Ikuti kami di berita google
Anda mungkin berpikir bahwa baterai kendaraan listrik apa pun, baik itu hybrid, plug-in hybrid (PHEV), atau listrik murni (BEV) hampir sama, selain ukurannya. Toh semuanya sama-sama menggunakan daya listrik.
Tetapi, pemahaman tersebut mengabaikan dua perbedaan utama dalam cara baterai digunakan di berbagai jenis kendaraan listrik. Baik, akan kami jabarkan penjelasannya.
Perbedaan Baterai Mobil Listrik, PHEV, dan Hybrid
Pertama adalah aliran daya listrik yang masuk dan keluar dari baterai relatif terhadap ukurannya. Misalnya, dalam akselerasi, ketiga jenis kendaraan elektrifikasi menggunakan jumlah daya yang sama, sama seperti selama deselerasi, mereka semua dapat memulihkan energi pada tingkat yang sama selama pengereman regeneratif.
Ilustrasi baterai mobil listrik
>>> Tahukah Anda? Ferrari Ternyata Bisa Jadi Pelepas Stress di Jalan
Tetapi, mobil listrik murni mungkin memiliki baterai sepuluh kali lebih besar dari PHEV, yang mungkin memiliki baterai sepuluh kali lebih besar dari mobil hybrid. Jadi jumlah aliran daya relatif terhadap kapasitas energi baterai (rasio daya terhadap energinya) sangat berbeda untuk baterai di kendaraan listrik yang berbeda.
Tabel di bawah ini menggunakan contoh setiap jenis kendaraan dari jajaran produk Ford sebagai ilustrasi perbedaan kapasitas baterai dan rasio daya terhadap energi.
Ford F-150 Hybrid |
Ford Escape PHEV |
Ford Mustang Mach-E Extended Range |
|
| Kapasitas Energi Total | 1,5 kWh | 4,4 kWh | 99,0 kWh |
| Kapasitas Energi Yang Bisa Digunakan | 0,8 kWh | 11,4 kWh | 88,0 kWh |
| Pelepasan Daya | 35 kWh | 80 kWh | 276 kWh |
| Pengisian Daya | 40 | 63 | 158 kWh |
| Rasio Daya Terhadap Energi | 23,3 W/Wh | 5,6 W/Wh | 2,8 W/Wh |
| Bobot Baterai | 35 kg | 165 kg | 600 kg |
| Volume Baterai | 34 liter | 110 liter | 459 liter |
| Voltase Baterai | 274 V | 300 V | 343 V |
| Jumlah Sel Baterai | 76 | 84 | 376 |
| Kapasitas Energi per Sel | 20 Wh | 171 Wh | 262 Wh |
| Kepadatan Energi | 1,9 kWh/45 kg | 4,0 kWh/45 kg | 7,5 kWh/45 kg |
Selain itu, karena ketiga kendaraan yang berbeda menggunakan motor listriknya dengan cara yang berbeda, jumlah siklus pengisian atau pengosongan yang dialami oleh masing-masing baterai sangat bervariasi.
Sistem hybird, dirancang untuk meningkatkan efisiensi mesin bensin, sehingga daya terus mengalir masuk dan keluar dari baterai kecil yang dirancang agar ringkas, ringan, dan tidak terlalu mahal. Anda dapat mengisi penuh dan mengosongkan baterai lima kali dalam perjalanan ke supermarket untuk membeli telur.
Sedangkan Plug-in Hybrid memiliki baterai yang jauh lebih besar, dirancang untuk memberi daya penuh pada kendaraan untuk jarak sekitar 15 hingga 65 kilometer.
Baterai mobil PHEV mengalami pengisian dan pemakaian konstan dalam mengemudi
>>> Honda Ngebet Datangkan Mobil Listrik ke Indonesia
Baterai tersebut mengalami pengisian dan pemakaian konstan dalam mengemudi di perkotaan, tetapi aliran daya ini kecil dibandingkan dengan kapasitas totalnya, yang mungkin hanya benar-benar habis 1 atau 2 kali sehari.
Mobil listrik memiliki baterai yang jauh lebih besar dan baterai tersebut jarang melihat siklus pengisian atau pengosongan penuh.
Menurut Bab Taenaka, Pakar Teknis Senior Ford dalam Teknologi Sel dan Sistem Baterai, baterai dalam mobil listrik mungkin hanya melihat 1000 siklus pengisian atau pengosongan selama masa pakainya. Perbedaan yang cukup dramatis dari 4000-8000 siklus yang dialami oleh baterai PHEV, dan 100.000 siklus atau lebih untuk baterai hybrid.
"Saat baterai diisi dan dikosongkan, resistansi internalnya meningkat," kata Taenaka.
Salah satu cara untuk mengontrolnya adalah dengan membatasi berapa banyak kapasitas baterai yang digunakan selama siklus pengisian atau pengosongan.
Untuk mobil hybrid yang mengalami siklus maksimum, jendela pengisian daya dari kapasitas baterai yang sebenarnya digunakan mungkin sekitar 50 persen. Untuk PHEV, mungkin naik hingga 80 persen atau lebih. Dan untuk mobil listrik, mendekati 90 persen.
Untuk menyesuaikan rasio daya terhadap energi baterai, para insinyur mengubah ketebalan kolektor arus dan lapisan kimianya. Semburan daya puncak hybrid yang singkat membutuhkan arus listrik yang tinggi dari baterai kecil, berarti elektroda yang lebih tipis dan lapisan kimia yang lebih tipis.
Itu karena elemen yang lebih tipis ini membawa area permukaan elektroda yang lebih besar dalam kontak dengan elektrolit.
Mustang Mach-E, mobil listrik andalan Ford
>>> Mobil Listrik Tesla Seharga Kijang Innova Siap Dirilis
Sebaliknya, mobil listrik menggunakan elektroda yang lebih tebal dan muatan bahan kimia aktif yang lebih tinggi. Elektroda yang lebih tebal memungkinkan kepadatan energi yang lebih besar karena lebih banyak volume total sel yang terdiri dari elektroda dan bahan aktif dan lebih sedikit yang ditempati oleh pemisah, pengumpul arus, dan elektrolit.
Memaksimalkan kilowatt-hour yang tersedia per kilogram menjadi penting karena baterai menjadi lebih besar. Lapisan kimia yang khas adalah litium-mangan-oksida, tetapi bahan kimianya tidak penting untuk menentukan apakah sel lebih padat daya atau energi.
Salah satu pertimbangan lain adalah total voltase baterai. Ford menggunakan sistem listrik yang menghasilkan tegangan maksimum sekitar 400 volt, sehingga sel dari ketiga jenis mobil tersebut terangkai untuk tetap berada dalam batasan ini.
Karena sebagian besar sel lithium-ion beroperasi pada 3,6 volt, baterai F-150 Hybrid menggunakan 76 sel kecil yang disambungkan secara seri untuk menghasilkan 274 volt.
Escape PHEV 84, dengan sel yang jauh lebih besar juga dihubungkan secara seri dengan total 300 volt. Namun, 376 sel yang lebih besar di mobil listrik Mustang Mach-E dihubungkan dalam empat rangkaian 94 sel, masing-masing berjumlah 343 volt, yang kemudian dihubungkan secara paralel, untuk tetap berada dalam batas 400 volt.
