Daftar Isi
Sistem pengondisian suhu pada kendaraan listrik kini menjadi faktor krusial untuk menjaga performa serta umur pakai baterai. Sejumlah pabrikan seperti Tesla menyarankan pemilik kendaraan melakukan pengondisian awal suhu baterai sekitar 30 hingga 45 menit sebelum melakukan pengisian daya cepat, sementara Porsche memperingatkan bahwa tanpa pengondisian tersebut, daya pengisian baterai dapat menurun.
Proses pemanasan awal ini merupakan bagian dari sistem manajemen termal baterai kendaraan listrik. Sebagian besar mobil modern mengandalkan sirkulasi cairan pendingin yang dipompa melalui pipa atau pelat logam yang menempel pada baterai untuk menyerap panas, lalu mengalirkannya ke radiator atau sistem pendingin udara mobil.
Mengapa Baterai Mobil Listrik Membutuhkan Pengaturan Suhu
Berdasarkan studi perusahaan manajemen armada Geotab terhadap lebih dari 22.700 mobil listrik, kapasitas baterai secara rata-rata mengalami penurunan kondisi sebesar 2,3 persen setiap tahunnya. Kendaraan yang beroperasi di iklim panas mengalami penurunan sekitar 0,4 poin persentase lebih tinggi per tahun dibanding area beriklim sedang, sedangkan mobil yang sering menggunakan pengisian cepat di atas 100 kW mengalami penurunan kondisi 3 persen per tahun dibandingkan 1,5 persen pada mobil yang jarang menggunakannya.
Meski demikian, baterai rata-rata masih menyisakan kapasitas sekitar 77 persen setelah penggunaan selama satu dekade. Saat pengisian daya cepat berlangsung dengan arus mencapai 300 amp atau lebih, baterai menghasilkan panas sisa dalam jumlah besar yang harus segera dibuang. Laporan dalam jurnal Energies pada 2021 menunjukkan bahwa perbedaan suhu melebihi 5 derajat Celsius antar-sel baterai dapat mempercepat proses penuaan sel hingga 25 persen, sehingga sistem pendingin yang efektif wajib menjaga keseimbangan suhu di seluruh area baterai.
Di sisi lain, suhu dingin meningkatkan hambatan internal baterai dan proses pengisian cepat saat dingin berisiko memicu penumpukan logam litium pada elektroda. Hasil riset lembaga Recurrent terhadap lebih dari 30.000 mobil listrik di Amerika Serikat mencatat bahwa jarak tempuh rata-rata kendaraan turun menjadi 78 persen dari batas ideal pada suhu beku, serta merosot hingga sekitar 70 persen pada suhu -7 derajat Celsius. Penggunaan pemanas kabin menyedot sekitar dua pertiga dari konsumsi energi ekstra tersebut.
Berbagai Jenis Sistem Pendingin Baterai
Pada awal kemunculannya, Nissan Leaf generasi pertama keluaran 2010 mengandalkan pendingin udara pasif untuk paket baterai berkapasitas 24 kWh. Pengujian oleh pemilik kendaraan di Phoenix terhadap 12 unit keluaran 2011 dan 2012 menemukan adanya penurunan jarak tempuh, meski Nissan menyatakan dampak tersebut hanya dialami kurang dari 0,3 persen model di Amerika Serikat, sebagaimana dilaporkan MIT Technology Review pada 2012. Nissan kemudian beralih ke baterai 75 kWh berpendingin cair pada Leaf generasi ketiga yang diperkenalkan untuk model 2025.
Menurut riset dalam jurnal Energies, pendingin cair membutuhkan energi dua hingga tiga kali lebih sedikit dibanding pendingin udara untuk mempertahankan suhu baterai yang sama. Kendati sebagian besar pabrikan kini menerapkan pendingin cair, BMW i3 memilih mengalirkan refrigeran dari sistem AC langsung menuju baterai. Sementara itu, pabrikan McLaren pada model Speedtail merendam seluruh sel baterainya dalam oli berisolasi listrik, yang menurut simulasi dalam jurnal Energies mampu memindahkan panas hingga tiga kali lebih baik ketimbang pelat pendingin biasa.
Pemanfaatan Panas Sisa pada Baterai Modern
Sistem sirkulasi pendingin baterai umumnya terhubung ke radiator untuk beban kerja ringan dan tersambung ke AC mobil melalui penukar panas saat pengisian daya cepat. Nissan memanfaatkan panas dari pengisi daya rumah untuk menghangatkan baterai, sedangkan Tesla Model Y mengandalkan katup khusus bernama “Octovalve” untuk mendistribusikan cairan pendingin antara motor, baterai, dan komponen elektronik, sebagaimana terungkap dalam pembongkaran teknis yang dilaporkan Jalopnik. Tesla juga tengah menjajaki paten sengaja mengoperasikan motor penggerak secara tidak efisien agar panas sisanya dapat dipakai menghangatkan baterai.
Sementara itu, General Motors menyatakan bahwa pompa panas Ultium milik mereka mengumpulkan panas sisa dari baterai, komponen elektronik, hingga suhu tubuh penumpang untuk menghangatkan kabin, yang mampu menambah jarak tempuh sekitar 10 persen. Tiongkok baru-baru ini juga menerapkan regulasi baru yang mewajibkan produsen mobil listrik membuktikan bahwa baterai kendaraan mereka tidak akan terbakar atau meledak saat terjadi fenomena thermal runaway pada sel baterai.
