Abstrak—Untuk  mengurangi  emisi  dari  kendaraan  bermotor, salah  satu  yang  dapat  dilakukan  adalah  dengan  beralih  dari kendaraan dengan mesin bakar ke kendaraan listrik. Jika melihat pada  konsumsi  energi  per  kilometernya,  sepeda  motor  listrik memiliki  efisiensi  yang  tinggi  sehingga  akan  cocok  jika  dipakai sebagai  solusi.  Meskipun  kendaraan  umum  bisa  menjadi  solusi masalah  ini,  namun  memiliki  kendaraan  pribadi  dapat  memberi dampak  psikososial  yang  positif  dengan  cara  membanggakan kendarannya  baik  dari  performa,  maupun  tingkat  personalisasi kendaraannya.  Pada  pasar  sepeda  motor  bermesin  bakar  di Indonesia,  prestise  seringkali  dikaitkan  dengan  ukuran  volume dari mesin. Dari semua kendaraan yang dipasarkan di Indonesia, kapasitas 250cc merupakan ukuran mesin terbesar yang tersedia secara  merata.  Sehingga  untuk  membuat  sepeda  motor  listrik memiliki  nilai  positif  pada  kondisi  psikososial  pemiliknya,  maka sepeda  listrik  setidaknya  harus  dapat  bersaing  pada  segi performanya  dengan  sepeda  motor  kelas  250cc.  Untuk  itu diperlukan rangka yang aman untuk menahan tenaga yang setara dengan  sepeda  motor  250cc  serta  dapat  menunjang  kebutuhan personalisasi pengendaranya.
Kata Kunci—Psikososial, performa, 250cc, rangka, personalisasi.

## I. PENDAHULUAN
IKA  dibandingkan  dengan  moda  transportasi  bermesin lainnya, sepeda motor termasuk kendaraan ringan. Sehingga konsumsi energinya pun akan lebih kecil dibandingkan dengan kendaraan jenis lain. Jika sepeda motor dibuat elektrik, dengan konsumsi  energi  sekitar  0,03kW/km[1],  sepeda  motor memiliki  rasio  konsumsi  energi  per  kilometer  terkecil. Sehingga dapat menjadi salah satu solusi mengurangi polusi.
Keberadaan sepeda motor listrik di Indonesia saat ini mulai umum. Dengan tiga produsen utama yang merupakan produsen dalam  negeri,  yakni  Viar,  Gesits,  dan  Selis.  Meskipun  sudah ada  beberapa  brand  yang  memproduksi  sepeda  motor  listrik, namun  hingga  saat  ini  jenis  sepeda  motor  listrik  yang  ada  di Indonesia seluruhnya berjenis skuter.
Untuk  sebagian  masyarakat,  skuter  dapat  memenuhi kebutuhan  untuk commuting .  Namun  untuk  pasar  penyuka sepeda  motor,  serta  komunitas,  kelompok  ini  tidak  hanya menggunakan  sepeda  motor  untuk  pergi  dari  titik  A  ke  B. Namun penggunaan sepeda motor juga dipakai untuk dijadikan personal branding karena faktor usia, tingkat pendidikan, jenis pekerjaan, hingga pendapatan dan gengsi dapat mempengaruhi keputusan untuk membeli kendaraan[2]. Selain itu kepemilikan kendaraan pribadi dapat meningkatkan kondisi psikososialnya[3]. Karena dengan memiliki kendaraan tersebut
biasanya  kelompok  ini  mendapatkan  beberapa  keuntungan berupa  perasaan  aman,  kebebasan  untuk  memilih,  serta  rasa prestisius.
Dari  ketiganya,  yang  terpengaruh  dari  faktor  kendaraannya adalah  pada  segi  prestisius,  umumnya  ada  beberapa  hal  yang seringkali dibanggakan oleh pemilik sepeda motor, diantaranya  adalah  brand,  harga,  performa,  dan  perasaan individualisme yang ditunjukkan dengan modifikasi. Sehingga, akan  muncul  kebanggaan  memiliki  kendaraan  tersebut  dan meningkatkan kepercayaan diri penggunanya.
Brand  seringkali  dikaitkan  dengan lifestyle .  Namun  pada riset  kali  ini,  brand  tidak  relevan  karena  tidak  ditunjukkan. Pada segi performa, sepeda motor di Indonesia performa tinggi umumnya  diacukan  pada  sepeda  motor  250cc.  Hal  ini  karena 250cc  merupakan  volume  mesin  terbesar yang tersedia secara

## Implementasi Rangka Untuk Sepeda Motor Sport Elektrik Setara 250cc
Nur Alif Fitria Nugraha, Andhika Estiyono, dan Arie Kurniawan Departemen Desain Produk Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : andhikae@prodes.its.ac.id
J
Tabel 1. Performa sepeda motor bakar kelas 250cc Sepeda Motor hp kW Nm Kawasaki Ninja 250(2020) 38.46 28.7 23.5 Kawasaki Ninja 250(2018) 38.21 28.5 23.5 Kawasaki Ninja 250SL 27.6 20.6 22.6 Kawasaki Z250 31.5 23.5 21 Kawasaki Z250SL 27.61 20.6 22.6 Kawasaki W250 17.75 13.2 18 Kawasaki Versys X 250 33.5 25 21.7 Kawasaki KLX 250 24.13 18 21 Yamaha MT-25 35.53 26.5 23.6 Yamaha R25 35.5 26.5 23.6 Honda CBR250RR 38.21 28.5 23.3 Honda CRF250 Rally 24.4 18.2 22.6 Benelli Leoncino 250 26.8 20 21 Benelli Pantagonian Eagle 16.5 12.3 17.43 Benelli TNT250 31.5 23.5 20 Benelli TNT249s 31.5 23.5 20 Benelli TNT25 24.13 18 21.5 KTM Duke 250 29.58 22.1 24 KTM RC250 30.8 23 24 Viar Vintech 20.11 15 18 Viar Cross X 250 EC 25.47 19 23 Viar Vortex 250 24.8 18.5 22.5 Max 38.46 28.7 23.6 Average 28.8 21.48 21.75 Min 16.5 12.3 17.43
merata. Individualisme pemilik sepeda motor sendiri biasanya ditunjukkan  dengan  memodifikasi  sepeda  motornya.  Baik berupa  modifikasi  ringan,  hingga  ekstrim  yang  sampai merubah total gaya sepeda motornya.
Dengan  kondisi  pasar  sepeda  motor  listrik  Indonesia  yang didominasi  oleh  skuter  dengan  performa  rendah,  kondisi tersebut  membuat  sepeda  motor  listrik  saat  ini  tidak  dapat memenuhi  kebutuhan  pasar  dari  sisi  penyuka  sepeda  motor. Sehingga  untuk  memberikan  diversifikasi  pasar  sepeda  motor listrik  di  Indonesia  dan  memenuhi  kebutuhan  tersebut,  maka
diperlukan  platform  rangka  sepeda  motor  baru  sebagai solusinya.

## II. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan  observasi  langsung,  studi  literatur,  dan wawancara  terhadap  demografi  terkait,  beberapa  pokok pembahasan dalam riset ini adalah sebagai berikut:
1. Ekuivalensi  tenaga  motor  listrik  yang  dibutuhkan  untuk setara dengan mesin bakar 250cc.
Gambar 1. Frame tubular.
Gambar 2. Ilustrasi gaya yang terjadi saat akselerasi maksimum.
Gambar 3. Equivalent Stress, Max Acceleration.
Gambar 4. Total Deformation, Max Acceleration.
Tabel 2. Properti rangka yang akan dipakai Parameter Value Unit Volume Chassis 0.00747635 m^3 Density material 7850 kg/m^3 Massa rangka 58.7 Kg Massa tanpa rangka 131 kg Massa total 189.7 kg Tabel 3. Spesifikasi Golden Motor 10kW kontinu Voltage 48V/72V/96V/120V Rated Power 8kW – 20kW Efficiency 91% Phase Resistance (miliOhm) 3.1/48V; 6/72V; 18/120V Phase Induction (100kHz) 34uH/48V; 77uH/72V; 252uH/120v Speed 2000-6000rpm Weight 17kg Casing Aluminium Dimmension (h*ø) 170mm*206mm Tabel 4. Data spesifikasi fisik sepeda motor Parameter Value Unit COG to rear 735 mm COG height 764 mm Wheelbase 1.405 mm Trail 138 mm Caster Angle 25 ° (degrees) Head Tube Radius 50 mm Load Angle 25 ° (degrees) Load Transfer Angle 31,3 ° (degrees) Front Tire Radius 294 mm Rear Tire Radius 313 mm CoG (670,764) Tabel 5. Data spesifikasi kecepatan sepeda motor Parameter Value Unit Power 20000 Watt 26.80965 hp Radius (crown/gear belakang) 0.121 m Gear Ratio (motor : wheel) 0.33 RPM motor 6000 Rpm RPM wheel 2000 Rpm 209.3333 rad/s Speed 118.15 km/h Fcu 1800 Newton
2. Rangka  yang  dibuat  dapat  menahan  tenaga  yang  setara dengan sepeda motor 250cc.
3. Rangka  dapat  menjadi  platform  pengembangan  desain berkelanjutan  dalam  hal  ini  mengakomodir  modifikasi oleh masyarakat

## III. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Kebutuhan User
Data  diambil  dari  wawancara  yang  dilakukan  kepada beberapa  anggota  komunitas  penyuka  sepeda  motor  yang memiliki  sepeda  motor  dengan  jenis  sport.  Dari  data  yang didapatkan  dari  wawancara  tersebut,  dapat  diambil  beberapa poin di bawah:
1. Sepeda  motor  yang  dipakai  hanya  akan  digunakan  untuk berkendara santai di dalam kota.
2. Kecepatan  rata-rata  pada  saat  dalam  kota  umumnya sekitar  50km/jam  dengan  sesekali  akan  dipacu  hingga 100km/jam.
3. Modifikasi  sepeda  motor  biasanya  dilakukan  ketika pemilik kendaraan sudah bosan dengan tampilannya.

## B. Penyetaraan Performa Mesin Bakar dan Motor Listrik
Performa  dari  sepeda  motor  dapat  diukur  dari  tenaga maksimum dan torsi maksimumnya. Tenaga pada mesin bakar diukur menggunakan satuan horsepower (hp). Sedangkan pada motor listrik menggunakan satuan watt (W). Dari kedua satuan tersebut,  dapat  disetarakan  dengan  1hp  =  745,7W.  Pada pengukuran  torsi  mesin  bakar  maupun  motor  listrik,  satuan yang digunakan adalah newton-meter (Nm).
Sample  yang  digunakan  adalah  seluruh  sepeda  motor  dari kelas  250cc.  Dengan  batasan  sepeda  motor  masih  dijual  di dealer  per  Januari  2020.  Serta  dilengkapi  dengan  nilai  tenaga dalam  satuan  hp  dan  kilo  Watt  (kW)  dan  torsi  dengan  satuan Nm yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Dari  data  di  atas,  didapatkan  rata-rata  28,8hp  atau  setara dengan  21,48  kW.  Sehingga,  jika  disesuaikan  dengan  motor listrik  yang  ada  di  pasar,  pilihan  paling  dekat  adalah  motor dengan  tenaga  maksimum  20kW  yang  jika  dikonversikan  ke hp, didapatkan 26,8hp.
Gambar 5. Ilustrasi gaya yang terjadi saat pengereman maksimum.
Gambar 6. Equivalent Stress, Max Braking.
Gambar 7. Total Deformation, Max Braking.
Tabel 6. Gaya eksternal saat akselerasi maksimum Maximum acceleration Value Unit Nf 0 Newton Nr 1860.85 Newton Tr 1628.19 Newton Tabel 7. Gaya internal saat akselerasi maksimum Maximum acceleration Value Unit Vmaks 25.33 m/s Fcb 789.60 Newton F2 1433.84 Newton F1 712.46 Newton Tabel 8. Gaya eksternal saat pengereman maksimum Maximum Braking at front axle Value Unit Nf 1860.85 Newton Nr 0 Newton Tf 974.47 Newton Tabel 9. Gaya internal saat akselerasi maksimum Maximum Braking at front axle Value Unit AB 294 mm BC 682.84 Mm BD 835.21 mm CD 152.37 mm Nf 1860.85 Newton Tf 974.47 Newton F2 2410.54 Newton F1 2313.80 Newton

## C. Jenis Rangka

## 1) Trellis
Seringkali  disebut  tubular  karena  rangka  ini  menggunakan pipa  yang  disusun  untuk  membuat  struktur  rangka.  Rangka jenis  ini  merupakan  salah  satu  rangka  yang  paling  kuat  dan masih  digunakan  hingga  saat  ini.  Proses  pembuatan  rangka jenis  ini  termasuk  sulit  karena  selain  pengelasan  akan memakan  waktu,  diperlukan  ketelitian.  Namun  pembuatan rangka  jenis  ini  bisa  dilakukan  dengan  murah  karena  tidak memerlukan banyak alat.
Rangka  jenis  ini  umumnya  menggunakan  bahan  steel. Sehingga masalah seperti korosi masih mungkin untuk terjadi. Selain  itu  material  steel  dapat  menyebabkan  massa  sepeda motor  tinggi  sehingga  akan  mempengaruhi  performa  dan efisiensi mesinnya.
2) Perimeter
Merupakan  salah  satu  rangka  yang  banyak  dipakai  oleh produsen  sepeda  motor  karena  proses  pembuatannya  lebih mudah  dari  trellis,  sehingga  akan  mempermudah  proses produksi  massal.  Secara  teori,  perimeter  dan  trellis  memiliki prinsip  yang  sama  namun  dengan  cara  penyelesaian  berbeda. Jika dieksekusi dengan baik, kedua frame juga dapat memiliki kekuatan yang sebanding.
Jenis  Frame  ini  biasanya  dibuatdari  bahan  aluminium  dan dibuat  dengan  cara  molding.  Oleh  karena  itu  pembuatan rangka  jenis  ini  akan  memerlukan  alat  dengan  biaya  yang besar.

## 3) Monocoque
Rangka  ini  memiliki  massa  yang  sangat  ringan  namun kokoh.  Hal  ini  tidak  lain  karena  sifat  bahan  yang  umumnya digunakan  yakni carbon  fiber .  Rangka  jenis  ini  dipakai  pada sepeda motor sport dengan performa tinggi untuk mendapatkan  benefit  dari  massanya.  Namun  rangka  jenis  ini memiliki  harga  yang  tinggi.  Hal  ini  karena  bahan  untuk membuat  rangka  jenis  ini  memiliki  harga  yang  tinggi,  dan proses pembuatannya yang sulit.

## D. Platform Rangka
Platform rangka yang digunakan adalah rangka tubular yang didesain untuk menggunakan listrik sebagai sumber tenaganya. Rangka  dilengkapi  dengan  mounting  baterai  pada  bagian  atas dan  mounting  motor  pada  bagian  bawah  (Gambar  2). Kelebihan  rangka  dengan  jenis  tubular  adalah  proses produksinya  yang  lebih  murah  jika  diproduksi  dalam  jumlah terbatas dibandingkan dengan rangka jenis twin spar. Sehingga paling memungkinkan untuk dibuat. Selain itu rangka jenis ini terbukti  kokoh  dan  dapat  bersaing  dengan  rangka  twin  spar. Hal  ini  karena  keduanya  memiliki  prinsip  yang  sama  yakni
Gambar 8. Penggunaan rangka dengan gaya streetfighter.
Gambar 9. Penggunaan rangka dengan gaya half fairing sportbike.
Gambar 10. Penggunaan rangka dengan gaya sport tourer.
Gambar 11. Penggunaan rangka dengan gaya supermoto.
Gambar 12. Penggunaan rangka dengan gaya classic scrambler.
Gambar 13. Penggunaan rangka dengan gaya bobber.
menghubungkan  head  tube  dengan  poros  swingarm  dengan jarak terpendek dan mengitari mesin seperti pada Gambar 1.
Platform  ini  juga  memiliki  subframe  yang  dapat  dilepas, sehingga  modifikasi  pada  buritan sepeda motor ini akan lebih mudah dan lebih fleksibel.
Rangka  yang  dipakai  akan  menggunakan  bahan  stainless steel,  dimana  bahan  tersebut  dipakai  supaya  frame  dapat bertahan  lama  dan  terhindar  dari  korosi.  Perhitungan  massa chassis dilakukan pada software SolidWorks dengan massa di luar  chassis  diasumsikan  sebesar  131kg  dapat  dilihat  pada Tabel 2.

## IV. METODE
Metode yang digunakan dalam riset ini adalah:

## 1) Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dilakukan  pada  dua  kategori, pengumpulan  data  primer  dan  sekunder.  Pengumpulan  data primer  dilakukan  dengan  cara  wawancara  kepada  3  jenis narasumber  (komunitas,  pemilik  bengkel,  dan  produsen). Pada  pengumpulan  data  sekunder,  diambil  dari  literatur, jurnal dan website.

## 2) Studi dan Analisis
Studi  dan  analisis  dilakukan  untuk  pembuktian  dan penentuan  teori  yang  akan  digunakan  dalam  merancang rangka.  Technical  data  untuk  menentukan  data  teknis  yang akan  digunakan.  Technical  data  diambil  dari  data  yang  telah tersaji  untuk  melihat  keokohan  rangka  pada  saat  digunakan dan  juga  dilakukan  studi  terhadap  gaya  desain  apa  saja  yang dapat diaplikasikan pada platform frame.

## V. STUDI DAN ANALISIS

## A. Studi Spesifikasi Motor
Berdasarkan  hasil  yang  didapat  dari  wawancara,  dapat disimpulkan  jika  performa  maksimal  kendaraan  tidak  akan digunakan secara terus menerus. Sehingga untuk meminimalisir  penggunaan  energi  dan  mengurangi  biaya produksi,  hanya  diperlukan  motor  dengan  tenaga  kontinu dibawah 20kW.
Pada  kasus  ini,  diasumsikan  motor  menggunakan  produk dari  Golden  Motor  dengan  tenaga  10kW  kontinu,  dengan range  tenaga  dari  8-20kW.  Dengan  motor  tersebut,  maka kriteria  tenaga  maksimum  sebesar  20kW  telah  terpenuhi. Spesifikasi  dari  Golden  Motor  10kW  motor  sendiri  dapat dilihat pada Tabel 3.
Jika diasumsikan motor mencapai tenaga maksimalnya pada 6000rpm,  maka  dengan  rumus  di  bawah  dapat  dicari  torsi maksimum dari motor.
T = P * 9.549 / n (1) T = 20 * 9.549/6000 T = 31.8 Nm dimana T = torque (Nm) P =  power (watts) n = revolution per minute (rpm)
Sehingga  jika  dibandingkan  kembali  dengan  data  sepeda motor  kelas  250cc  pada  tabel  1,  Motor  listrik  yang  dipakai memiliki  tenaga  yang  cukup  untuk  bersaing  dengan  kelas 250cc  dan  torsi  yang  lebih  unggul  dari  sepeda  motor  di kelas 250cc.

## B. Frame Structure Simulation
Simulasi  pada  rangka  yang  telah  dibuat,  dilakukan  pada software  Ansys  dengan  analisis  terhadap  tekanan  yang diterima  rangka  dan  total  deformasi  pada  saat  akselerasi maksimum  dan  pengereman  maksimum.  Hal  ini  untuk mengetahui  jika  rangka  memiliki  titik  lemah  sehingga  dapat diperbaiki untuk pengembangan lebih lanjut.  Dari frame yang telah  tersedia,  dapat  diambil  data  sebagai  berikut  yang  dapat dilihat pada Tabel 4.
Untuk  melengkapi  data  simulasi,  diperlukan  spesifikasi tenaga,  torsi,  dan  kecepatan  sepeda  motor.  Dengan  asumsi rasio  gear  sebesar  1:3,  didapatkan  data  sebagai  berikut  yang dapat dilihat pada Tabel 5.
Gaya  yang  terjadi  pada  saat  akselerasi  maksimum  seperti pada Gambar 2.
Dari data di atas, hasil simulasi ditampilkan pada Gambar 3 – 4. Dengan hasil equivalent strees maksimum sebesar 65.649 MPa. Sedangkan total deformation sebesar 0.28621 mm yang dapat dilihat pada Tabel 6 – 7.
Pada simulasi pengereman maksimum, data yang diperlukan untuk  melakukan  simulasi  adalah  sebagai  berikut  yang  dapat dilihat  pada  Tabel  8  –  9  dan  diilustrasikan  seperti  pada Gambar 5.
Dari data di atas, hasil simulasi ditampilkan pada Gambar 6 – 7. Dengan hasil equivalent strees maksimum sebesar 31.752 MPa. Sedangkan total deformation sebesar 0.24934 mm.

## C. Design Implementation
Implementasi  desain  pada  rangka  dilakukan  dengan mensimulasikan  modifikasi  yang  mungkin  dilakukan  pada rangka  sepeda  motor  yang  telah  dibuat.  Batasan  dari implementasi  desain  meliputi  perubahan  terhadap  komponen body  sepeda  motor,  mulai  dari  lampu,  panel  body,  tangki, ekor,  serta  belly  pan.  Perubahan  pada  ketinggian  kendaraan juga dapat dilakukan, namun tanpa merubah panjang dari main frame dan swing arm. Perubahan pada rangka dapat dilakukan hanya  pada sub-frame karena  part  tersebut  dapat  mudah dilepas maupun diganti.
Simulasi  modifkasi  yang  terapkan  menggunakan  referensi gaya  desain  sepeda  motor  streetfighter,  half  fairing  sportbike, sport  fairing,  sport  tourer,  supermoto,  classic  scrambler,  dan bobber seperti pada Gambar 8 – 13.

## VI. KESIMPULAN
Sepeda  motor  dengan  kelas  250cc  memiliki  tenaga  dengan nilai  yang  berbeda  satu  dengan  lainnya.  Namun  dari  semua sepeda  motor  pada  kelas  tersebut  dapat  dilihat  memiliki perbedaan  yang  tidak  terlalu  jauh.  Sehingga  dari  data  dapat disimpulkan batas minimal, maksimal dan rata-rata tenaga dari sepeda motor kelas tersebut.
Dengan tenaga yang telah diketahui, disajikan motor dengan kemampuan  yang  sesuai  dan  simulasi  pada  rangka menunjukkan  bahwa  nilai  tekanan  dan  deformasi  yang  terjadi pada  rangka  tidak  signifikan  karena  sangat  kecil.  Namun dengan adanya deformasi tersebut, maka diperlukan penguatan terhadap  beberapa  bagian  rangka  yang  menunjukkan  warna merah  pada  hasil  simulasi  dan  bagian  yang  masih  biru  dapat dioptimalkan untuk mengurangi massa rangka.
Dengan hasil simulasi yang telah memenuhi keamanan, dan implementasi  desain  yang  dapat  mencakup  berbagai  gaya desain sepeda motor, membuktikan bahwa rangka masih dapat dikembangkan  lebih  jauh  dengan  modifikasi  minor  maupun mayor  baik  dari  produsen  maupun  masyarakat  dengan  cara modifikasi kustom yang dapat dilakukan di bengkel modifikasi umum.  Namun  modifikasi  sepeda  motor  yang  dilakukan nantinya  akan  tergantung  pada  pemilik  dari  sepeda  motornya
sendiri.  Sehingga  seiring  dengan  semakin  banyaknya  aliran desain  yang  muncul,  diperlukan  lebih  evaluasi  lebih  lanjut untuk merealisasikan desain sepeda motornya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  S. Kaleg, H. Abdul, and M. R. Kurnia, “Electric vehicle conversion based on distance, speed and cost requirements,” in Energy Procedia , 2015, pp. 446 – 454.
[2]  S.  Suprihati  and  W.  B.  Utami,  “Analisis  faktor  –  faktor  yang mempengaruhi  perilaku  konsumen  dalam  keputusan  pembelian  mobil pribadi di kelurahan gonilan kabupaten sukoharjo,” J. Paradig. , vol. 13, no. 1, pp. 104–116, 2015.
[3]  A.  Ellaway,  S.  Macintyre,  R.  Hiscock,  and  A.  Kearns,  “In  the  driving seat:  psychosocial  benefits  from  private  motor  vehicle  transport compared  to  public  transport,” Transp.  Res.  Part  F  Traffic  Psychol. Behav. , vol. 6, no. 3, pp. 217–231, 2003.