Pages

Konfigurasi Kendaraan Listrik Hibrid



 
Kendaraan Listrik Hibrid berkembang dengan pesat di era 1990an. Diinisiasi oleh Toyota dengan produk kenamaannya, Toyota Prius. Dan kini, telah banyak perusahaan mobil yang memproduksi Kendaraan Listrik Hibrid. Mengapa kendaraan jenis ini menjadi sangat populer? 
Karena kemampuannya menghemat penggunaan bahan bakar yang saat ini masih didominasi oleh bahan bakar fosil. Selain itu, bumi dengan perubahan suhu yang semakin ekstrim mendesak manusia untuk berusaha lebih keras lagi mengurangi emisi CO2.
Pada dasarnya, Kendaraan Listrik Hibrid bekerja dengan mengkombinasikan pemanfaatan mesin bakar dan motor listrik untuk mencapai penggunaan bahan bakar yang lebih ekonomis. Pemanfaatan motor listrik diharapkan dapat membantu mesin bakar bekerja dengan temperatur mesin yang tidak terlalu panas. Hal ini dicapai dengan menjaga mesin bakar bekerja dengan kecepatan yang relatif konstan. Selain itu, sistem pengereman regeneratif pada Kendaraan Listrik Hibrid, dapat memberikan suplai listrik ke baterai. Sehingga energi pengereman tidak terbuang sia-sia sebagai panas seperti pada kendaraan konvensional. Bantuan dari motor listrik diberikan saat kendaraan menanjak, menurun, percepatan, mulai berjalan dan perlambatan seperti yang dijelaskan pada Tabel 1.
Tabel 1. Mode Kerja dan Pengaturan Energi pada Kendaraan Listrik Hibrid
Mode Kerja Pengaturan
Mulai berjalan Mesin bakar dinyalakan. Pada kecepatan mencapai 1000 rpm, motor listrik dimatikan dan mesin bakar digunakan
Di turunan Mesin bakar mengisi baterai jika baterai dalam tidak terisi penuh
Percepatan atau di tanjakan Motor listrik dan mesin bakar menyuplai tenaga gerak secara bersamaan (pada konfigurasi seri: sumber energi motor listrik didapat dari baterai dan mesin bakar)
Perlambatan Pengereman regeneratif mengisi baterai
Untuk melakukan kerja pengehematan di atas, kombinasi motor listrik dan mesin bakar pada Kendaraan Listrik Hibrid dibagi menjadi seri, paralel dan seri-paralel. Berikut adalah penjelasan masing-masing konfigurasi.
Konfigurasi Seri
Konfigurasi seri, Gambar 1., hanya menggunakan motor listrik sebagai penggerak yang terhubung langsung degan sistem transmisi. Tenaga gerak dari mesin bakar selalu diubah ke dalam listrik oleh generator listrik. Sehingga efisiensi sistem sangat bergantung pada efisiensi generator dan motor listrik yang digunakan.

Gambar 1. Konfigurasi Seri
Daya listrik yang dihasilkan generator dapat menyuplai motor listrik, jika dibutuhkan. Jika tidak, akan digunakan untuk mengisi baterai. Penggunaan mesin bakar yang dapat dikatakan independen secara mekanik dengan sistem transmisi membuat mesin bakar dapat selalu bekerja pada kondisi optimal. Baterai yang digunakan memiliki volum yang lebih besar dibandingkan konfigurasi lainnya. Konfigurasi seri sangat cocok untuk penggunaan kendaraan dengan frekuensi jalan dan berhenti yang tinggi. Seperti pada bis-bis di perkotaan.
Konfigurasi Paralel
Pada konfigurasi ini, sistem transmisi terhubung dengan mesin bakar dan motor listrik (lihat Gambar 2.). Sebagian besar tenaga penggerak didapatkan dari mesin bakar. Sistem listrik lebih banyak digunakan sebagai penyeimbang penggunaan energi. Sehingga ukuran baterai dan motor listrik relatif lebih kecil. Selain itu, karena mesin bakar tidak terhubung secara elektrik dengan sistem baterai, pengurangan berat juga signifikan dengan tidak diperlukannya generator seperti pada konfigurasi seri.

Gambar 2. Konfigurasi Paralel
Keterbatasan dalam konfigurasi paralel adalah kesulitannya menentukan kondisi kerja mesin bakar yang optimal karena langsung terhubung ke sistem transmisi. Namun di sisi lain, tenaga gerak yang dirasakan dapat setara dengan kendaraan konvensional. Konfigurasi paralel lebih cocok diterapkan pada kendaraan yang jarak tempuhnya jauh (dimana fluktuasi kecepatannya relatif rendah) atau yang membutuhkan daya yang besar [4] (efisiensi meningkat seiring dengan peningkatan daya).
Konfigurasi Seri-Paralel
Yang terakhir adalah gabungan kedua konfigurasi di atas, yaitu konfigurasi seri-parallel (lihat Gambar 3.). Keuntungan keduanya dapat dipastikan ada pada konfigurasi jenis ini. Tentunya dengan sistem manajemen energi yang lebih kompleks. Untuk tujuan penggunaan yang lebih luas, konfigurasi seri paralel lebih populer untuk diteliti dan dikembangkan.

Gambar 3. Konfigurasi Seri-Paralel
Penutup
Demikian paparan singkat mengenai konfigurasi yang terdapat pada Kendaraan Listrik Hibrid. Kelebihan dan kekurangan yang ditemukan pada setiap konfigurasi, dapat menjadi dasar pertimbangan untuk memilih konfigurasi yang cocok untuk tujuan pemakaian.
Referensi:
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_electric_vehicle
[2] Yongchang Du, Jinwen Gao, Liangyao Yu, Jian Song, Feng Zhao, Wenzhang Zhan. HEV System Based on Electric Variable Transmission. 2009. Vehicle Power and Propulsion Conference IEEE
[3] Ryan Melsert, Rajeswari Chandrasekaran, Todd Bandhauer, Thomas F. Fuller, Jerome Meisel. Design of Hybrid Electric Vehicle. 2008. Atlanta: IEEE Energy 2030.
[4] Courtney Holder and James Gover. Optimizing the Hybridization Factor for a Parallel Hybrid Electric Small Car. 2006. Vehicle Power and Propulsion Conference IEEE

0 komentar:

Poskan Komentar