Make no mistake, these are tips for maintaining the life of an electric vehicle battery

FTMM NEWS – Kendaraan listrik mulai diminati masyarakat Indonesia, terlebih lagi adanya subsidi bagi pembeli kendaraan listrik baru. Kendaraan listrik memiliki komponen utama yaitu baterai, motor listrik, dan kontroler. Harga baterai memiliki prosentase yang dominan yaitu 30-40% dari total harga kendaraan listrik. Oleh karena itu, penting untuk menjaga baterai agar aman untuk digunakan dan berumur panjang. Sebagian besar kendaraan listrik menggunakan baterai berjenis Lithium, Lithium Nickel Cobalt Alumunium (NCA), Lithium Nickel Manganese Cobalt (NMC) ataupun Lithium Ferro Phosphate (LiFePo4). Jenis baterai Lithium tersebut memiliki karakteristik sesuai pada gambar berikut:

sumber : https://batteryuniversity.com/article/bu-205-types-of-lithium-ion

Memilih Baterai Lithium

Kita dapat memilih jenis baterai Lithium berdasarkan target implementasinya. Baterai jenis Lithium yang memiliki specific energy paling besar adalah NCA. Dengan berat yang sama, maka baterai NCA akan memiki kapasitas lebih banyak. Namun, baterai ini memiliki safety lebih buruk dari NMC dan LiFePo4. Untuk meningkatkan safety-nya, maka dapat menggunakan Battery Management System (BMS). Baterai Lithium berjenis LiFePo4 memiliki safety terbaik dan life cycle terlama, namun baterai ini lebih berat dari baterai NMC dan NCA. Untuk bus listrik, mobil listrik maupun untuk stationary storage system, baterai LiFePo4 merupakan baterai yang cocok. Baterai Lithium berjenis NMC paling cocok untuk electric scooter, karena memiliki specific energy yang besar, umur yang lumayan panjang dan safety yang baik. Sepeda motor Gesits menggunakan baterai Lithium jenis ini.

Agar kita dapat menggunakan baterai dengan baik dan benar, kita perlu mengetahui mode-mode kegagalan baterai atau Failure Mode Effect Analysis (FMEA). FMEA dari baterai Lithium terdiri dari 3, yaitu Mechanical abuse, Electrical abuse dan Thermal abuse.

1. Mechanical abuse. Penyebab kegagalan ini adalah benturan maupun tusukan logam yang dapat menyebabkan sobeknya separator. Separator adalah pemisah antara cathode dan anode. Apabila separator robek maka dapat menyebabkan internal short circuit. Kita dapat menghindari echanical abuse dengan mendesain baterai pack menggunakan casing logam serta menempatkan baterai yang terlindung dari benturan.
2. Electrical abuse. Penyebab kegagalan ini adalah over-charge dan over-discharge, sehingga dapat menyebabkan pembobolan separator dan akhirnya menyebabkan internal short circuit. BMS berfungsi untuk menjaga baterai agar tidak mengalami mode kegagalan ini.
3. Thermal abuse. Penyebab kegagalan ini adalah temperatur yang ekstrim sehingga menyebabkan separator collapse dan akhirnya juga terjadi internal short circuit. Untuk menghindari over temperature dapat menggunakan BMS serta menghindari penyimpanan baterai pada tempat yang kontak langsung dengan cahaya matahari maupun dekat dengan sumber panas.

Menjaga Baterai Tetap Aman

BMS sangat penting pada penggunaan baterai berjenis Lithium. BMS sendiri berfungsi untuk melindungi baterai, menyeimbangkan tegangan baterai antar cell dan memonitor kondisi baterai. Informasi kondisi baterai yang penting adalah kapasitas baterai / state of charge (SOC) maupun temperatur baterai. Informasi SOC dan temperatur dapat merepresentasikan apakah baterai masih aman atau tidak. Berikut ini beberapa tips agar baterai menjadi aman dan berumur panjang:

1. Jangan menggunakan baterai hingga SOC 0 % atau habis total, karena baterai dapat mengalami kenaikan temperatur secara cepat pada kapasitas rendah sehingga berpotensi over temperatur. Selain itu, baterai juga perlu terhindar dari over-discharge. Sebaiknya baterai sudah di-charge kembali pada SOC 5-15%.
2. Apabila tidak menggunakan baterai dalam waktu yang lama, sebaiknya menyimpan baterai dengan kapasitas 30%-50% dan tidak pada posisi full (agar ketika terjadi kegagalan tidak berefek fatal). Baterai dan BMS akan mengalami self-discharge meskipun kita tidak menggunakannya, sehingga akan mengkonsumsi energi pada baterai. Apabila menyimpan baterai dalam kondisi kapasitas rendah, maka akan berpotensi terjadinya over-discharge. Efek terburuknya adalah baterai tidak akan bisa di-charge.
3. Jangan menyimpan baterai pada daerah yang berpotensi terpapar secara langsung sinar matahari, maupun meletakannya dekat dengan sumber panas. Terdapat kejadian mobil listrik yang diparkir (tidak sedang digunakan) terbakar dengan sendirinya, hal ini bisa disebabkan oleh over temperature.
4. Gunakan fasilitas charger resmi atau sudah tersertifikasi sehingga tidak terjadi overcharging. Jangan melakukan pengisian baterai lithium dengan menggunakan charger accu.

Internal Short Circuit: What to Do and What Not to Do

Lalu, bagaimana kalau baterai kalian terjadi internal short-circuit? Jauhkan baterai dari material yang mudah terbakar dengan menggunakan isolator panas di lingkungan sekitar. Apabila memungkinkan, gunakan APAR (Alat Pemadam Api Ringan) berjenis Dry Chemical Powder yang bertujuan agar api tidak menyebar ke lingkungan sekitar. Perlu diingat bahwa sumber api tidak dapat dipadamkan ketika internal short circuit pada baterai tidak diputus, sehingga yang bisa dilakukan adalah menunggu api padam sampai kapasitas baterai habis. Jangan menyimpan baterai pada kondisi kapasitas penuh. Apabila baterai sudah dihindarkan dengan material yang mudah terbakar, maka sebaiknya menjauhi baterai tersebut dan jangan mencoba-coba untuk memadamkan sumber api tersebut. Baterai Lithium berjenis NCA maupun jenis lainnya dapat memicu api maupun ledakan. Untuk penanganan lebih lanjut dapat mengacu pada Material Safety Datasheet (MSDS) dari pabrikan baterai Lithium tersebut.

Nah itu tips dari kami, lebih baik mencegah daripada mengobati. Meskipun baterai Lithium memiliki resiko kegagalan dengan muncul api dan ledakan, namun apabila digunakan dengan baik dan benar akan terhindar dari mode kegagalan tersebut.

Penulis : Dr. Agus Mukhlisin

Editor : Rizky Astari Rahmania