AHMAD FADHIL03111404012

RANCANG BANGUN DAN INSTALASI SISTEM KELISTRIKAN PADA MOBIL LISTRIK DENGAN KAPASITAS BATERAI 48V

DAN MOTOR JENIS BRUSHLESS DIRECT CURRENT (BLDC)

1.1 Latar BelakangPemanfaatan energi listrik saat ini telah semakin berkembang. Diantaranya mulai dari pemanfaatan energi listrik dikonversikan menjadi energi panas hingga menjadi energi mekanik. Salah satu contohnya adalah baterai yang kapasitasnya bisa diisi ulang dengan memanfaatkan energi panas matahariEnergi listrik adalah energi yang sangatlah mudah dan fleksibel untuk dapat dikonversikan menjadi energi lainnya, dengan pemanfaatan energi listrik menjadi pemakaian energi pada kendaraan sangatlah sesuai dengan hakikat pemanfaatan energi tanpa mengurangi pemakain energi

BAB IPendahuluan

Dengan referensi pada penelitian mobil listrik yang sudah pernah dilakukan maka penulis memilih judul skripsi ini adalah “Rancang Bangun dan Instalasi Sistem Kelistrikan pada Mobil Listrik dengan Kapasistas baterai 48 volt dan Motor Jenis Brushless DC” dalam hal ini penulis merancang sekaligus mendesain mobil listrik

No Nama Judul Objek yang diteliti

1 Yudistira, skripsi unsri,

teknik elektro, 2014

Rancang Bangun dan Desain Mobil

Listrik dengan Memanfaatkan

Energi Alternatif

Struktur kerangka

pada mobil listrik

2 Dimas Cahya Negara, skripsi

UI, teknik mesin, 2014

Analisa Kekuatan Konstruksi

Rangka Pada Rangka Mobil UI -

SMV

Aluminium sebagai

kerangka utama

sekaligus pondasi

mobil listrik

3 Demolic, Skripsi Universitas Sebelas Maret Surakarta, teknik mesin, 2010

Pembuatan Bodi Mobil dan

Modifikasi chassis

Bodi mobil

berbahan fiberglass

1.2 Tujuan Penulisan 1. Menentukan kerangka pondasi dan bodi mobil listrik seperti layaknya mobil konvensional.

2. Menentukan instalasi listrik yang diperlukan pada mobil agar terlihat sistematis

3. Menentukan laju kecepatan terhadap gaya yang terjadi pada mobil

Manfaat Penulisan

1. Menambah pengetahuan dan pengalaman juga kinerja sebagai Mahasiswa Teknik Elektro

agar menjadi basic penulis di dunia kerja

2. Mensimulasikan kerja mobil listrik ini sebelum melakukan pembuatannya agar dalam proses

pembuatannya dapat bekerja secara sistematis

1.3 Perumusan Masalah

1. Bagaimana menentukan kerangka pondasi dan bodi mobil listrik seperti layaknya mobil

konvensional ?

2. Bagaimana menentukan instalasi listrik yang diperlukan pada mobil agar terlihat sistematis ?

3. Bagaimana menentukan laju kecepatan terhadap gaya yang terjadi pada mobil ?

1.4 Pembatasan Masalah

1.Pemilihan kerangka pondasi dan kerangka bodi pada mobil listrik

2.Penentuan jenis kabel yang digunakan pada instalasi kelistrikan mobil

3.Menghitung laju mobil terhadap gaya yang dihasilkan

4.Tidak memperhitungkan nilai ekonomis1.5 Metode Penulisan1.Studi Literatur2.Pengumpulan Data3.Interview/ Wawancara4. Analisa Data

2.1 Kerangka Mobil

Kerangka Mobil ialah hal paling mendasar dari suatu mobil tetapi sebagai tumpuan

utama pada mobil itu sendiri pada mobil biasanya kerangka terbuat dari

logam ataupun komposit dengan mempertimbangkan kemampuannya

menompang beban dan berfungsi untuk menjaga agar mobil tetap kaku.

Kerangka Mobil terbagi menjadi 2

1. Rangka Pondasi

2. Rangka Bodi

BAB IITinjauan Pustaka

2.1.1 Rangka Pondasi

Rangka pondasi merupakan tempat menempelnya semua komponen

kendaraan termasuk bodi. Rangka ini ada yang menggunakan bahan Baja

dan ada juga yang menggunakan bahan Aluminium pemilihan bahan

rangka ini memperhatikan Deformasi pada bahan tersebut

Rangka pondasi untuk mobil memiliki beberapa jenis yaitu :

1. Rangka Bentuk H

2. Rangka Perimeter

3. Rangka Bentuk X

4. Rangka Bentuk Backbone

Rangka Bentuk H Rangka Perimeter

Rangka Bentuk X Rangka Bentuk Backbone

2.1.1 Kerangka Pondasi Menggunakan Baja

Beberapa keuntungan dari baja sebagai bahan struktur antara lain:

1. Konstruksi baja sangat kuat, tahan lama, dan stabil

2. Rendah biaya pemeliharaannya

3. Ramah lingkungan

Baja sendiri dibedakan menjadi 3 macam diantaranya baja karbon, baja paduan,

dan baja standar

2.1.2 Kerangka Pondasi Menggunakan Aluminium

Beberapa keuntungan dari baja sebagai bahan struktur antara lain:

1. Konstruksinya sangatlah ringan dan kuat

2. Mudah di dapat

Rangka Aluminium juga terdiri dari berbagai macam berdasarkan bentuk dan panjangnya :

•Alumunium rectangel hollow profil 50x25 mm

•Alumunium rectangel hollow profil 25x25 mm

Alumunium tubular hollow d10 D16 mm

Alumunium tubular hollow d10 D15 mm

Alumunium tubular hollow d8 D12 mm

Alumunium plat 6mm

Alumunium plat 4mm

Alumunium plat 10mm

Gambar Aluminium Rectangel Hollow Profil 50 x 25 mm Gambar Aluminium Rectangel Hollow

25 x 25 mm

Gambar 2.7 Aluminium Tubular Hollow d10 d16 mm

Gambar Aluminium Tubular Hollow d10 d15 mm

Gambar 2.9 Aluminium Tubular Hollow d15 d21 mm Gambar Aluminium Tubular Hollow d8 d12 mm

Gambar 2.11 Aluminium Plat 4mm Gambar 2.12 Aluminium Plat 10mm

• Pengertian Deformasi Bahan

Deformasi adalah perubahan bentuk pada bahan atau logam, deformasi

dapat dibedakan menjadi dua yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis.

Deformasi Elastis

Deformasi elastis adalah deformasi atau perubahan bentuk yang terjadi pada suatu

benda saat gaya atau beban itu bekerja

Deformasi Plastis

Deformasi plastis adalah deformasi atau perubahan bentuk yang terjadi pada benda

secara permanen, walaupun beban yang berkerja ditiadakan

2.2 Kerangka Bodi MobilKerangka bodi mobil pada umumnya menggunakan kerangka bodi fiber, berdasarkan serat bahannya terdapat 2 lapisan pada fiber1.Glass Fiber2.Komposit Fiber

1.Glass Fiberadalah bahan yang tidak mudah terbakar. Serat jenis ini biasanya digunakan sebagai penguat matrik jenis polymer, berdasarkan bentuknya serat glass ini dibedakan menjadi beberapa macam antara lain•Roving•Yarn•Chopped Strand•Reinforcing Mat•Woven Roving•Woven Fabric

• Roving berupa benang panjang yang digulung mengelilingi silinder

Gambar Serat Gelas Roving

• Yarn, berupa bentuk benang yang lekat dihubungkan pada filamen

Gambar Serat Yarn• Chopped Strand, adalah strand yang dipotong-potong dengan ukuran tertentu

kemudian digabung menjadi satu ikatan

Gambar Serat Chopped Strand

• Reinforcing Mat, berupa lembaran chopped strand dan continuous strand yang tersusun secara acak.

Gambar Serat Reinforcing Mat• Woven Roving, berupa benang panjang yang dianyam dan digulung pada silinder

Serat Woven Roving

• Woven Fabric, berupa serat yang dianyam seperti kain tenun

Serat Woven Fabric

2. Komposit Fiber

Bahan komposit dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis, tergantung geometri dan

jenis seratnya. Hal ini dapat dimengerti, karena serat merupakan unsur utama

dalam bahan komposit tersebut

2. Komposit Fiber

Bahan komposit dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis, tergantung geometri dan

jenis seratnya. Komposit dibedakan menjadi 5 kelompok menurut bentuk struktur dari

penyusunnya yaitu

1.Komposit Serat

2.Komposit Serpih

3.Komposit Partikel

4.Komposit Laminar

1. Komposit SeratKomposit serat merupakan jenis komposit yang menggunakan serat sebagai bahan penguatnya

Gambar Komposit Serat2. Komposit Serpih

Komposit Serpih adalah komposit dengan penambahan material berupa serpih kedalam matriksnya

Gambar Komposit Serpih

3. Komposit Partikel

Komposit Partikel adalah salah satu jenis komposit di mana dalam matriks

ditambahkan material lain berupa serbuk/butir

Gambar Komposit Partikel

4. Komposit Laminar

Komposit Laminar adalah komposit dengan susunan dua atau lebih layer, di mana

masing-masing layer dapat berbeda – beda dalam hal material

Gambar Komposit Laminar

2.3 Instalasi Rangkaian Listrik Pada Mobil

Pada instalasi ini penulis mempertimbangkan beberapa hal yaitu :

1.Pemilihan Jenis Kabel

2.Peletakan komponen komponen beban listrik

3.Penyambungan komponen menghindari adanya hubung singkat

1. Pemilihan Jenis Kabel

Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri

dari isolator dan konduktor , berdasarkan jenisnya kabel terbagi menjadi 3 macam

yaitu:

• Kabel N.Y.A

• Kabel N.Y.M

• Kabel N.Y.Y

• Kabel N.Y.ABiasanya digunakan untuk instalasi rumah dan sistem tenaga. Dalam instalasi rumah

digunakan ukuran 1,5 mm2 dan 2,5 mm2. Berinti tunggal

Gambar N.Y.A• Kabel N.Y.MDigunakan untuk kabel instalasi listrik rumah atau gedung dan sistem tenaga. Kabel

NYM berinti lebih dari 1

Gambar Kabel N.Y.M

• Kabel N.Y.YBerinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dieprgunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah)

Gambar Kabel N.Y.Y

Spesifikasi Kabel

Tabel Kuat Hantar Arus Pada Kabel N.Y.A

Tabel Kuat Hantar Arus Jenis N.Y.M

Tabel Kuat Hantar Arus Pada Kabel N.Y.Y

2. Pengertian Short Circuit dan Open Circuit

• Short Circuit adalah jika terdapat 2 titik komponen listrik input dan output yang

terhubung dengan penghatar (R) yang kecil

• Open Circuit adalah jika terdapat 2 titik komponen listrik antara input dan output

tidak terhubung

3. Komponen – Komponen Pada Mobil Listrik

• Baterai 12 volt

• Generator bedini

• Motor Listrik DC Jenis Brushless Direct Current (BLDC) dan Kontrollernya

• Generator Arus Searah Sebagai Recovery Energi

• Charge Controller

• Baterai 12 Volt

Baterai merupakan alat elektrokimia yang menyimpan energi listrik dalam bentuk

energi kimia, energi listrik dikeluarkan bila diperlukan dan mensuplainya ke

masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya

Gambar Baterai 12 Volt

• Generator Bedini

Generator bedini sama halnya prinsipnya dengan generator pada umumnya yang memanfaatkan

tegangan induksi yang dihasilkan oleh magnet, hanya saja generator bedini memanfaatkan

inti besi trafo dan magnet neodinium

Gambar Generator Bedini

• Motor DC jenis Brushless Direct Current (BLDC) dan Kontrollernya

Motor brushless direct current ini mempunyai keunggulan pada rotornya yang

menggunakan magnet permanent sehingga magnet permanen tersebut yang

berputar mengelilingi stator

Gambar Motor BLDC

Gambar Kontroller Motor BLDC

• Generator Arus Searah Sebagai Recovery Energi

Sumber arus searah dari tegangan bolak-balik, meskipun tujuan utamanya adalah

pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang

dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolakbalik. Oleh karena

itu bentuk gelombang yang berubah-ubah tersebut harus disearahkan

Gambar Generator Arus Searah Sebagai Recovery Energi

• Charge Controller

Untuk mengatur tegangan yang masuk dan yang keluar dari generator ke baterai perlu

adanya Charge Controller yang mengatur dan menghetaui jumlah tegangan yang

boleh masuk ke baterai

Gambar Charge Controller

2.5 Gaya - Gaya Pada Mobil

1.Gaya Tarikan

2.Gaya Hambat Bagian yang Berputar (Frr)

3.Gaya Daki Bukit

4.Gaya Percepatan

5.Gaya Aerodinamis

Aerodinamika

Gaya Pada Aerodinamis

Gaya hambat aerodinamik FD (Aerodynamic Drag Force), dengan garis kerja horizontal, dan berlawanan arah dengan arah gerak kendaraan.

Gaya angkat aerodinamik FL (Aerodynamic Lift Force), yang bekerja dengan arah vertikal ke atas.

  Gaya samping aerodinamik FS (Aerodynamic Side Force), Jika

aliran udara tidak sejajar dengan bidang simetri bodi kendaraan, pola aliran udara akan tidak    simetris.

BAB IIIPERANCANGAN

3.1. Diagram Alir Perancangan

sistematis dan struktural

Selesai

3.2 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan di bengkel X-sys Jalan Mayor Santoso, Kamboja,

Palembang dan di Laboratorium Konversi Energi Teknik Elektro Universitas

Sriwijaya, Inderalaya

3.3 Tabel Perencanaan Waktu Penelitian

3.5 Rencana Desain Kerangka Pondasi

Rangka bentuk H, konstruksinya sangat sederhana, mudah dibuat, banyak digunakan

untuk kendaraan bus, truck.

Gambar Rangka bentuk H

Dari hasil simulasi dengan pemberian beban dan titik tumpuan seperti pada gambar 3.1 maka diperoleh, titik tumpuan beban maksimum berada di tengah tengan kerangka, sehingga pemilihan aluminium sangatlah cocok untuk pembuatan mobil listrik ini, selain juga membuat beban mobil menjadi lebih ringan, aluminium juga bahan yang mudah untuk di perolehKeterangan :Nilai Deformasi Elastis Maximum = 0.67 mmNilai Deformasi Elastis Minimum = 0.075 mm

3.6 Rencana Desain Kerangka Bodi Mobil

Tampak Atas

Tampak Bawah

Peletakan Komponen - Komponen Beban Listrik

3.7 Pemilihan Jenis Kabel Untuk Instalasi Mobil Listrik

Dengan mempertimbangkan Arus yang dihasilkan pada batery melalu pengukurn menggunakan tang

ampere adalah 55 ampere hour dan tegangan yang dihasilkan pada battery 48 volt disusun secara seri

dimana 1 battery mempunyai voltase 12v maka daya yang dihasilkan

P = V. I. Cosѳ

P = 12. 55 .cos 0

P = 2640 watt

Dengan daya keluaran battere tersebut maka pemilihan jenis kabel yang efektif unutk digunakan untuk

menahan aliran arus yang mengalir adalah dengan menggunakan kabel jenis N.Y.A selain mudah untuk

ditemukan kabel ini mudah untuk diatur kelenturannya sehingga mebantu dalam proses instalasi dan

perkabelan pada mobil listrik

3.7.1 Diagram Aliran Listriknya

BAB IVHASIL DAN ANALISA

MOBIL TAMPAK DEPAN

MOBIL TAMPAK SAMPING

MOBIL TAMPAK BELAKANG

MOBIL TAMPAK BAWAH

• 4.2 Rangkaian Sistem Kendali Mobil

4.3 Pehitungan Gaya Pada Mobil 

4.3.1 Gaya Daki Bukit 

4.3.2 Gaya Percepatan

Fla = ma

4.3.3 Total tractive effort

Total tractive effort adalah jumlah dari semua gaya di atas.

TERIMA KASIH