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?
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.
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.
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.
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.
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 comments