Perpustakaan Digital ITB

Dalam pengembangan kendaraan sistem energi bersih, seperti kendaraan listrik hibrida (Hybrid Electric Vehicles) dan kendaraan listrik baterai (Battery Electric Vehicles), baterai mempunyai peran yang penting. Baterai berperan sebagai suatu penyimpan energi, yang mempunyai fungsi mengkonversi dari energi kimia menjadi listrik. Salah satu jenis baterai yang banyak digunakan adalah baterai Lithium-ion berbentuk prismatik dengan tipe LiFePO4. Performansi dari baterai lithium-ion ditentukan dari beberapa faktor, seperti susunan material, temperatur, jumlah arus yang digunakan dan jumlah siklus yang telah dialami baterai. Penelitian pada aspek termal sistem baterai merupakan salah satu yang banyak dikembangkan. Pada penelitian ini, dilakukan investigasi karakteristik termal pada dua tahap yaitu, tahap eksperimental dan tahap simulasi dan pemodelan. Pada tahap eksperimental, baterai terdiri 1 sel dengan kapasitas 14Ah. Pada tahap eksperimental, baterai yang diinvestigasi bekerja pada arus pengosongan C1, C2, dan C4, dengan studi konveksi natural dalam sistem insulasi dan non-insulasi. Asumsi yang digunakan pada penelitian ini adalah baterai yang digunakan telah mengalami lebih dari 10 siklus, radiasi kalor dari baterai diabaikan, dan parameter serta konstanta termal dianggap konstan. Rentang temperatur lingkungan pada pengoperasian berada pada 24oC - 28,5oC. Pada baterai, kalor yang dibangkitkan berasal dari dua proses, yaitu reaksi elektrokimia antar elektroda dan pemanasan Joule. Pada tahap simulasi dan pemodelan, digunakan metode elemen hingga. Metode elemen hingga adalah suatu metode di mana dilakukan diskritisasi pada benda yang akan dianalisa, atau dengan membagi-bagi objek menjadi beberapa elemen. Tiap elemen satu dengan yang lain dihubungkan dengan simpul. Kemudian dibangun persamaan matematika yang menjadi representasi dari objek yang diamati. Simulasi dilakukan dengan menggunakan Comsol Multiphysics 5.2a. Penelitian menggunakan metode elemen hingga untuk mengetahui distribusi temperatur pada baterai. Hasil eksperimental menunjukkan sistem baterai dalam kondisi insulasi memiliki karakteristik termal yang lebih stabil dibandingkan dengan sistem non-insulasi. Selain itu, pada studi konveksi natural, pengukuran termal baterai menjadi sangat bergantung dengan temperatur lingkungan terlihat pada grafik temperatur keseluruhan yang menggambarkan adanya kenaikan dan penurunan sesuai perubahan temperatur lingkungan. Hasil pada tahap simulasi 1 sel baterai pada kondisi insulasi dan non-insulasi. Selain itu, dilakukan juga estimasi untuk sistem insulasi 10 baterai. Karakteristik kenaikan temperatur menunjukkan grafik eksponensial pada seluruh simulasi yang dilakukan. Dengan mengevaluasi nilai pengukuran pada tahap eksperimental dan simulasi, kondisi non insulasi hasilnya menunjukkan error untuk arus pengosongan C1 sebesar 1,77 %, C2 sebesar 1,97 %, dan C4 sebesar 0,38 %. Kondisi insulasi hasilnya menunjukkan error untuk arus pengosongan C1 sebesar 1,10 %, C2 sebesar 0,53 %, dan C4 sebesar 0,05 %.