PERKEMBANGAN MOBIL LISTRIK DUNIA
SISTEM PENYEDIA ENERGI LISTRIK
ANALISA TEGANGAN PADA CHASIS
Diagram Alir
Data masukannya terdiri dari data jenis material yang digunakan, data jenis tumpuan yang digunakan beserta letak tumpuannya, jenis beban dan nilai beban beserta letak beban pada sasis. Periksa hasil simulasi dalam bentuk Von Misses, perpindahan dan faktor keamanan lebih besar dari satu atau tidak, jika iya lanjutkan analisa, jika tidak kembali ke data masukan.
Objek Analisa Tegangan
Pengumpulan Data
Pada kondisi statis, beban tidak terpusat pada bagian belakang atau depan, melainkan stasioner seperti pada Gambar 3.19. Pada saat pendakian menanjak, beban dipengaruhi oleh sudut kemiringan sehingga beban terkonsentrasi di bagian belakang seperti pada Gambar 3.20. Pada kondisi menurun, beban dipengaruhi oleh sudut turun sehingga beban terkonsentrasi di bagian depan, seperti pada Gambar 3.21.
Pada saat pengereman, beban dipengaruhi oleh perlambatan, sehingga beban terkonsentrasi di bagian depan, seperti pada Gambar 3.22.
Pemodelan 3 Dimensi Chasis
Analisis Menggunakan Solidworks
- Material
- Fixtures
- Loads
- Meshing
Setelah memilih tipe simulasi, masukkan tipe material pada kolom material library Solidworks seperti pada Gambar 3.9. Karena dudukan ini berfungsi untuk mengunci pegas yang mampu menahan gaya dan momen vertikal, horizontal, maka tumpuan yang dipilih adalah geometri tetap seperti pada Gambar 3.10. Daya 3 merupakan berat baterai pada sasis tengah, dengan jumlah baterai sebanyak 12 buah sesuai gambar 3.16.
Hasil Analisis
- Tegangan (Von Misses Stress)
- Defleksi (Displacement)
- Faktor Keamanan (Factor of Safety)
PEMBUATAN BODY MOBIL LISTRIK
Pemodelan Aerodinamis
Pada penelitian ini akan disimulasikan tiga bentuk mobil seperti pada Gambar 4.1 sampai 4.3 dengan dimensi dalam mm seperti pada masing-masing gambar. Menentukan tujuan pemodelan; Tujuan dari pemodelan ini adalah untuk membandingkan pola aliran eksternal, termasuk distribusi kecepatan dan lintasan, serta tekanan drag dari ketiga model yang dipelajari. Dalam simulasi ini model mobil dalam keadaan diam sedangkan udara mengalir melalui bagian luar mobil, dimulai dari batas depan jaring (inlet) dan keluar pada batas belakang (exit).
Distribusi kecepatan ini menunjukkan bahwa udara berangsur-angsur mengalami percepatan hingga mencapai maksimum di atas mobil. Gaya hambat yang dihasilkan mobil model 1 terbagi menjadi dua yaitu gaya hambat tekan dan gaya hambat viskos yang masing-masing sebesar 268,5 N dan 20,2 N. Gaya tarik tekan dihasilkan oleh bentuk mobil, sedangkan gaya tarik kental dihasilkan oleh gesekan antara udara dan dinding mobil.
Dibandingkan dengan mobil model 1, luas pemisahannya lebih kecil sehingga kehilangan alirannya juga akan lebih kecil. Gaya drag yang dihasilkan mobil model 2 adalah sebesar 243,5 N untuk gaya drag tekan dan 17,8 N untuk gaya drag viskos, sehingga gaya drag total yang dihasilkan adalah sebesar 261,3 N. Gaya drag yang dihasilkan oleh mobil model 3 adalah sebesar 738,5 N untuk tekanan drag dan 23,6 N untuk gaya drag. gaya hambat viskos, sehingga gaya hambat totalnya adalah 762,1 N.
Dari total gaya traksi yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 2, model terbaik adalah model 2, dan model 1 sedikit lebih buruk dibandingkan model 2.
Pembuatan Model Clay
Pengujian Model
Untuk ukuran yang lebih besar (bagian ATest > 70 pl2) kebisingan menyebabkan masalah lingkungan dan membatasi jam buka terowongan angin. Kriteria utama yang umum digunakan untuk menentukan karakteristik terowongan angin adalah kecepatan aliran udara maksimum yang dapat dicapai, keseragaman aliran, dan tingkat turbulensi yang rendah. Dengan kata lain tujuan perancangan terowongan angin adalah untuk memperoleh aliran udara pada bagian pengujian yang dapat dikontrol sehingga kinerja dan kualitas daya dapat tercapai.
Skema tata letak terowongan angin terbuka yang akan dibangun sebagai alat bantu tugas akhir/skripsi ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Spesifikasi utama terowongan angin adalah dimensi bagian pengujian dan kecepatan maksimum dengan kualitas aliran yang diharapkan pada sesi pengujian. Sebaliknya, kualitas aliran merupakan hasil desain keseluruhan dan hanya dapat diverifikasi setelah terowongan angin selesai dibangun.
Secara umum, desain dan konstruksi terowongan angin kecepatan rendah jalur terbuka harus memperhatikan kualitas aliran di lokasi uji (yaitu keseragaman aliran dan tingkat turbulensi, baik dalam arah aksial maupun lateral). Ruang pengendapan adalah tempat aliran pertama kali memasuki terowongan angin tipe hisap sirkuit terbuka. Semakin besar rasionya maka semakin tinggi pula dimensinya dan tentunya akan meningkatkan biaya pembuatan terowongan angin.
Oleh karena itu, kecepatan dan kualitas aliran yang diinginkan pada bagian pengujian harus menjadi perhatian utama ketika merancang terowongan angin.
Pembuatan Body Skala 1 : 1
Kecepatan kendaraan diatur oleh sistem kendali mobil listrik dengan mengatur tekanan pada pedal gas atau akselerator. Pada mobil listrik, kendali motor akan mengatur kecepatan dan percepatan dengan gerak mobil listrik tersebut menggunakan teknologi pulse width modulation (PWM) pada kendali motornya. Sistem transmisi pada mobil berguna untuk mengendalikan arah maju atau mundur mobil dan juga dapat mengatur perpindahan kopling pada mobil listrik.
Sistem pengereman dapat dilakukan dengan mengendalikan putaran motor dan juga putaran roda mobil listrik. Sistem manajemen daya pada mobil listrik yang akan dibangun menggunakan komputer sebagai sistem utama untuk mengendalikannya. Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan untuk mengetahui kekerasan suatu bahan ditinjau dari ketahanan bahan terhadap benda uji (sampel) berupa bola baja atau kerucut berlian yang ditekan pada permukaan bahan uji.
Pada proses tumbukan dapat dihitung usaha tumbukan yang diterima W, yaitu usaha yang diakibatkan oleh perubahan bentuk benda uji hingga terjadi patah. Spesimen Izzod memiliki penampang persegi atau lingkaran dan memiliki takik berbentuk v di dekat ujung yang dijepit. Produksi mobil listrik Itenas diawali dengan mengembangkan platform dimana sasis mobil listrik cross-over ini masih mengacu pada sasis tangga, namun memiliki bobot yang lebih ringan.
Rangkaian sasis dan bodinya dilengkapi dengan motor penggerak, baterai, dan sistem kendali sehingga membentuk kendaraan listrik cross-over.
MOTOR DAN SISTEM KENDALI
BLDC Motor
Motor DC tanpa sikat (motor BLDC), juga dikenal sebagai motor komutasi elektronik (ECM), adalah jenis motor sinkron yang menggunakan sumber listrik arus searah sebagai tenaganya. Motor BLDC mempunyai prinsip kerja yang hampir sama dengan motor stepper, namun penggunaan istilah motor stepper kurang tepat untuk motor BLDC karena pengertian motor stepper sendiri digunakan untuk jenis motor yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi dalam kondisi yang sama. kondisi penentuan posisi yang akurat dimana bagian motor mampu berhenti pada posisi sudut yang diinginkan. Dari segi performa, motor BLDC dapat menghasilkan torsi maksimum pada putaran rendah dan akan menurun secara bertahap seiring dengan meningkatnya putaran motor.
Konstruksi beberapa motor BLDC menggunakan magnet permanen pada bagian rotor yang berputar dan jangkar pada stator. Keunggulan motor BLDC dibandingkan motor DC konvensional antara lain torsi per berat dan per watt yang lebih besar, peningkatan efisiensi dan keandalan, pengurangan kebisingan, menghilangkan percikan ion elektron dari komutator, dan menghilangkan interferensi elektromagnetik (EMI). Daya maksimum yang dapat disalurkan ke motor BLDC hampir seluruhnya dibatasi oleh energi panas, yang dapat melemahkan kekuatan magnet atau merusak rumah isolasi.
Hal ini terjadi karena sistem pergantian motor ini memerlukan pengaturan kecepatan elektronik yang kompleks, sedangkan motor DC brushed atau motor DC konvensional dapat menggunakan sistem rheostat (variable resistor) yang sangat sederhana untuk beroperasi. Selain itu, sistem produksi motor BLDC komersil masih menggunakan proses penggulungan kawat secara manual dibandingkan penggulungan mesin. Motor BLDC mempunyai efisiensi yang lebih tinggi dalam mengubah arus listrik dari sumber energi menjadi tenaga mekanik untuk menggerakkan motor.
Sementara itu, efisiensi motor BLDC pada beban mekanis yang sangat tinggi dapat setara dengan motor DC brushed performa tinggi.
Sistem Kendali Motor
Untuk menjamin motor dapat berjalan pada kecepatan yang diinginkan, maka motor harus dilengkapi dengan sistem kendali dan penggerak motor yang handal. Untuk mengetahui data data biasanya mesin uji yang terhubung dengan komputer diprogram untuk mengolah data diatas, namun untuk memberikan informasi data yang lebih banyak maka beberapa data perlu dihitung secara manual dengan menggunakan rumus persamaan matematika. Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk mengetahui kekerasan suatu bahan berupa ketahanan bahan terhadap tekanan bola baja (identor) pada permukaan bahan uji (spesimen).
Dasar dari uji tumbukan ini adalah penyerapan energi potensial oleh beban pendulum yang berayun dari ketinggian tertentu dan mengenai benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi atau patah. Secara umum benda uji tumbukan dikelompokkan menjadi dua set benda uji standar, yaitu: batang uji Charpy yang banyak digunakan di Amerika Serikat dan batang uji Izzod yang umum digunakan di Inggris dan Eropa. Pengujian yang dilakukan dengan metode Charpy akan menghasilkan nilai dampak yang lebih valid dibandingkan dengan pengujian yang dilakukan dengan metode Izod karena energi yang diserap buffer tidak terlalu besar sehingga tidak terlalu mempengaruhi nilai dampak.
PENGUJIAN SIFAT SIFAT MATERIAL BODY
Uji Tarik
Dengan menarik suatu bahan maka kita akan langsung mengetahui bagaimana reaksi bahan tersebut terhadap gaya tarikan tersebut dan mengetahui seberapa besar pertambahan panjang bahan tersebut. Alat uji untuk uji tarik ini harus mempunyai daya cengkram yang kuat dan kekakuan yang tinggi. Jika kita terus menarik material (dalam hal ini logam) hingga putus, maka akan diperoleh profil tarik berbentuk kurva sempurna seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Tujuan dari uji tarik adalah untuk memperoleh informasi yang diperlukan bagi pengguna bahan logam, informasi yang ingin diperoleh tersebut antara lain,
Uji Keras
Saat menguji kerapuhan material dengan menggunakan tumbukan charpy, pendulum diarahkan ke bagian belakang ujung batang uji. Pada uji tumbukan Izzod, tumbukan bandul diarahkan pada jarak 22 mm dari klem dan ketinggiannya berada di depan bandul. Prinsip pengujian tumbukan adalah apabila bandul yang berbobot G dan pada posisi h1 dilepaskan maka akan berayun sampai posisi akhir 4 pada ketinggian h2 yang juga hampir sama dengan tinggi semula (h1), dimana bandul berayun bebas. . .
Apabila batang uji dipasang pada posisinya dan pendulum dilepaskan maka pendulum akan membentur batang uji kemudian pendulum akan berayun ke posisi 3 pada ketinggian h2. Pengurangan bobot ini dicapai dengan membuat struktur tangga berongga yang lubang-lubangnya disusun sedemikian rupa agar tidak mengurangi kekuatan sasis itu sendiri. Dengan penggerak roda belakang, efektivitas penyaluran tenaga ke roda belakang lebih baik pada kendaraan crossover ini yang pusat gravitasi mobilnya berada di belakang.
Pada pengujian ini mobil dikendarai di lingkungan kampus ITENAS dengan berbagai manuver seperti akselerasi, pengereman, belok kanan, kiri, jalan berlubang dan gundukan kecepatan dan lain sebagainya. Sistem suspensinya bekerja dengan baik dan nyaman sehingga memungkinkan Anda melewati gundukan kecepatan dan jalan berlubang dengan tenang.
Uji Impak
PROTOTYPE MOBIL LISTRIK CROSS OVER
Spesifikasi Teknis
