## ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN ARUS TERHADAP WAKTU DAN TEMPERATUR PENGISIAN BATERAI KENDARAAN LISTRIK

## FACHRI AWALUL MUCHTARI, ANDI M NUR PUTRA, SEPANNUR BANDRI
Fakultas Teknik , Institut Teknologi Padang 2018310044.fachri@itp.ac.id, andimnurputra@itp.ac.id, sepannurb@yahoo.com
Abstrak: Proses  pengisian  baterai  dengan  menggunakan  sistem  Fast  Charger  dapat  mengisi baterai  dengan  cepat,  namun  banyak  pengguna  yang  mengabaikan  lamanya  proses  pengisian. Hal tersebut mengakibatkan overcharging baterai yang digunakan.Oleh sebab itu perlu adanya sistem untuk mengontrol dan memonitor charger baterai yang digunakan. Penelitian ini adalah pemodelan atau  simulasi  untuk peningkatan  waktu charge baterai dengan fast  charging untuk mengetahui  bagaimana  cara  melakukan  pengisian  dengan  menggunakan  metode  arus  yang dinaikkan  dan  dilihat  pengaruhnya  terhadap  waktu  dan  temperature  pengisian  baterai  pada sebuah  kendaraan  listrik  dengan  menggunakan  perangkat  lunak  Matlab/Simulink. Menggunakan rangkaian boost converter sebagai charger baterai Lithium-ion dengan keluaran terkontrol.  Pada  awal  pengisian,  tegangan  akan  diawali  dengan  berapa  nominal  Voltage 380Vdc  yang  kita  input  pada  baterai  lalu  dengan  arus  153A  saat  awal  pengisian  arus mengalami  kenaikan  atau  overshoot,  saat  pengisian  sekitar  10  %  tegangan  akan  konstan  dan arus  akan  turun  secara  perlahan  sampai  baterai  terisi  penuh  100%.  Dari  model  rangkaian percobaan yang di buat yaitu Boost Conveter selama proses pengujian simulasi rangkaian arus yang  dinaikkan  mengalami  oversouce  selama  5detik  dan  setelah  itu  perlahan  turun  hingga batas  waktu  yang  ditentukan.  Hasil  simulasi  didapatkan  mengenai  lamanya  waktu  pengisian baterai  Lithium-  ion  tegangan  diinput  adalah  380Vdc  dan  153A  dengan  beterai  terisi  penuh selama 3600 detik.
Kata kunci : Kendaraan Listrik, Baterai, Boost Converter, Fast Charge

## A.Pendahuluan
Pada  zaman  sekarang  pemanfaatan  energi  listrik  semakin  meningkat  seiring  dengan bertambahnya  jumlah  penduduk.  Hal  ini  menyebabkan  pasokan  listrik  dari  PLN  menjadi terbatas,  sehingga  diperlukan  energi  terbarukan  sebagai  pengganti  listrik  PLN.  Salah  satu energi terbarukan adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari bisa disimpan dalam baterai (Arini, Ira, 2021). Kendaraan listrik diharapkan dapat mengganti kendaraan konvensional yang menggunakan bensin sebagai bahan bakar. Di indonesia transformasi kendaraan berbasis listrik ini mempunyai peluang sangat besar untuk dapat diwujudkan, karena didukung oleh kebijakan pemerintah  serta  sumber  daya  yang  melimpah.  Namun,  Di  sisi  lain,  memandang  kendaraan listrik  memiliki  potensi  signifikan  untuk  pengurangan  impor  BBM  yang  dapat  meningkatkan ketahanan energi, dan dapat meningkatkan kualitas udara dengan berkurangnya emisi karbon. Hal  ini  sebagai  jalan  keluar  terhadap  ketergantungan  penggunaan  dari  BBM  sangat  memberi harapan untuk ketahanan energi bangsa Indonesia ke depannya .
Mobil  listrik  pada  umumnya  menggunakan  baterai  sebagai  penggerak  utamanya  atau dikenal  dengan  istilah  Battery  Electric  Vehicle  (BEV).  Berbagai  jenis  baterai  telah  diteliti untuk  aplikasi  mobil  listrik  seperti  baterai  lead  acid,  nickle  metal  hydride  (Ni-MH),  lithium- Ionium  (Li-Ion),  dan  sodium  nickle  chloride  (Na/NiCl2)  (Pristisahida  dan  Munawar,  2021). Dari  berbagai  jenis  baterai,  jenis  high-energy  lithium  metal  merupakan  baterai  yang  sampai saat ini dianggap paling baik untuk aplikasi mobil listrik karena memiliki daya dan energi yang paling besar (Pristisahida dan Munawar, 2021).
Dapat  dilihat  uraian  diatas  bahwa  sistem  fast  charging  adalah  teknologi  yang mempermudah  dalam  pengisian  baterai  kendaraan  listrik.  Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan penelitian untuk mengetahui perubahan yang terjadi saat pengisian baterai dengan penguat arus di  kendaraan  berbasis  listrik.  Berdasarkan  yang  telah  dilakukan  penulis  mengangkat  judul tugas akhir “Analisis Pengaruh Perubahan Arus Terhadap Waktu dan Temperatur Pengisian baterai  kendaraan  listrik” Diharapkan  penelitian  ini  dapat  memberikan  pengaruh  yang  lebih baik lagi terhadap baterai kendaraan listrik tersebut

## B.Metodologi Penelitian
Penelitian ini  adalah pemodelan  atau  simulasi untuk peningkatan  waktu  charge baterai dengan  super  fast  charging untuk  mengetahui  bagaimana  cara  melakukan  pengisian  super cepat  dengan  menggunakan  metode  arus  yang  dinaikkan  dan  dilihat  pengaruhnya  terhadap waktu  dan  temperature  pengisian  baterai  kendaraan  listrik  dengan  menggunakan  perangkat lunak  Matlab/Simulink.  Agar  penelitian  dapat  berjalan  dengan  baik  dan  lacar,  maka  dari  itu dibutuhkan  beberapa  alat  dan  bahan  yang  digunakan  untuk  mendukung  jalannyan  penelitian ini yaitu: 1) Laptop/PC berfungsi sebagai perangkat penjalan Software, dan 2) Software Matlab berfungsi  sebagai  Pengujian  rangkaian  yang  akan  di  Simulasikan.  Pada  penelitian  ini memerlukan  data  yang  dibutuhkan  untuk  kebutuhan  peneitian,  maka  yang  dibutuhkan  yaitu: 1)  Data  baterai  Kendaraan  listrik,  2)  Data  status  pengisian  kendaraan  listrik,  dan  3)  Data Spesifikasi Baterai Kendaraan Listrik. Pada penelitian ini digunakan juga metode analisis data atau  perhitungan  data  pengujian.  Dalam  metode  analisa  ini  yang  kita  lakukan  pertama  kali adalah  membuat  berapa  keluaran  yang  diinginkan  jika  sudah  dapat  berapa  yang  diinginkan maka  dilakukan  perhitungan.  Variasi  nilai  tahanan  sangat  di  perlukan  pada  rangkaian  fast charging  untuk  mendapatkan  nilai  parameter  terbaik  terhadap  efektifitas  dan  efesiensi  arus keluaran pada rangkaian.

## C.Hasil dan Pembahasan
Dalam tahap ini penulis akan melakukan perencanaan rangkaian Boost Converter, berikut rangkaian yang dijadikan sebagai acuan. pada rangkaian akan menggunakan kontrol Propotional Integral.
Gambar 1. Rangkaian Boost Converter using PI Controller
Rancangan kontrol PI pada penelitian ini digunakan sebagai pengaturan tegangan output boost  converter  sehingga  dapat  menghasilkan  tegangan  DC  Bus  yang  konstan  sebagai  input. Kontrol  PI  terdiri  dari  parameter  kontrol  P  (proporsional)  dan  parameter  kontrol  I (integral) yang masing-masing memiliki  karakateritik tersendiri, berikut adalah gambar  control PI  yang dirancang pada matlab dan hasil keluarannya.
Gambar 2. Control PI
Selanjutnya  adalah  pengujian  rangkaian  yang  ditambahkan  baterai  kendaraan  listrik dengan  menggunakan  data  real  setelah  menggunakan  kontrol  PI  dengan  merubah  arus  pada induktor pada rangkaian boost converter yang terlihat seperti gambar berikut:
Gambar 3. hasil keluaran arus.
Gambar 4. hasil keluaran SOC. Gambar 5. hasil keluaran tegangan .Gambar 6.hasil temperatur baterai.
Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan  diatas  dengan  menggunakan  data  real  baterai  ada beberapa data-data yang dapat diuraikan seperti  arus keluaran, tegangan input dan temperatur baterai selama proses pengisian baterai yang ditunjukan pada gambar tabel dibawah ini:
Gambar 8. Arus kondisi 1 Gambar 9. Arus kondisi 2 Gambar 10. Arus kondisi 3
Gambar 11. Arus kondisi 4
Dari pengujian simulasi menggunakan MATLAB SIMULINK 2018 yang dilakukan pada rangkaian boost converter lalu di salurkan ke baterai kemudian di kontrol  dengan                 kontrol PI supaya arus dapat stabil. Beterai yang digunakan untuk pengujian Simulasi adalah Lithium-ion , Charging  dilakukan  dengan  mode  CC dilakukan  percobaan  dengan  arus    keluaran  :  kondisi  1 (800A),  kondisi  2  (500A),  kondisi  3  (440A),  kondisi  4  (350A)  dengan  masing-masing  arus dilakukan pengujian dengan arus keluaran yang berbeda untuk melihat perbandingan lamanya pengisian ke mobil listrik, untuk lama pengisian  tergantung  tinggi nya arus yang masuk pada baterai, tetapi jika arus yang terlalu tinggi akan menyebab kan baterai mengalami Overheat dan Daya  tahan  baterai  akan  cepat  berkurang.  Oleh  karena  itu,  adanya  tegangan  konstan  untuk mengatur arus konstan yang  masuk kedalam baterai, arus konstan akan melakukan discharge.
Penggunaan  rangkaian  boost  converter  sebagai  charger  baterai  Lithium-ion  dengan keluaran  terkontrol. Charging lithium-ion  dengan  menggunakan  metode  CC  berhasil  mengisi baterai,  dengan  naiknya  level  tegangan  baterai.  Pada  awal  pengisian,  tegangan  akan  diawali dengan berapa  nominal Voltage 380Vdc yang kita input pada baterai lalu dengan arus baterai
153A saat awal pengisian arus mengalami kenaikan atau overshoot, saat pengisian sekitar 10 % tegangan akan konstan dan  arus akan turun  secara perlahan sampai baterai terisi penuh 100% yang terlihat pada tabel hasil pengujian dibawah ini :

## Gambar 12. Tabel data hasil pengujian

## D.Penutup
Pada simulasi yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa  semakin tinggi arus yang dihasilkan  dalam  simulasi  maka  pengisian  pada  baterai  akan  membutuhkan  waktu  yang  lama hingga  baterai  terisi  penuh  dan  temperature  juga  akan  semakin  naik  dan  mengalami overheat  dan mengakibatkan  kerusakan  pada  baterai.

## Daftar Pustaka
Arini, Ira, E. (2021) ‘Prosiding Seminar Nasional SETIABUDHI’, 1(1), pp. 69–76. Nugraha,  S.D.  et  al.  (2021)  ‘Desain  Baterai  Charger  Kendaraan  Listrik  dengan  Metode Constan Current dan Constan Voltage’, 9(2).
Pristisahida,  A.O.  and  Munawar,  I.  (2021)  ‘Konfigurasi  baterai  lead  acid  pada  sistem pengaturan  motor  BLDC  untuk  aplikasi  mobil  listrik’,  JITEL  (Jurnal  Ilmiah Telekomunikasi, Elektronika, dan Listrik Tenaga), 1(2), pp. 163–174.
doi:10.35313/jitel.v1.i2.2021.163-174. amashika,  Herris,  and  Mahyessie  Kamil.  "Rancang  Bangun  Scaled  Down  Model  Sistem Distribusi Tenaga Listrik." Rang Teknik Journal 5.1 (2022): 184-187.
Purba,  I.  P.  (2020).  Rancang  Bangun  Sistem  Pengecasan  Baterai  Bertenaga  Surya  Metode PWM 5a Berbasis Mikrokontroller Atmega328.
Fathurahman, M. I., & Anwari, S. (2019). TA: Rancang bangun sistem pengisian batere mode cepat  berkapasitas  5a  berbasis  mikrokontroller  arduino  uno  (Doctoral  dissertation, Institut Teknologi Nasional Bandung).
Mamahit,  C.,  Ticoh,  J.,  Sangi,  N.,  &  Angmalisang,  H.  (2022).  Studi  Sistem  Pengisian  Cepat Baterai  Kendaraan  Listrik  Berbasis  Papan  Pengendali  OpenEVSE.  JURNAL EDUNITRO: Jurnal Pendidikan Teknik Elektro, 2(1), 61- 70.
Anshori, A., Siswojo, B., & Hasanah, R. N. (2020). Teknik Fast Charging Baterai Lithium-Ion Menggunakan  Logika  Fuzzy.  Jurnal  Ecotipe  (Electronic,  Control,  Telecommunication, Information, and Power Engineering), 7(1), 26-37.
Chandrasa, G. T., Sarinanto, M. M., & Larasati, A. Energi fotovoltaik untuk spklu pintar cepat hibrida  photovoltaic  energy  for  smart  hybrid  fast  charging  station.  in  seminar  nasional teknologi bahan dan barang teknik (p. 23).
Aziz, M., Marcellino, Y., Rizki, I. A., Ikhwanuddin, S. A., & Simatupang, J. W. (2020). Studi Analisis  Perkembangan  Teknologi  Dan  Dukungan  Pemerintah  Indonesia  Terkait  Mobil Listrik. TESLA: Jurnal Teknik Elektro, 22(1), 45.
Rijowan.  (2021).  Indonesia  dalam  Perkembangan  Mobil  Listrik  Dunia.  In  DetikNews. https://news.detik.com/kolom/d-5504244/indonesia-dalam-perkembangan-mobil-listrik dunia.