Rancang Bangun Sistem Kontrol Motor BLDC Berbasis Constant Power pada Mobil Listrik Universitas Jember

Abstract

Perkembangan teknologi yang semakin pesat dan inovasi di bidang mobil listrik menjadikannya sebagai alternative untuk mengatasi keterbatasan bahan bakar fosil. Mobil listrik menggunakan energi listrik sebagai sumber utama, memberikan keunggulan sebagai kendaraan masa depan yang bebas dari emisi gas yang berdampak negatif pada lingkungan. Di Indonesia, perkembangan mobil listrik telah maju dengan adanya riset dan kompetisi seperti Kompetisi Mobil Hemat Energi dan Shell Eco-Marathon yang mendorong inovasi dan kreativitas mahasiswa dalam menciptakan kendaraan ramah lingkungan. Universitas Jember berkontribusi dengan mengirimkan Tim Titen untuk berpartisipasi dalam kompetisi Shell Eco-Marathon Asia Pasifik dan Timur Tengah dengan mobil listrik buatanya, mendorong kemajuan teknologi dan menciptakan kendaraan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Motor Brushless Direct Curren (BLDC) Seringkali menjadi pilihan utama dalam sistem penggerak mobil karena memiliki tingkat efisiensi daya yang sangat baik. Namun, motor BLDC memiliki karakteristik unik dimana titik puncak efisiensinya terjadi pada tingkat daya tertentu. Hal ini menuntut penggunaan sistem pengendali motor yang canggih dan efisien dalam kendaraan listrik, yang bertanggung atas proses kontrol dan manajemen sistem elektronik secara keseluruhan. Dengan adanya sistem pengendali yang tepat, kendaraan listrik dapat mengoptimalkan kinerja dan efisiensi motor BLDC, sehingga menghasilkan perjalanan yang lebih hemat energi dan ramah lingkungan. Penggunaan teknologi ini juga mendukung tren mobilitas berkelanjutan dan berkontribusi pada pengurangan emisi gas rumah kaca. Dalam penelitian ini, peneliti akan menerapkan sistem pengendali motor BLDC berbasis Constant Power dengan menerapkan sistem pengendali ini peneliti berharap dapat mengindentifikasi daya optimal yang menghasilkan penggunaan energi paling efisien pada kendaraan listrik. Pengendali motor BLDC akan bekerja secara otomatis pada berbagai tingkat daya yang berbeda. Dengan demikian, sistem pengendali motor BLDC akan mengatur sesuai dengan keinginan untuk mencapai daya yang diinginkan melalui penyesuaian duty cycle, dengan menambah atau mengurangi tingkat pulsa sinyal PWM. Penggunaan sistem pengendali Constant Power pada jalan menurun tidak cocok karena pada saat mobil listrik bergerak menurun, daya yang dihasilkan oleh motor akan menjadi kurang dari target daya yang telah ditentukan. Hal ini menyebabkan sistem pengendali akan terus menerus menambah nilai PWM untuk mencapai target daya yang diinginkan, walaupun mobil listrik sedang melaju dengan cepat. Akibatnya, nilai kecepatan mobil akan terus meningkat seiring dengan penambahan nilai PWM, yang berarti sistem pengendali tidak akan mampu mengatur kecepatan mobil secara efektif saat berada di jalan menurun. Penggunaan sistem pengendali Constant Power yang tidak tepat dalam situasi ini dapat menyebabkan pengendalian yang tidak stabil dan berpotensi membahayakan keselamatan pengendara dan lingkungan sekitarnya. Dari penelitian ini, ditemukan bahwa penggunaan energi yang paling optimal dicapai pada sistem pengendali daya konstan dengan target daya 200 Watt. Pada tingkat daya ini, mobil listrik berhasil mencapai efisiensi penggunaan energi sebesar 0,00721 kWh/Km dengan waktu tempuh yang sangat baik, yaitu 9 menit 23 detik. Hasil ini menunjukkan bahwa konfigurasi pengendali dengan daya 200 Watt mampu memberikan keseimbangan yang optimal antara efisiensi energi dan kinerja perjalanan mobil. Selain itu, sistem pengendali berbasis Constant Power pada target daya 190 Watt juga menunjukkan hasil yang efektif dengan penggunaan energi sebesar 0,00742 kWh/Km dan waktu tempuh 10 menit. Hal ini menunjukkan bahwa variasi daya pada sistem pengendali juga dapat memberikan pengaruh yang signifikan terhadap efisiensi energi dan waktu tempuh mobil listrik.