## Metode Metode Kontrol Pada Mobil Listrik

## Sepdian
Politeknik Jambi
JL. Lingkar Barat 2. Irg Veteran RT 4 Kel. Bagan Pete Kec. Alam Barajo Kota Jambi sepdian@politeknikjambi.ac.id
Abstrac, This paper will cover about how the creation of electric cars and methods methods that are necessary for the achievement of an electric car. The concept of electric cars is not new. As battery technology grew in the late 19th century, several electric vehicles had begun. The development of the automotive world, causing an increase in the need for fuel oil used as fuel for motor vehicles. With rising petroleum prices increasing, the development of electric cars has a great opportunity to solve the problem. The use of electric cars is considered effective in addition to not cause air pollution and the construction of a more simple engine. The use of electric cars would require an electric engine. This dipaper used several control methods to make an electric car, such as motor rotation speed control method, EV / HEV Bidirectional control method, and full cell control method or control method for battery charging.
Keywords : electric car, dc motor, full cel, EV / HEV Bidirectional
Abstrak, Paper ini akan mengetengahkan tentang bagaimana terciptanya mobil listrik serta metode metode yg  diperlukan  untuk  tercapainya  sebuah  mobil  listrik.  Konsep  mobil  listrik  bukanlah  barang  baru.  Seiring bertambah majunya teknologi baterai pada akhir abad ke 19, beberapa kendaraan listrik sudah mulai dibuat. Perkembangan dunia otomotif, menyebabkan peningkatan kebutuhan akan bahan bakar minyak yang dipakai sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Dengan kenaikan harga minyak bumi yang terus meningkat, maka pengembangan  mobil  listrik  berpeluang  besar  menjadi  penyelesaian  masalah  tersebut.  Penggunaan  mobil listrik dirasa efektif selain tidak menimbulkan polusi udara dan konstruksi mesinnya yang lebih sederhana. Penggunaan  mobil  listrik  tentunya  membutuhkan  mesin  listrik.  Dipaper  ini  digunakan  beberapa  metode kontrol untuk membuat sebuah mobil listrik, seperti metode kontrol kecepatan putaran motor, metode kontrol EV/HEV Bidirectional, dan metode kontrol full cell atau metode kontrol untuk pengisian baterai. Kata kunci : Mobil listrik, motor dc, full cel, EV/HEV Bidirectional.
1. Pendahuluan
Perkembangan dunia otomotif, menyebabkan peningkatan  kebutuhan  akan  bahan  bakar  minyak yang  dipakai  sebagai  bahan  bakar  kendaraan bermotor. Dengan kenaikan harga minyak bumi yang terus meningkat (meskipun tren harga minyak akhir- akhir  ini  sedang  turun),  maka  tidak  ada  salahnya kalau  industri  otomotif  mulai  mengembangkan mobil  hybrid,  dan  mobil  listrik.  sehingga  struktur pembangkit  listrik  konvensional  memerlukan penetrasi  tingkat  tinggi  sumber  energi  terbarukan. Energi  Matahari  adalah  sumber  energi  terbarukan yang paling banyak digunakan. Integrasi dari sistem fotovoltaik  ke  dalam  grid  telah  menjadi  isu  utama yang  harus  ditangani  karena  tidak  tersedianya  dan ketidakpastian dari sumber yang berasal dari ketidak seimbangan  distribusi  energi.  Sistem  penyimpanan energi  adalah  salah  satu  solusi  untuk  masalah ketidakseimbangan  distribusi  sistem  tenaga  listrik (3).  dengan  metode  kontrol  bidirectional  DC/DC pada  EV/HEV  (2).  Untuk  memenuhi  perubahan permintaan puncak terutama selama percepatan dan
pengereman.  Jadi,  hibridisasi  PEMFC  dan  sistem penyimpanan  energi  (ESS)  menurunkan  Biaya  FC dan  meningkatkan  kinerja  dan  penyalaan.  Baterai (B)  tampaknya  menjadi  kandidat  yang  paling  kuat untuk berhibridisasi dengan PEMFC untuk aplikasi mobil listrik (6).
2. Metode Metode Yang Digunakan
2.1 Metode  control  pada  kecepatan  putaran rotor
sebuah interior magnet permanen (IPM) Mesin sinkron dapat mencapai operasi daya dan  kecepatan rotor  dan  motor  yang  konstan.  Sementara  desain mesin PHT untuk kecepatan yang lama, Operasinya menimbulkan beberapa tantangan teknis, keberhasilan  sistem  penggerak  lengkap  tergantung pada  tersedianya  algoritma  kontrol  yang  tepat  dan dapat  mengekstrak  penuh  kemampuan  kinerja  dari mesin.  Secara  khusus,  teknik  kontrol  melemahnya fluks  khusus  yang  diperlukan  untuk  mencapai operasi  daya konstan  pada  rentang  kecepatan  yang
luas.  Selama  rengtang  kecepataan  IPM  diatur sebagai  motor,  algoritma  kontrol  baru  yang dirancang untuk mengekstrak hampir konstan listrik dari mesin IPM pada rentang kecepatan lebar ketika itu beroperasi sebagai alternator [1].
Gambar. 1 Konfigurasi Integrated Starter / alternator (ISA)
Aplikasi  yang  telah  memotivasi  pekerjaan ini  adalah  sebuah  direct  drive  terpadu  pemula  / alternator (ISA) untuk otomotif kendaraan. Banyak perkembangan electrically- baru aksesoris bertenaga dikombinasikan  dengan  kepentingan  luas  dengan konsep  hybrid  ringan  menggunakan  mesin  listrik untuk  kecepatan  rendah  akselerasi  telah  menarik perhatian yang signifikan untuk sistem ISA Seperti diilustrasikan dalam Gambar. 1
Spesifikasi  kinerja  yang  dikembangkan melalui  konsultasi  dengan  beberapa  produsen otomotif  panggilan  untuk  ISA  untuk  memasok 150nm memulai torsi pada kecepatan rendah. Selain itu,  ISA  harus  memberikan  daya  42V  ke  aksesoris otomotif  selama  kisaran  10  :  1  kecepatan membentang  dari  4KW  di  600rpm  untuk  6KW  di 6000rpm. Ini adalah persyaratan yang terakhir  yang seleksi  termotivasi  dari  mesin  PHT  untuk  lebih lanjut  pembangunan sebagai kandidat yang menarik untuk aplikasi ini.
Gambar  2.  Menunjukkan  mesin  stator  dan  rotor, menggambarkan  penggunaan  dari  dua  rongga magnet  per  tiang  dengan  menjenuhkan  jembatan magnetik yang menghubungkan tiang besi potongan menjadi laminasi rotor.
Gambar.  2 Rotor  dan  stator  tipe  proto  6  kW  IPM mesin untuk  aplikasi ISA.
Prinsip-prinsip  untuk  mencapai  daya konstan  lebar  operasi  menggunakan  PHT  mesin sinkron  telah  didirikan  pada  literatur  teknis.  Mesin persamaan yang mengatur operasi dinamis dari IPM mesin  di  rotor  kerangka  acuan  dq  dirangkum  di bawah ini. Perhatikan bahwa sumbu d sejajar dengan rotor fluks magnet permanen [1].
Dimana :
id dan iq = arus stator pada sumbu d dan q  [A] vd dan vq = tegangan stator pada sumbu d dan q [V] ʎ ds dan ʎ qs = hubungan fluks stator pada sumbu d dan q  [Wb] L ds dan L qs = induktansi stator pada sumbu d dan q [H]
(Perhatikan bahwa LQs> Lds di mesin IPM) ɸ pm = hubungan sumbu d dengan fluks magnet permanen [Wb] w r = frekuensi rotasi rotor [elec. rad / s]
kontrol  kinerja  kecepan  motor  dan  statistik  dan membuat  algoritma  inheren  adaptif  terhadap perubahan inverter tegangan bus. Sebuah 6kW 42V otomotif  terpadu  Starter  /  alternator  (ISA) menggunakan  direct-drive  mesin  IPM  merupakan penerapan target untuk pengembangannya. Hasil simulasi menunjukkan bahwa algoritma baru ini  mampu  memberikan  regulasi  bus  statis  dan dinamis yang sangat baik Karakteristik selama 10: 1 mesin rentang kecepatan operasi. Tes yang saat ini
sedang  berlangsung  untuk  mengkonfirmasi  kinerja tersebutprediksi menggunakan prototipe IPM sistem Starter / alternator [1].

## 2.2 Metode control EV / HEV bidirectional
Metode EV/HEV Bidirectional ini dapat mengendalikan arus pengisian baterai konstan[2].
Gambar. 3 Diagram konseptual sistem EV traksi (a) Satu Tahap inverter sistem EV traksi (b) Dua tahap (Converter  Bi-directional  dan  inverter)  EV  traksi sistem
Seperti  pada  Gambar.  3  (a),  jenis  yang terdiri  dari  hanya  baterai  dan  inverter  memiliki manfaat untuk dapat meningkatkan efisiensi dengan meminimalkan perangkat. Namun, Baterai tegangan tinggi  umumnya  disusun  oleh  serangkaian  sel baterai  terhubung  dengan  output  tegangan  rendah. Semakin banyak seri sel yang terhubung digunakan, semakin  banyak  masalah  yang  dibuat  seperti ketidakseimbangan  tegangan  setiap  sel  atau penurunan harapan hidup baterai. Selain itu, sistem Gambar. 3 (a) memiliki kekurangan karena tegangan output bervariasi dengan arus keluaran. Hal ini disebabkan oleh  internal  resistor  baterai.  Ini  variasi  tegangan output  membatasi  kekuasaan  dan  kontrol  kinerja keluaran inverter.
Untuk  mengatasi  masalah  ini,  dua-tahap EV  traksi  sistem  Gambar.  3  (b)  yang  diusulkan dalam    [2].  Sistem  ini  tambahan  menempel konverter DC / DC mengontrol aliran daya dua arah
antara  inverter  dan  baterai.  Sistem  ini  lebih kompleks  daripada  sistem  Gambar.  3  (a).  Namun, tegangan  mendorong  disesuaikan  dengan  traksi Sistem  EV  menggunakan  tegangan  baterai  relatif kecil  dan  berbagai  motor  traksi  sesuai  dengan kapasitas  daya  EV.  Selain  itu,  Sistem  ini mempertahankan  tegangan  DC-link  inverter  dalam batas toleransi apa pun saat inverter bekerja.
Banyak  topologi  yang  dikembangkan untuk sistem Gambar.3 (b). Di antara mereka, Jenis konverter  DC  /  DC  full-bridge,  dan  converter menggunakan transformator.
Gambar  4 .  Blok  diagram  dari  BEV powertrain
Dalam  prakteknya,  integrasi  dc  /  dc converter  dan  dc  /  ac  inverter  adalah  pilihan  yang menarik untuk membentuk kendaraan listrik hibrida (HEV)  powertrain. Oleh karena itu,  konverter dan integrasi  mereka  bersama-sama  memainkan  peran penting  untuk  keberhasilan  pengembangan  kinerja yang  efisien  dan  tinggi  BEVs  dan  PHEVs  [8]. pengisi  daya  baterai  adalah  kunci  lain  komponen yang dibutuhkan untuk munculnya dan penerimaan BEVs  dan  PHEVs.  Terutama,  on-board  pengisi baterai  harus  kecil  dan  ringan.  Oleh  karena  itu, beberapa ac / dc dua arah converter topologi dapat dimanfaatkan sebagai on-board charger baterai.
Gambar.  5. DC-Link  rentang  variasi tegangan  sesuai  dengan  Mode  operasi  inverter  dan converter
Gambar.  5 menunjukkan  kisaran  variasi tegangan  DC-link  menurut  inverter  dan  converter operasi  dengan  metode  kontrol.  Seperti  telah disebutkan,  mode  operasi  dari  konverter  DC  /  DC diubah  oleh  DC-link  tegangan.  Setiap  variasi tegangan
DC-link
dapat
dibagi menjadi enam mode. Mode 1, 2, 3, 5, 6 adalah dorongan operasi, dan Mode 4 adalah operasi buck DC-DC  converter.Mode  1  sedang  mempersiapkan operasi untuk cocok
DClink tegangan inverter. Jika tegangan DC-link mencapai referensi, Mode 1 adalah akhir dan Mode 2 adalah start. Detail penjelasan mode operasi ini dijelaskan pada Bagian Percobaan dengan operasi inverter [2].

## 2.3 metode  control full cel
Metode  ini  diharapkan  menjadi  sumber  daya yang menarik untuk otomotif aplikasi karena mereka bersih,  efisiensi,  dan  kehandalan  yang  tinggi.  FCS adalah
elektrokimia perangkat  yang  langsung  mengubah  energi  kimia bahan bakar menjadi listrik. Ada berbagai jenis FCS ditandai  dengan  elektrolit  mereka.  Salah  satu  yang paling  menjanjikan  dimanfaatkan  untuk  stasioner atau  aplikasi  diangkut  adalah  membran  polimer elektrolit  FC  (PEMFC)  karena  relatif  kecil  ukuran dan desain yang sederhana. Ini memiliki kepadatan daya  terlalu  tinggi dengan  suhu  operasi  yang  lebih rendah  ketika  dibandingkan  dengan  jenis  lain  dari sistem FC [6].
Meskipun sistem FC menunjukkan kemampuan daya yang baik selama operasi steady- state,  dinamis  respon  FCS  selama  tuntutan  puncak kekuasaan sementara dan sesaat relatif lambat. Oleh karena  itu,  untuk  meningkatkan  kinerja  sistem  FC selama  tuntutan  puncak  kekuasaan  sementara  dan seketika dalam aplikasi kendaraan listrik, sistem FC selalu dikaitkan dengan sistem penyimpanan energi (ESS) (mis, baterai dan / atau supercapacitors). ESS dapat digunakan untuk memulihkan energi melalui regeneratif  pengereman.  Untuk  aplikasi  ini, kekuatan-tinggi dc / dc converter merupakan elemen kunci bahwa antarmuka FC atau ESS dengan bus dc di powertrain dari EVS. Oleh karena itu, desain daya tinggi  dc  /  dc  konverter  dan  pengontrol  mereka memainkan  peran  penting  untuk  mengontrol kekuatan regulasi terutama untuk FC [3] [6].
Gambar. 6 Block diagram dari FCEV
FC Electric Vehicle (FCEV), seperti ditunjukkan pada Gambar. 6 , menggunakan sebuah FC  sebagai  sumber  daya  utama  dan  ESS  (Baterai) sebagai  sumber  daya  tambahan  untuk  membantu penggerak  kendaraan  selama  transien  dan  untuk memulihkan  energi  saat  pengereman  regeneratif. Dalam  konfigurasi  ini,  FC  terhubung  ke  dc  bus melalui  IBC,  sedangkan  ESS  terhubung  ke  bus  dc melalui dua arah dc / dc converter. Seperti yang telah disebutkan  di  banyak  literatur,  dc  /  dc  converter adalah  salah  satu  yang  paling  penting  komponen dalam sistem FC bertenaga. Hal ini memungkinkan tingkat yang diinginkan dari tegangan dc yang akan diperoleh tanpa harus meningkatkan ukuran stack.
Gambar. 7 menunjukkan simulasi karakteristik  debit  kurva  untuk  asam  timbal  Yuasa Np18-12 baterai untuk berbagai arus discharge [6].
Gambar. 7 statistik pemakaian batterai
2.4 Penambahan  capasitor  pada  sistim  mobil listrik
Ultracapacitors penting di bidang penyimpanan  energi  di  kendaraan  listrik hybrid. Ultracapacitors dapat digunakan untuk memberikan  ledakan  singkat  energi  yang dibutuhkan oleh kendaraan listrik hibrida saat akselerasi. Ultracapacitors tidak perlu penggantian yang teratur seperti baterai karena mereka  tidak  terpengaruh  selama  pengisian berulang-ulang dalam dan pemakaian. Hal ini juga menyiratkan bahwa ultracapacitors lebih ramah  lingkungan  karena  mereka  tidak  perlu sering  dibuang.  Ultracapacitors  dapat  terisi penuh dari debit keseluruhan dalam beberapa
detik.  Hal  ini  membuat  mereka  ideal  untuk digunakan dalam sistem melanggar regeneratif.  Ultracapacitors  tidak  rentan terhadap  efek  suhu  seperti  baterai  dan  dapat beroperasi  pada  temperatur  serendah  40 0 C.
Ultracapacitors  tidak  dapat  menggantikan baterai  sepenuhnya;  namun  mereka  dapat digunakan  untuk  melengkapi  satu  sama  lain.
Dalam kendaraan listrik hibrida, ultracapacitor dapat  digunakan  selama  operasi  kendaraan Lihat gambar 8 ultracapacitor dapat dihubungkan  dalam  hubungan  shunt  dengan DC / DC
converter dari ESS dari PHEV tersebut.
Gambar. 8 Usulan PHEV Energy Storage System dengan Super-kapasitor

## 3. Kesimpulan
Berdasarkan  pembahasan  dari  beberapa  jurnal metode  metode  kontrol  pada  mobil  listrik  pada jurnal ini dapat disimpulkan
➢ Ketika melemahnya fluks algoritma  untuk  IPM  mesin  alternator sinkron cocok untuk menarik mesin untuk menghasilkan tenaga yang konstan dengan rentang kecepatan (10: 1 atau lebih tinggi). Keuntungan  dari  algoritma  ini  termasuk kemampuannya secara
otomatis beradaptasi dengan perubahan bus tegangan  dengan  menggunakan  indeks modulasi  PWM  untuk  mengenali  ambang kejenuhan regulator.
➢ Metode  kontrol  bidirectional  DC  /  DC converter  untuk  aplikasi  EV  /  HEV dijelaskan  dalam  makalah  ini.  Untuk mengontrol pengisian baterai saat konstan, masing-masing  mode  operasi  tiga  fase interleaved  dua  arah  DC  /  DC  converter yang dipilih sesuai dengan variasi tegangan DC-link. Berbeda dengan metode konvensional,  pengisian  baterai  saat  ini tidak  terpengaruh  oleh  kecepatan  motor dengan metode kontrol yang diusulkan.
➢ analisis  sistem  tenaga  hibrid  FC-IBC  / baterai dan desain untuk aplikasi kendaraan listrik.  membahas  Manajemen  mode  daya yang berbeda. Mode operasi efisien untuk dioperasikan  sistem  tenaga  baterai  FC,. FC-IBC converter Sistem ini dirancang dan dimodelkan, kontrol manajemen daya aktif
saat sistem dirancang untuk mengakomodasi  Status  FC,  SOC  baterai, dan  permintaan  kendaraan  listrik.  Hasil Dinamis dan SteadyState disediakan untuk membuktikan kelayakan desain sistem ini.

## 4. Daftar Pustaka
[1]    Jackson  Way,  Thomas  M.  Jahn.  A  New Control  Technique  for  Achieving  Wide Constant  Power  Speed  Operation  with  an
Interior PM Alternator Machine. University of Wisconsin-Madison.
[2]    Jung-Hyo  Lee,  Doo-Yong  Jung,  Taek-Kie Lee,  Young-Ryul  Kim  and  Chung-Yuen
Won. Regenerative Current Control Method of Bidirectional DC/DC Converter for EV/HEV Application. Jeet vol. 8, no 1 : 97 [3]    Md  Shamiur  Rahman,  Asif  Hassan,  Nasif Mahmud, Ahmed Tashfin Iftekhar, Mohammad  Delwar  Hossain  Mazumder. Power  Management  and  Control  of  Grid
Connected Photovoltaic System with Plug in Hybrid Vehicle Load. IJAREEIE vol. 3 ISSUE 1, Januari 2014
[4]   Bo Long, Shin Teak Lim, Zhi Feng Bai, Ji Hyoung  Ryu  and  Kil  To  Chong.  Energy Management  and  Control  of  Electric Vehicles,  Using  Hybrid  Power  Source  in Regenerative  Braking  Operation.  ISSN 1996-1073 Energies 2014, 7 ,  4300-4315; doi:10.3390/en7074300.
[5]    Shuangxia Niu, K.T. Chau, Senior Member, IEEE, and J.Z. Jiang. A Permanent-magnet Double-stator  Integratedstarter-  generator for Hybrid Electric Vehicles. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC),
September 3-5, 2008, Harbin, China
[6]   A. Benrabeh, F. Khoucha, O. Herizi, M.E.H. Benbouzid  and A. Kheloui Ecole Militaire
Polytechnique. FC/Battery Power Management  for  Electric  Vehicle  Based Interleaved dcdc Boost Converter Topology. Author manuscript, published in "EPE  ECCE  Europe  2013,  Lille  :  France
(2013)"
[7]    Wei Xu, Jianguo Zhu, Yongchang Zhang, Yi Wang,
Guangyong
Sun.
Characterization  of  Advanced  Drive System for Hybrid Electric Vehicles
[8]    Omar  Hegazy ,  Member,  IEEE ,  Ricardo Barrero, Joeri Van Mierlo , Member, IEEE , Philippe Lataire,Noshin Omar, and Thierry
Coosemans. An Advanced Power
Electronics  Interface  for  ElectricVehicles Applications. IEEE TRANSACTIONS ON [1]POWER  ELECTRONICS,  VOL.  28, NO. 12, DECEMBER 2013