Konsep Rem Regeneratif Pada Kendaraan Listrik

Oleh : Jarea Yurika Lubis, Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Pertumbuhan yang sangat besar mengakibatkan ledakan penduduk. Ledakan penduduk ini akan menyebabkan konflik baru yaitu krisis energi. Dengan ledakan penduduk yang besar tentunya berimbas di kebutuhan penggunaan kendaraan yang juga semakin tinggi. Akibatnya kebutuhan akan bahan bakar sebagai sumber energi primer kendaraan juga naik. Padahal ketersediaan bahan bakar masih terbatas.

Selain itu penggunaan bahan bakar fosil juga dapat membentuk emisi yang berbahaya buat lingkungan salah  satu solusi untuk mengurangi konsumsi bahan bakar fosil ditengah naiknya kebutuhan akan alat transportasi adalah dengan pemanfaatan sistem regenerative brake di kendaraan terutama pada kendaraan mobil listrik.

Regenerative brake ialah suatu sistem pengereman elektrik yang memperlambat kendaraan sekaligus menyerap energi kinetik dari proses pengereman tersebut. Regenerative brake memanfaatkan energi ketika pengereman yang terbuang lalu dikonversikan menjadi energi listrik oleh generator.

Listrik artinya energi yang selalu diperlukan pada segala sektor saat ini. Salah satu sektor yang membutuhkan energi listrik yaitu mobil listrik yang dikenal ramah lingkungan. Saat ini pengembangan kendaraan mobil masih terus berlanjut, tetapi salah satu permasalahan yang sering terjadi yaitu di bagian baterai yang cepat habis serta berdampak pada jarak tempuh pemakaian. Di dalam mobil listrik terdapat motor listrik yg berfungsi menjadi penggerak utama pada kendaraan listrik.

Salah satu solusi yang dapat dilakukan yaitu dengan memanfaatkan sumber daya tambahan dengan cara menambahkan superkapasitor yang merupakan sumber energi yang memiliki kapasitas penyimpanan energi yang lebih tinggi serta juga memiliki waktu pengisian daya lebih cepat dibanding menggunakan baterai. Superkapasitor bekerja dengan frekuensi yang tinggi Ini berarti bahwa waktu pengisian superkapasitor paling cepat dibanding yang lain. Keunggulan ini yang menjadikan superkapasitor digunakan menjadi sumber daya tambahan pada kendaraan listrik.

Konsep Pengereman Regeneratif

Regenerative brake adalah suatu sistem pengereman yang bisa menyerap energi waktu pengereman untuk dimanfaatkan buat kebutuhan lain di kendaraan. Sistem regenerative brake yang biasa dipergunakan ialah sistem mekanik serta elektrik. Pada sistem regenerative brake mekanik, energi yang diserap disimpan pada flywheel dan  digunakan untuk membantu mesin pada proses akselerasi kendaraan. Sementara pada regenerative brake elektrik energi yang diserap diubah menjadi energi listrik melalui generator serta disimpan pada baterai.

Pada sistem regenerative brake elektrik ini energi yang disimpan dapat dipergunakan untuk membantu akselerasi kendaraan juga untuk menyalakan sistem kelistrikan di kendaraan seperti lampu, air conditioner, serta lain-lain. Besarnya energi yang bisa disimpan dipengaruhi oleh seberapa besar  perlambatan yang terjadi pada kendaraan. Penggunaan regenerative brake pada kendaraan berguna untuk bisa mengurangi konsumsi bahan bakar tersebut. Teknologi terbaru regenerative brake yang dikembangkan oleh Ford pada mobil dengan gasoline engine dapat mengurangi konsumsi bahan bakar sampai 30 %.

Umumnya pada mobil listrik yang dijual bebas, sistem pengeremanya sudah menggunakan regenerative brake. Pada saat perlambatan, energi kinetik yang terbuang diserap oleh regenerative brake serta dialirkan ke motor-generator. Generator akan mengubah menjadi energi listrik yang selanjutnya disimpan pada baterai.Ketika mobil listrik berakselerasi, energi listrik yang disimpan pada baterai mengalir menuju motor. Motor mengkonversikan energi listrik menjadi energi kinetik. Energi kinetik ini selanjutnya melewati sistem transmisi kendaraan dan menggerakan roda penggerak, sehingga kendaraan berakselerasi.

Saat mobil membutuhkan perlambatan, roda yang berputar menyalurkan energi kinetik menuju sistem transmisi kendaraan. Energi tersebut akan menggerakkan motor yang telah berubah menjadi generator sehingga menghasilkan energi listrik. Energi tersebut selanjutnya disimpan pada baterai. Disisi lain kendaraan juga melambat karena putaran roda terbebani oleh generator. Desain regenerative brake mengacu dengan kebiasaan pengereman kendaraan serta karakteristik kendaraan seperti kecepatan kendaraan, perlambatan kendaraan, serta energi pengereman yang digambarkan dengan driving cycle.

Dalam memaksimalkan penggunaan regenerative brake perlu ditambah dengan sistem rem mekanis. Penambahan sistem rem mekanis ini bertujuan untuk membantu perlambatan kendaraan agar proses pengereman tetap aman. Selain itu dengan adanya sistem rem mekanis dapat meningkatkan efisiensi penyerapan energi oleh regenerative brake.

Skema Rem Regeneratif Pada Mobil Listrik

Kendaraan listrik merupakan sebuah solusi dari langkanya bahan bakar minyak sebagai sumber tenaga kendaraan. Kendaraan listrik memiliki efisiensi lebih tinggi daripada kendaraan dengan mesin. Akan tetapi kendaraan listrik masih memiliki keterbatasan daya jelajah karena energi listrik yang dapat disimpan pada accu atau baterai masih kecil dibanding berat dibandingkan dengan energi yang disimpan pada tangki bahan bakar minyak.

Kendaraan listrik dibagi menjadi 2 model yaitu kendaraan listrik menggunakan motor tak langsung yaitu hanya memakai satu motor dan yang kedua adalah kendaraan listrik dengan motor langsung yaitu menggunakan 2 atau 4 motor listrik yang langsung menempel pada roda penggerak. Kendaraan listrik dengan motor tak langsung konsepnya sama dengan kendaraan menggunakan mesin biasa. Transmisi yang digunakan sama dengan kendaraan biasa. Motor listrik pada kendaraan ini menggantikan fungsi dari 10 mesin pada kendaraan biasa, jadi energi kinetik dari motor listrik ditransmisikan oleh sistem penyalur daya menjadi gaya dorong pada roda penggerak.

Perbedaan Pengereman Konvensional dan Regenaratif

Pengereman dalam sistem otomotif adalah suatu sistem yang berfungsi untuk mengurangi kecepatan kendaraan, menghentikan kendaraan yang sedang berjalan, dan menjaga agar kendaraan tetap berhenti. Rem merupakan sistem yang sangat penting dalam kendaraan, karena berfungsi sebagai perangkat keselamatan dan menjamin keamanan bagi pengendara. Mesin mengkonversi energi panas menjadi energi kinetik (energi gerak) untuk menggerakkan kendaraan.

Sebaliknya, rem mengkonversi energi kinetik (energi gerak) menjadi energi panas. Panas yang dihasilkan dalam proses pengereman disebabkan oleh gesekan antara terombol atau piringan cakram dengan ampas rem. Gesekan inilah yang menyebabkan mobil melambat dan berhenti. Dalam mobil konvensional, energi panas yang dihasilkan dari proses pengereman ini tidak dimanfaatkan

Dapat dinyatakan bahwa penggunaan bahan bakar fosil juga dapat menghasilkan emisi yang berbahaya untuk lingkungan Salah satu solusi untuk mengurangi konsumsi bahan bakar fosil ditengah naiknya kebutuhan akan alat transportasi adalah dengan pemanfaatan sistem regenerative brake pada kendaraan terutama pada kendaraan listrik. Regenerative brake adalah suatu sistem pengereman yang mampu menyerap energi saat pengereman untuk dimanfaatkan sebagai kebutuhan lain pada kendaraan.

Sistem regenerative brake yang biasa digunakan adalah sistem mekanik dan elektrik. Pada sistem regenerative brake mekanik, energi yang diserap disimpan pada flywheel dan digunakan untuk membantu mesin dalam proses akselerasi kendaraan. Sementara pada regenerative brake elektrik energi yang diserap diubah menjadi energi listrik melalui generator dan disimpan pada baterai.

(***)