Pengisian Cepat Kendaraan Listrik dan Dampaknya terhadap Kesehatan Baterai

Kendaraan listrik (EV) telah meningkat secara global dan salah satu aspek yang paling banyak dibicarakan dari fenomena ini adalah efek pengisian daya cepat pada kesehatan baterai. Teknologi pengisian daya EV cepat telah membantu pemilik EV mengisi ulang daya EV mereka dengan cepat, membuat kendaraan listrik lebih praktis dan mengurangi kecemasan akan jarak tempuh. Kecuali, kecemasan tentang dampak jangka panjang pada ketersediaan baterai masih cukup banyak. Memahami bagaimana pengisian daya cepat berdampak pada masa pakai baterai dan mengadopsi praktik terbaik dapat membantu mengurangi efek ini dan memastikan masa pakai baterai kendaraan listrik yang lebih lama.

Cara Kerja Pengisian Daya Cepat

Pengisian daya cepat umumnya menggambarkan pengisian daya kendaraan listrik dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada pengisian daya Level 1 atau Level 2 normal. Pengisi daya tradisional menggunakan arus bolak-balik (AC), yang sering kali membutuhkan waktu berjam-jam untuk mengisi ulang daya mobil, sementara pengisi daya cepat menggunakan arus searah (DC) untuk memompa tingkat daya yang dapat bervariasi dari 50 kW hingga 350 kW. Hal ini memungkinkan pengemudi untuk mengisi daya 80% baterai mereka hanya dalam waktu 20-30 menit.

sumber: templatemonster.com

Perpindahan energi yang cepat selama pengisian daya cepat menghasilkan panas dan meningkatkan laju reaksi kimia di dalam sel baterai. Meskipun kemampuan pengisian ulang yang cepat ini nyaman, namun hal ini juga dapat mempercepat keausan dan degradasi jika tidak dikelola dengan benar.

Dampak Pengisian Daya Cepat pada Kesehatan Baterai

1. Tekanan Termal: Masalah utama dengan pengisian daya cepat adalah panas yang dihasilkan oleh proses tersebut. Jenis yang paling umum digunakan, baterai lithium-ion, sensitif terhadap suhu tinggi. Terlalu banyak panas dapat menyebabkan pelarian termal, menurunkan kapasitas baterai, dan mengurangi masa pakai. Hal ini dapat diatasi dengan manajemen sistem termal yang lebih baik dari produsen, tetapi paparan suhu tinggi hanya dapat dibatasi berkali-kali.

2. Pelapisan Lithium: Mengisi daya dengan kecepatan tinggi dapat menyebabkan pengendapan ion litium yang tidak merata pada anoda, sehingga membentuk kubah litium logam. Proses ini, yang disebut sebagai pelapisan litium, mengurangi kemampuan baterai untuk menahan muatan dan meningkatkan kemungkinan terjadinya korsleting internal. Kemungkinan pelapisan litium meningkat ketika mengisi daya dengan kecepatan yang sangat tinggi atau dalam kondisi cuaca dingin.

3. Degradasi Siklus: Setiap siklus pengisian dan pengosongan berkontribusi terhadap degradasi baterai secara keseluruhan. Pengisian daya yang cepat mempercepat proses ini karena memaksa baterai bekerja pada tegangan dan arus yang lebih tinggi, yang pada akhirnya akan merusak bahan elektroda. Pengisian daya cepat yang sering dilakukan dapat mengurangi jumlah siklus efektif yang dapat dipertahankan oleh baterai sebelum kinerjanya menurun secara signifikan.

4. Status Pengisian Daya (SOC) Ekstrem: Pengisian daya cepat biasanya beroperasi dalam rentang SOC tertentu, sering kali dari 20% hingga 80%. Mengisi daya baterai hingga kapasitas maksimumnya atau membiarkannya kosong sepenuhnya dapat membebani baterai. Menjaga SOC dalam tingkat moderat membantu mengurangi stres dan memperpanjang masa pakai baterai.

Mengurangi Efek Negatif Pengisian Daya Cepat

Ada beberapa strategi terkait pengisian daya cepat yang dapat digunakan oleh produsen dan pemilik mobil listrik untuk mengurangi efek degradasi pengisian daya cepat pada kesehatan baterai:

Sistem Manajemen Termal: Sistem manajemen termal membantu mengontrol suhu paket baterai saat mengisi daya dengan kecepatan tinggi. Pendinginan cair membuang panas dan menjaga suhu pengoperasian yang aman.
Algoritma Pengisian Daya Cerdas: Untuk mengoptimalkan kecepatan pengisian daya sekaligus melindungi baterai, banyak EV yang mengandalkan perangkat lunak pengisian daya pintar. Algoritme ini mengoptimalkan kecepatan pengisian daya tergantung pada suhu, SOC, dan aspek lainnya untuk meningkatkan masa pakai baterai.
Kebiasaan Pengisian Daya yang Moderat: Jangan mengisi daya secara eksklusif menggunakan pengisian daya cepat; Untuk pengisian daya reguler, sedapat mungkin, gunakan pengisian daya Level 2 yang lebih lambat. Namun, pengisian daya yang lebih bertahap dapat mengurangi tekanan termal dan kimiawi pada baterai.
Jendela Pengisian Daya yang Optimal: Untuk penggunaan sehari-hari, isi daya baterai antara 20% dan 80%. Hindari pengisian daya hingga 100% kecuali jika diperlukan untuk perjalanan jauh, karena tingkat SOC yang lebih tinggi akan meningkatkan degradasi.
Perawatan dan Pemantauan Rutin: Pantau kesehatan baterai melalui alat diagnostik yang disediakan oleh produsen. Pembaruan perangkat lunak secara teratur juga dapat meningkatkan manajemen dan efisiensi baterai.

Masa Depan Pengisian Daya Cepat dan Teknologi Baterai

Pengembangan teknologi baterai dan infrastruktur pengisian daya selalu dilakukan untuk menyelesaikan masalah pengisian daya cepat. Baterai solid-state, misalnya, tidak pernah menjanjikan kepadatan energi yang lebih tinggi, stabilitas termal yang lebih tinggi, degradasi yang lebih rendah. Kemajuan seperti protokol pengisian cepat yang lebih baik dan sistem manajemen termal adaptif juga sedang dikembangkan untuk memperpanjang masa pakai baterai.

Kesimpulan

Seiring berkembangnya pasar kendaraan listrik, keseimbangan antara kenyamanan pengisian daya yang cepat dan kesehatan baterai akan menjadi sangat penting. Dengan mengadopsi praktik terbaik dan memanfaatkan kemajuan teknologi, pemilik kendaraan listrik dapat menikmati manfaat pengisian daya cepat tanpa mengorbankan kinerja baterai jangka panjang.