0.1 + 0.85(μ − 0.2) h) (2)
Fb r W ≥ (0.1 + 0.85(μ − 0.2)) − Fb f W (3)
Dimana Fbr/w adalah rasio pengereman pada roda sisi depan, L adalah Jarak roda depan dan roda  belakang  (m), Lr  adalah  Jarak  titik pusat  kendaraan  ke  roda  bagian  belakang  (m),  μ adalah koefisien gesek, h adalah Jarak titik pusat kendaraan ke pusat roda kendaraan (m) Fbf/w adalah rasio pengereman pada roda sisi belakang.
4. Langkah kelima melibatkan analisis pembagian porsi pengereman antara rem mekanik dan  rem  elektrik  berdasarkan  kurva  distribusi  pengereman  dari  tahap  sebelumnya. Pembagian  pengereman  ini  akan  disesuaikan  dengan  koefisien  gesek  jalan  yang umumnya  terjadi  di  lingkungan  perkotaan.  Selain  itu,  posisi regenerative  brake juga akan ditentukan. Setelah pembagian porsi pengereman yang optimal ditemukan, langkah selanjutnya adalah mencari gaya yang diperlukan selama proses pengereman kendaraan.
5. Langkah berikutnya melibatkan analisis terhadap potensi daya yang bisa dihasilkan oleh sistem pengereman regenerative dan kemudian disimpan dalam baterai Susunan blok gaya mengikuti persamaan:
𝐹 b =   𝐹 a − 𝐹 𝑑 − 𝐹 𝑟 − 𝐹 𝑔 (4)
Dimana  Fd  adalah  gaya  hambat  drag  (N),  Fa  adalah  gaya  perlambatan,  Fr  adalah  Gaya Hambat Rolling (N), 𝐹 g adalah  Gaya Hambat Gradien (N)
𝐹 𝑎 =  m. a (5)
Dimana  a adalah Gaya Hambat Inersia Kendaraan (N), m adalah Massa kendaraan (kg), a adalah Perlambatan kendaraan (m/s 2 )
𝐹 𝑑 = 1 2 𝐶 𝑑 ρ v 2 A (6)
Dimana 𝐹𝑑 adalah Drag Force (N), 𝐶𝑑 adalah Koefisien drag, 𝜌 adalah Massa jenis udara (kg/m3), 𝑣 adalah  Kecepatan relative kendaraan (m/s), 𝐴 adalah Luas frontal kendaraan (m 2 )
𝐹 𝑟 = m g 𝐶 𝑓 (7)
Dimana 𝐹 r adalah Gaya Hambat Rolling (N), 𝐶 f  adalah Rolling Coeficient, m  adalah Massa kendaraan (kg), g adalah Gravitasi (m/s)
Selain gaya pengereman terdapat blok model untuk mengkonversi gaya pengereman menjadi energi pengereman mengikuti persamaan:
𝑇 𝑏 = 𝐹 𝑏 × r It ×Ig × η (8)
ωmotor  = V×It×Ig π ×r (9)
𝑃 𝑏 =   𝑇 𝑏 . ωroda
(10)
Dimana Tb adalah Torsi Pengereman (Nm), Fb adalah Gaya Rem Total (N), Pb adalah Daya Pengereman (Kw), ωroda adalah Kecepatan putaran Roda (Rpm), ωmotor adalah Kecepatan putaran motor (Rpm), v adalah kecepatan linier (m/s), It  adalah Rasio Transmisi, Ig adalah Rasio Gardan.
Gambar 4. Blok Gabungan Matlab Simulink
Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
7. Langkah  terakhir  bagaiamana  menentukan  efisiensi  sistem regenerative  brake dalam membangkitkkan  energi  kinetik  yang  terbuang  pada  saat  pengereman,  dengan membandingkan daya yang dihasilkan terhadap energi kinetik yang terbuang.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Porsi Pengereman Kendaraan
Kurva  porsi  pengereman  menunjukkan  kurva  pengereman  ideal  dan  kurva  standar pengereman ECE sebagai batas maksimal dan minimal untuk porsi pengereman yang akan digunakan pada kendaraan sesuai dengan Gambar 5. Kurva pengereman ideal didapat dari persamaan 1 dengan porsi Fbr/W 0,1105 pada saat nilai a/g 0,1 dan Fbf/W 0,1 hingga porsi paling besar 0,3525 pada nilai a/g dan Fbf/W 0,5 dan 0,3939 pada nilai a/g 0,8 dan Fbf/W 0,8.  Porsi  pengereman  standar  ECE  dari  kendaraan  didapat  sebesar  0,2081  pada  a/g  0,4, sebesar 0,2719 pada a/g 0,5 dan 0,3404 pada a/g 0,6. Selain itu nilai Fbf/W pada variasi nilai a/g  lain  di  bawah  0  sehingga  dalam  proses  mencari  porsi  pengereman  kendaraan  bisa diabaikan.  Kurva  yan  didapat  pada  grafik  dengan  warna  merah  antara  kurva  pengereman ideal dan kurva pengereman stadar ECE.
Gambar 5. Kurva distribusi Pengereman Mobil Listrik 4 Penumpang
Sistem regenerative brake dirancang pada roda bagian depan dan dilakukan pada awal pengereman.  Porsi  pengereman regenerative  brake didapat  dari  kemampuan  motor- generator  yang  digunakan  dengan  spesifikasi  torsi  motor-generator  390  Nm.  Sehigga kemampuan maksimal pengereman oleh motor dapat diketahui dengan persamaan 8 sebesar 7.305,296 N. Gaya itu dapat mencapai porsi pengereman maksimal 0,5066. Akan tetapi porsi pengereman regenerative brake yang digunakan pada kondisi tertentu tidak bisa mencapai nilai 0,5066 agar menjaga proses pengereman kendaraan tetap aman.
Menurut    sistem regenerative  brake memungkinkan  penghematan  energi  selama pengereman dan penyimpanannya dalam akumulator atau mengembalikannya ke sistem catu daya[11]. Disamping itu sistem regenerative brake bisa diaplikasikan baik pada roda depan maupun roda belakang.Adanya sistem regenerative brake ini tentunya mempengaruhi porsi pengereman mekanis yang digunakan dapat lebih kecil bahkan ditiadakan tergantung besar porsinya.  Porsi  pengereman  kendaraan  saat  sistem regenerative  brake terhubung  dengan roda  depan  pada  kondisi  koefisien  gesek  jalan  0,5-0,8  tersaji  pada  Tabel  3.  Sistem pengereman intensitas sedang akan mengurangi frekuensi penggunaan pengereman utama sistem, yang akan meningkatkan keandalan dan keamanan kendaraan [12].
Berdasarkan Tabel 3 dapat diketahui porsi rem mekanis pada koefisien gesek jalan 0,5 dan 0,6 tidak ada, pengereman pada roda depan sepenuhnya dengan pengereman regeneratif. Sementara pada koefisien gesek jalan 0,7 dan 0,8 porsi pengereman regeneratif maksimal ditambah porsi pengereman mekanis. Untuk porsi pengereman roda belakang sesuai dengan porsi  yang  telah  ditentukan  sebelumnya.  Nilai  gaya  pengereman  yang  dibutuhkan  pada masing-masing roda depan dan roda belakang serta regenerative brake dengan mengalikan porsi pengereman dengan berat mobil sehingga didapat nilai gaya pengereman.
Tabel 3. Porsi Pengereman Kendaraan Regeneratif Roda Depan
𝜇 Fb reg/W Fbf/W Fbr/W 0,5 0,3558 0 0,1442 0,6 0,4535 0 0,1465 0,7 0,5066 0,0497 0,1438 0,8 0,5066 0,1563 0,1371
Tabel 4. Gaya Pengereman Kendaraan Regeneratif Roda Depan
𝜇 Fb reg Fbf Fbr 0,5 5131,334 0 2079,016 0,6 6539,938 0 2112,482 0,7 7305,296 716,1272 2073,067 0,8 7305,296 2254,284 1976,98
Diketahui  mobil  listrik  4  penumpang  yang  digunakan  merupakan  mobil  dengan penggerak  roda  belakang  sehingga  meskipun  potensi  energi  pengereman  yang  dapat dibangkitkan besar, akan tetapi perlu beberapa modifikasi untuk menggunakan regenerative brake pada roda depan. Porsi pengereman pada saat sistem regenerative brake terdapat pada roda belakang tersaji pada Tabel 5 dan Nilai gaya pengeremannya tersaji pada Tabel 6.
Tabel 5. Porsi Pengereman Kendaraan Regeneratif Roda Belakang
𝜇 Fb reg/W Fbf/W Fbr/W 0,5 0,1442 0,3558 0 0,6 0,1465 0,4535 0 0,7 0,1438 0,5562 0 0,8 0,1371 0,6629 0
Tabel 6. Gaya Pengereman Mobil Listrik Regeneratif Roda Belakang
𝜇 Fb reg Fbf Fbr 0,5 2079,016 5131,334 0 0,6 2112,482 6539,938 0 0,7 2073,067 8021,423 0 0,8 1976,98 9559,58 0
Porsi regenerative brake pada roda belakang lebih kecil daripada porsi regenerative brake pada roda depan dikarenakan porsi pengereman yang didesain lebih besar pada roda depan dibandingkan pada roda belakang. Akibatnya pada porsi pengereman roda belakang tidak  diperlukan  pengereman  mekanis  karena  porsi  pengereman  roda  belakang  sudah dicukupi oleh regenerative brake .

## Analisa Energi Bangkitan Maksimal Kendaraan
Energi bangkitan maksimal yang mampu diserap kendaraan didapat dari simulasi pada software sesuai blok-blok model yang telah didesain. Energi bangkitan yang dapat diserap sistem regenerative brake dapat dilihat pada Gambar 6. Porsi yang digunakan sesuai dengan porsi regenerative brake pada roda belakang dengan koefisien gesek jalan 0,8 sebesar 0,1372 Sesuai grafik di atas, energi bangkitan total yang mampu diserap dari hasil simulasi sebesar 1,855 kWh pada satu siklus driving cycle WLTP kelas 1. Selanjutnya energi yang dapat  disimpan pada baterai harus melewati  generator untuk diubah  menjadi energi listrik.

## Optimasi Efisiensi Energi pada Mobil Listrik Empat Penumpang Melalui Sistem Regenerative Brake
Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
Generator  yang  digunakan  memiliki  efisiensi  sebesar  95%  sehingga  energi  yang  mampu diserap dan disimpan pada baterai sebesar 1,7623 kWh.
Gambar 6. Energi Bangkitan Regenerative brake
Gambar 7. Energi Pengereman dan Energi Bangkitan Regenerative brake

## Mencari Efisiensi Sistem Regenerative Brake
Mencari  nilai  efisiensi  sistem regenerative  brake terlebih  dulu  mencari  energi pengereman total yang digunakan dalam proses pengereman kendaraan. Energi pengereman total dapat diketahui dari hasil simulasi dengan blok model regenerative brake dengan porsi keseluruhan pengereman. Hasil simulasi didapat grafik pada Gambar 6 dan 7. Pada gambar di atas, grafik merah menunjukkan energi pengereman keseluruhan yang digunakan untuk perlambatan  kendaraan  sementara  grafik  biru  merupakan  energi regenerative  brake yang mampu  diserap  sistem  sesuai  porsi regenerative  brake yang  telah  didesain.  Total  energi pengereman  yang  tersedia  sebesar  2,618  kWh  sementara  energi  yang  diserap  dari perhitungan sebelumnya sebesar 1,7328 kWh. Didapat efisiensi sistem regenerative brake sebesar 67,31%
Dari hasil penelitian jika dibandingkan dengan penelitian  Wijaya [13] yang mampu membangkitan  energi  bangkitan  sebesar  0,08924  KWh  yang  menggunakan driving  cycle NEDC,  sedangkan  penelitian  pada  mobil  listrik  4  penumpang  mampu  membangkitkan energi bangkitan lebih besar yaitu 1,7328 kWh  menggunakan Driving Cycle Class 1. Jika mengacu  pada  penelitian  Perdana  [9]  energi  yang  dibangkitan  pada  sistem regenerative brake yaitu 1,738 kWh pada keofisien gesek 0,8 dan efisiensi sistem regenerative brake nya sebesar 51,74% sedangkan pada penelitian mobil listrik 4 penumpang energi bangkitannya hamper  sama sebesar 1,7328 kWh dan efisiensi sistem regenerative brake sebesar 67,31%.
Perbedaan-perbedaan  hasil  dari  penelitian  tersebut  kemungkinan  terjadi  didasari  dari spesifikasi kendaraan dan type kendaraan yang diujikan serta driving cycle yang digunakan.

## KESIMPULAN
Pada  tugas akhir ini,  kesimpulan  dari analisa  sistem regenerative  brake pada  mobil multiguna pedesaan bertenaga listrik adalah: 1) Penggunaan porsi regenerative braking pada roda belakang mobil listrik 4 penumpang berfluktuasi sesuai dengan tingkat koefisien gesek jalan. Rentangnya mulai dari 0,1446 saat koefisien gesek jalan sebesar 0,5 hingga 0,1375 saat koefisien gesek jalan mencapai 0,8. Porsi pengereman mekanis pada roda depan juga berubah-ubah, bergantung pada koefisien gesek jalan serta porsi regenerative braking pada roda  belakang.  Sementara  itu,  porsi  pengereman  mekanis  pada  roda  belakang  tidak dibutuhkan; 2) Dalam satu siklus driving cycle WLTP kelas 1, sistem regenerative brake mampu menyerap energi bangkitan sebesar 1,7623 kWh saat koefisien gesek jalan sebesar 0,8; 3) Efisiensi dari sistem regenerative brake yang telah diimplementasikan pada mobil listrik 4 penumpang ini mencapai angka sekitar 67,31%; 4) Keterbatasan ini pada penelitian ini fokus pada kendaraan listrik 4 penumpang yang membatasi hasil pada berbagai tipe dan ukuran kendaraan. Selain itu penelitian ini menggunakan satu siklus driving cycle WLTP kelas 1 mungkin tidak mencakup variasi berkendara sehari-hari. Penelitian tidak sepenuhnya memperhitungkan  faktor-faktor  lain  yang  mempengaruhi  efisiensi  sistem regenerative brake ,  seperti  kondisi  baterai  atau  usia  kendaraan.  Keterbatasan  lainnya  penelitian  tidak menjelaskan implikasi tidak adanya pengereman mekanis pada roda belakang dalam kondisi tertentu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Addinsyah  and  W.  Herumurti,  “Studi  Timbulan  dan  Reduksi  Sampah  Rumah Kompos serta Perhitungan Emisi Gas Rumah Kaca di Surabaya Timur,” JTITS , vol. 6, no. 1, pp. 62–67, 2017. doi: 10.12962/j23373539.v6i1.22973.
[2]  A. Fayad, H. Ibrahim, A. Ilinca, S.S. Karganroudi, and M. Issa, “Energy Recovering Using  Regenerative  Braking  in  Diesel–Electric  Passenger  Trains:  Economical  and Technical Analysis of Fuel Savings and GHG Emission Reductions,” Energies , vol. 15, no. 1, p. 1-16, 2022. doi: 10.3390/en15010037.
[3]  D.B. Prasetyo, U. Wasiwitono, and I.N. Sutantra, “Desain dan Analisa Sistem Tenaga dan Transmsi pada Mobil Angkutan Multiguna Pedesaan Bertenaga Listrik,” vol. 6, no. 2, 2017.
[4]  N.  Kusumaningrum,  S.  Riyadi,  L.H.  Pratomo,  and  F.B.  Setyawan,  “Optimalisasi Pengereman  Regeneratif  dengan  Perubahan  Sudut  Eksitasi  pada  Pulsa  Tunggal,” Jurnal Teknik Elektro , vol. 13, no. 1, pp. 1–9, 2021. doi: 10.15294/jte.v13i1.28600.
[5]  A.H.  Salari,  H.  Mirzaeinejad,  and  M.F.  Mahani,  “A  new  control  algorithm  of regenerative  braking  management  for  energy  efficiency  and  safety  enhancement  of electric vehicles,” Energy  Conversion  and  Management ,  vol.  276,  p.  116564,  2023. doi: 10.1016/j.enconman.2022.116564.
[6]  J. Zhang, Y. Yang, D. Qin, C. Fu, and Z. Cong, “Regenerative Braking Control Method Based on Predictive Optimization for Four-Wheel Drive Pure Electric Vehicle,” IEEE Access , vol. 9, pp. 1394–1406, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3046853.
[7]  I.N. Sutantra, Teknologi Otomotif Hybrid , Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Guna Widya, 2015.
[8]  C.R.  Baradwadya,  “Analisa  Pengaplikasian  Sistem  ‘KERS’  pada  Bus  Transjakarta dengan Sistem Penyimpanan pada Baterai,” Laporan Tugas Akhir, Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2016.
Ashari Didik H., Dwi Iryaning Handayani, Yustina Suhandini TJ., Mustakim
[9]  P.B. Perdana and I.N. Sutantra, “Analisa Penggunaan Regenerative Brake pada Mobil Multiguna  Pedesaan  Bertenaga  Listrik,” JTITS ,  vol.  7,  no.  1,  pp.  17–20,  2018,  doi: 10.12962/j23373539.v7i1.29591.
[10]  A.P. Budijono, I.N. Sutantra, and A.S. Pramono, “Optimizing regenerative braking on electric  vehicles  using  a  model-based  algorithm  in  the  antilock  braking  system,” IJPEDS , vol. 14, no. 1, pp. 131-139, 2023. doi: 10.11591/ijpeds.v14.i1.pp131-139.
[11]  X. Wu, “Research and Implementation of Electric Vehicle Braking Energy Recovery System Based on Computer,” J. Phys.: Conf. Ser. , vol. 1744, no. 2, p. 022080, 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1744/2/022080.
[12]  N.V. Martyushev et al. , “Review of Methods for Improving the Energy Efficiency of Electrified Ground Transport by Optimizing Battery Consumption,” Energies , vol. 16, no. 2, p. 729, 2023. doi: 10.3390/en16020729.
[13]  G. Wijaya, “Analisa Gaya Pengereman dan Energi yang Dibangkitkan dengan Porsi Regenerative  Braking,”  Departemen  Teknik  Mesin,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember, 2014.