Power Analyzer Hioki PW3390 Sebagai Assesment Pada Sistem Motor Electric Vehicle

Kendaraan listrik (Electric Vehicle/EV) telah menjadi solusi masa depan dalam menghadapi permasalahan lingkungan akibat emisi karbon dari kendaraan berbahan bakar fosil. EV memanfaatkan energi listrik sebagai sumber tenaga penggerak utama, dan sistem motor menjadi salah satu komponen krusial dalam konversi energi listrik menjadi energi mekanik.

Untuk memastikan performa, efisiensi, dan keandalan dari sistem motor pada EV, pengujian menyeluruh sangat diperlukan. Pengujian ini mencakup analisis parameter kelistrikan dan mekanik seperti arus, tegangan, daya, harmonik, torsi, dan efisiensi.

Komponen Propulasi EV

Sistem propulasi EV terdiri dari beberapa komponen utama yang bekerja secara sinergis untuk menghasilkan dan mengelola daya yang digunakan dalam menggerakkan kendaraan. Komponen-komponen tersebut meliputi:

• Baterai (Battery Pack): Menyimpan energi listrik yang digunakan sebagai sumber daya utama.
• Inverter: Mengubah arus searah (DC) dari baterai menjadi arus bolak-balik (AC) untuk motor listrik.
• Motor Listrik: Mengonversi energi listrik menjadi energi mekanik untuk menggerakkan roda.
• Control Unit: Mengatur kerja inverter dan motor berdasarkan input dari sistem kontrol kendaraan.
• Transmission System: Meneruskan tenaga dari motor ke roda.

Setiap komponen tersebut memerlukan pengujian dan monitoring secara real-time untuk memastikan bahwa mereka beroperasi pada kondisi optimal dan aman.

ISO 21782 : Standar Uji

ISO 21782 adalah standar internasional yang mengatur pengujian performa dan efisiensi sistem propulsi kendaraan listrik. Fokus utamanya adalah pada:

• Evaluasi performa dinamis motor dan inverter
• Pengujian efisiensi energi sistem propulsi
• Evaluasi harmonik dan faktor daya
• Uji torsi dan output mekanik

ISO 21782-2:2019: Pengujian kinerja sistem motor : Sistem motor yang terdiri dari inverter dan motor, efisiensi kotor dan kerugian kotor pada daya input dan output, kenaikan suhu komponen sistem, karakteristik torsi, dan pengujian riak torsi.

Akurasi dan interval pengukuran berdasarkan standar ISO 21782 harus memenuhi :

1. Arus: ±1,0%, tegangan: ±0,5%

2. Torsi: ±0,2%, kecepatan motor: ±0,5%

Semua nilai terukur selain suhu dan kelembapan relatif diukur dan direkam pada frekuensi sampling 10 Hz atau lebih

Standar ini digunakan sebagai acuan dalam mendesain sistem pengujian dan validasi motor EV agar memenuhi spesifikasi internasional dan regulasi keselamatan.

Sistem Motor Pada EV

Sistem motor pada kendaraan listrik memiliki peran utama dalam mengonversi energi listrik dari baterai menjadi energi mekanik yang digunakan untuk menggerakkan roda. Sistem ini terdiri dari motor listrik itu sendiri serta komponen pendukungnya seperti inverter, sistem pendingin, dan unit kontrol elektronik (ECU).

Motor listrik dalam EV dirancang untuk memberikan torsi tinggi sejak putaran rendah, yang membuat kendaraan listrik memiliki akselerasi yang cepat dan responsif. Selain itu, motor ini juga mampu beroperasi secara efisien dalam berbagai kondisi beban dan kecepatan. Beberapa motor juga memiliki kemampuan regenerative braking, di mana energi kinetik saat pengereman dikonversi kembali menjadi energi listrik dan disimpan ke dalam baterai.

Terdapat berbagai jenis motor yang digunakan pada EV, seperti:

• Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM): Memiliki efisiensi tinggi dan ukuran yang kompak. Banyak digunakan di EV modern.
• Induction Motor (IM): Lebih murah dan tahan terhadap kondisi lingkungan keras, meskipun sedikit kurang efisien dibanding PMSM.
• Brushless DC Motor (BLDC): Umumnya digunakan untuk kendaraan listrik skala kecil seperti sepeda motor atau skuter.

Setiap jenis motor memiliki keunggulan dan tantangan tersendiri dalam hal desain, kontrol, dan sistem pendinginan. Oleh karena itu, pengujian menyeluruh terhadap sistem motor sangat penting untuk memastikan performa, efisiensi, dan keandalan operasionalnya.

Power Analyzer Hioki PW3390 Sebagai Pengujian Sistem Motor Pada EV

Power Analyzer Hioki PW3390 adalah penganalisis daya dengan jangkauan luas dan presisi tinggi untuk mengukur daya listrik dari frekuensi DC ke inverter, menyediakan empat channel input untuk mendukung sistem motor inverter satu dan tiga fase hingga 4000 A AC/DC dengan akurasi yang unggul.

Beberapa fitur utama dari Power Analyzer Hioki PW3390 :

• Multi-channel input: Hingga 4 kanal tegangan dan arus secara simultan.
• Bandwidth lebar (DC hingga 200 kHz): Cocok untuk motor dan inverter high-speed.
• Mampu mengukur harmonik hingga urutan ke-100: Penting untuk analisis kualitas daya.
• Dukungan sensor torsi eksternal: Untuk perhitungan efisiensi mekanik.
• Efisiensi dual-sisi: Bisa mengukur input (listrik) dan output (mekanik) secara bersamaan.

Berikut Spesfikasi Teknis dari Power Analyzer Hioki PW3390

Parameter yang dapat terukur dari Power Analyzer Hioki PW3390 :

1. Arus dan Tegangan: Di sisi input (dari inverter) dan output motor.
2. Daya (W, VA, VAR): Baik pada input maupun output motor.
3. Harmonik: Untuk mengetahui distorsi pada gelombang arus/tegangan.
4. Faktor Daya dan THD: Menilai kualitas interkoneksi sistem.
5. Torsi dan Kecepatan (RPM): Dengan menggunakan sensor eksternal.
6. Analisis motor

Power Analyzer Hioki PW3390 dapat digunakan untuk pengukuran AC dan DC. Berdasarkan gambar, arus dan tegangan output dari baterai kemudian output dari inverter dapat dilakukan pengukuran dalam satu waktu. Selain itu, Power Analyzer Hioki PW3390 dapat digunakan untuk pengukuran torsi dan laju putaran motor dengan penambahan torque/speed detector. Power Analyzer Hioki PW3390 juga dapat diakses melalui software PW Communicator yang memiliki banyak fungsi yaitu konfigurasi pengaturan Power Analyzer Hioki PW3390, monitoring nilai pengukuran, menyimpan data CSV dan menghitung efisiensi.

• Pemantauan nilai numerik
  Tampilan nilai pengukuran Power Analyzer Hioki PW3390 pada layar PC. Anda dapat dengan bebas memilih hingga 32 nilai, seperti tegangan, arus, daya, dan harmonik.
• Pemantauan Waveform
  Pantau tegangan, arus, dan bentuk gelombang yang terukur pada layar PC.
• Pengaturan meteran
  Ubah pengaturan Power Analyzer Hioki PW3390 yang terhubung dari layar PC.
• Rekam dalam format CSV
  Catat data terukur ke file CSV pada interval waktu yang teratur. Interval perekaman minimum adalah 50 ms

Pentingnya Pengujian Sistem Motor

Pengujian sistem motor pada kendaraan listrik memiliki tujuan vital, antara lain:

• Validasi Desain: Memastikan motor dan inverter bekerja sesuai spesifikasi.
• Optimasi Efisiensi Energi: Menentukan parameter kerja optimal.
• Identifikasi Masalah Kualitas Daya: Seperti harmonik yang bisa merusak motor.
• Keamanan Operasional: Deteksi anomali arus, tegangan, atau suhu yang membahayakan.
• Pemenuhan Standar Internasional: Seperti ISO 21782 dan IEC 60034.
• Pengembangan Produk: Memberi data penting untuk riset dan rekayasa desain selanjutnya.

Tanpa pengujian yang komprehensif, risiko kegagalan sistem motor akan jauh lebih tinggi, terutama saat EV digunakan dalam kondisi ekstrem seperti akselerasi cepat, tanjakan berat, atau iklim panas.

Sistem motor merupakan inti dari kendaraan listrik yang menentukan efisiensi dan performa kendaraan secara keseluruhan. Pengujian sistem motor secara menyeluruh menjadi sangat penting agar kendaraan memenuhi aspek efisiensi, keamanan, dan kenyamanan.

Power Analyzer Hioki PW3390 memberikan solusi pengujian yang komprehensif untuk berbagai parameter penting dalam sistem motor EV, mulai dari pengukuran daya, harmonik, efisiensi, hingga torsi. Dipadukan dengan standar ISO 21782, alat ini mampu memastikan bahwa sistem propulasi kendaraan listrik memenuhi standar performa dan keselamatan global.

Dengan pengujian yang akurat dan sesuai standar, pengembangan EV akan lebih andal, efisien, dan kompetitif di pasar global.

Tertarik mengetahui lebih jauh bagaimana Power Analyzer Hioki PW3390 dapat meningkatkan kualitas pengujian sistem motor EV Anda?
Klik tombol WhatsApp di pojok kanan bawah sekarang juga dan hubungi kami!
Sebagai distributor resmi Hioki di Indonesia, Radius Electric siap memberikan solusi pengukuran terbaik dan sesuai standar internasional untuk kebutuhan industri Anda.

Author: Muhamad Nurhuda Din Nulloh

References

1. International Organization for Standardization. (2021). ISO 21782: Road vehicles — Electrically propelled road vehicles — Test specification for performance and power consumption of electric propulsion systems.
2. HIOKI E.E. Corporation. (2023). PW3390 Power Analyzer Datasheet. Retrieved from www.hioki.com
3. NHTSA. (2020). Electric Vehicle Motor Testing and Validation. U.S. Department of Transportation.
4. IEC. (2017). IEC 60034: Rotating electrical machines.
5. Lee, J., & Kim, H. (2020). Efficiency Analysis of Electric Motors in EV Applications. Journal of Power Electronics, 20(4), 896–905.