Pengaruh Perawatan Baterai Lithium-Ion 72V 20Ah melalui Penyeimbangan Tegangan Sel terhadap Kapasitas Efektif

Transisi energi dari bahan bakar fosil menuju energi terbarukan menjadi salah satu prioritas pemerintah dalam upaya menurunkan emisi gas rumah kaca dan mendukung pembangunan berkelanjutan. Kendaraan bermotor listrik berbasis baterai merupakan salah satu solusi strategis untuk mencapai tujuan tersebut. Salah satu kendaraan listrik nasional yang telah dikembangkan adalah Gesits, yang menggunakan baterai lithium-ion 72V 20Ah sebagai sumber energi utama. Namun, seiring bertambahnya masa pemakaian baterai dan siklus pengisian serta pengosongan (charging–discharging) lebih dari 3 (tiga) tahun, baterai mengalami ketidakseimbangan tegangan antar sel yang berdampak pada penurunan kapasitas efektif, energi baterai, dan jarak tempuh kendaraan.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penyeimbangan tegangan sel menggunakan active balancer “Neey” dengan metode flying capacitor terhadap performa baterai lithium-ion 72V 20Ah dan jarak tempuh kendaraan listrik Gesits. Metode penelitian dilakukan melalui pengujian baterai sebelum dan sesudah penyeimbangan tegangan sel. Parameter yang dianalisis meliputi diferensial tegangan antar sel, tegangan total baterai, kapasitas baterai, energi efektif, efisiensi kapasitas, serta jarak tempuh kendaraan pada kondisi beban standar.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses penyeimbangan tegangan sel mampu menurunkan diferensial tegangan antar sel dari 0,038 volt menjadi 0,005 volt, serta meningkatkan tegangan total baterai dari 82,4 volt menjadi 82,8 volt. Penurunan diferensial tegangan ini memungkinkan setiap sel bekerja secara lebih merata selama proses pengisian dan pengurasan. Selain itu, kapasitas pengisian baterai meningkat dari 15,6 Ah menjadi 17,2 Ah, dan energi efektif baterai mengalami peningkatan dari 88,3% menjadi 93,1%. Efisiensi kapasitas baterai juga meningkat dari 93,5% menjadi 98,8%, yang menunjukkan bahwa peningkatan kapasitas naik 5,3% setelah dilakukan penyeimbangan tegangan sel.
Peningkatan kinerja baterai tersebut berdampak langsung terhadap jarak tempuh kendaraan, yang meningkat dari 41,9 km menjadi 49,3 km atau sebesar 17,7%, serta mendekati spesifikasi pabrikan sebesar 98,6% dari jarak tempuh nominal 50 km. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa penyeimbangan tegangan sel menggunakan active balancer efektif dalam meningkatkan performa baterai lithium-ion 72V 20Ah dan jarak tempuh kendaraan listrik.

==============================================================================================

The energy transition from fossil fuels to renewable energy becomes one of government's priorities in reducing greenhouse gas emissions and supporting sustainable development. Battery-based electric motor vehicles are a strategic solution to achieve this goal. One of the national electric vehicles that has been developed is the Gesits, which used a 72V 20Ah lithium-ion battery as its primary energy source. However, as battery life increased and charging and discharging cycles exceed three years, the battery experiences an imbalance in inter-cell voltage, which reduced its effective capacity, battery energy, and vehicle range.
This study aimed to analyze the effect of cell voltage balancing using the "Neey" active balancer with the flying capacitor method on the performance of a 72V 20Ah lithium-ion battery and the range of the Gesits electric vehicle. The research method involved testing the battery before and after cell voltage balancing. Parameters analyzed included inter-cell voltage differential, total battery voltage, battery capacity, effective energy, capacity efficiency, and vehicle range under standard load conditions.
The test results showed that the cell voltage balancing process reduced the inter-cell voltage differential from 0.038 volts to 0.005 volts and increased the total battery voltage from 82.4 volts to 82.8 volts. This reduction in voltage differential allowed each cell to operate more evenly during charging and discharging. Furthermore, the battery's charging capacity increased from 15.6 Ah to 17.2 Ah, and its effective energy increased from 88.3% to 93.1 %. Battery capacity efficiency also increased from 93.5% to 98.8%, indicating a 5.3% increase in capacity after cell voltage balancing.
This improvement in battery performance directly impacted vehicle range, which increased from 41.9 km to 49.3 km which resulted 17.7%, and approached the manufacturer's specification of 98.6% of the nominal range of 50 km. The results of this study demonstrated that cell voltage balancing using an active balancer is effective in improving the performance of a 72V 20Ah lithium-ion battery and the range of electric vehicles.