Simulasi Fast Charging untuk Stasiun Pengisian Baterai Sepeda Motor Listrik

Abstract

Simulasi fast charging pada stasiun pengisian baterai sepeda motor listrik bertujuan untuk mengoptimalkan kecepatan dan efisiensi pengisian baterai dalam waktu yang minimal dengan menjaga keamanan dan umur panjang baterai. Dalam simulasi ini, sumber tegangan AC tiga fase digunakan dan diubah menjadi tegangan DC melalui sistem konversi yang mencakup transformator tiga fase dan penyearah. Fokus simulasi adalah menganalisis pengisian baterai pada tegangan input 400 V, dengan memonitor parameter penting seperti tegangan, arus, dan Status Pengisian (State of Charge atau SOC) baterai dalam interval waktu tertentu. Analisis melalui grafik spektrum frekuensi Fourier menunjukkan pengurangan distorsi harmonik total (THD) yang signifikan mencerminkan peningkatan kualitas sinyal yang semakin mendekati bentuk sinusoidal sempurna, yang sangat penting dalam simulasi fast charging pada stasiun pengisian baterai sepeda motor listrik. THD yang rendah memastikan energi disalurkan dengan lebih efisien dan mengurangi potensi kerugian daya, sehingga proses pengisian dapat berlangsung lebih cepat. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan tegangan input 400 V dan arus input 10 A, pengisian baterai dapat mencapai SOC 100% dalam 240 detik. Arus baterai mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya tegangan baterai, dari 10 A pada awal pengisian menjadi sekitar 9.09 A pada akhir pengisian. Tegangan baterai juga meningkat dari 400 V menjadi 440 V selama proses pengisian, yang menunjukkan pengisian yang stabil namun dengan penurunan arus yang bertahap. Dari hasil ini, dapat disimpulkan bahwa pengisian menggunakan tegangan input 400 V memberikan pengisian yang stabil dan efisien. Simulasi ini memberikan panduan penting bagi desain dan operasional stasiun pengisian baterai sepeda motor listrik, dengan penekanan pada keseimbangan antara kecepatan pengisian dan keamanan baterai. The simulation of fast charging at electric motorcycle battery charging stations aims to optimize the speed and efficiency of battery charging in minimal time while maintaining battery safety and longevity. In this simulation, a three-phase AC voltage source is used and converted into DC voltage through a conversion system that includes a three-phase transformer and a rectifier. The focus of the simulation was to analyze battery charging at an input voltage of 400 V by monitoring key parameters such as voltage, current, and the State of Charge (SOC) of the battery at specific time intervals. Analysis through Fourier frequency spectrum graphs showed a significant reduction in total harmonic distortion (THD), reflecting improved signal quality closer to a perfect sinusoidal shape, which was critical in fast charging simulations at electric motorcycle battery charging stations. Low THD ensures energy is delivered more efficiently and reduces potential power losses, enabling faster charging. The simulation results showed that with a 400 V input voltage and a 10 A input current, the battery can reach 100% SOC in 240 seconds. The battery current decreased as the battery voltage increases, from 10 A at the start of charging to around 9.09 A at the end. The battery voltage also increased from 400 V to 440 V during the charging process, indicating stable charging with a gradual decrease in current. From these results, it can be concluded that charging using a 400 V input voltage provides stable and efficient charging. This simulation provides important guidance for the design and operation of electric motorcycle battery charging stations, emphasizing the balance between charging speed and battery safety.