Tanya-Jawab Awam Tentang Baterai (V)

Halo wise-reader kesayangan! Setelah artikel tanya-jawab awam tentang baterai part 4 rilis di awal tahun 2025, sepertinya agak sulit untuk menemukan pertanyaan-pertanyaan tentang baterai untuk diulas menjadi tulisan. Nah, kali ini kebetulan ada beberapa pertanyaan bagus untuk dijadikan artikel menarik. Let’s check this out!

1 battery pack bisa menjangkau ratusan kilometer

Pertanyaan kali ini cukup menarik untuk diulas. Pasalnya, informasi ini jarang dibahas dengan penjelasan yang cukup gamblang dan sederhana. Kira-kira begini pertanyaannya:

Mungkin bapak bisa menjelaskan bagaimana 1 battery pack bisa menjangkau hingga ratusan kilometer?

Setidaknya ada beberapa faktor yang bisa membuat 1 battery pack bisa menjangkau atau membawa kendaraan listrik berjalan hingga ratusan kilometer:

• Kapasitas Energi Baterai (KWh) di cell dan module
• Efisiensi motor listrik yang dipakai di kendaraan listrik
• Keberadaan regenerative braking di kendaraan listrik
• Desain berbasis aerodinamis dari kendaraan listrik
• Setting pada battery management system yang digunakan

Faktor KWh pada cell dan module

Tinjauan pertama yang perlu kita lihat adalah Kapasitas Energi Baterai (KWh) di cell dan module. Karena 1 battery pack bisa terdiri atas beberapa module dan satu module bisa terdiri dari beberapa cell. Kecuali ada pabrikan yang memakai konfigurasi direct cell-to-pack. Kapasitas dalam KWh ini menunjukkan berapa banyak energi yang bisa disimpan dalam baterai. Semakin besar kapasitasnya cell baterainya, diproyeksikan semakin jauh kendaraan bisa menempuh perjalanan ketika dipadu-padankan menjadi module dan bahkan pack.

Faktor efisiensi motor listrik

Selanjutnya bisa diperhatikan faktor efisiensi motor listrik yang dipakai di kendaraan. Motor listrik jauh lebih efisien dibanding mesin internal combustion engine (ICE). Secara perhitungan kasar, konversi energi listrik dari baterai ke gerak bisa mencapai 75–95% atau bahkan lebih. Dan hanya sekitar 25–35% untuk mesin ICE (correct me if I am wrong here). Artinya dengan spesifikasi efisiensi motor serupa, lebih banyak energi dari cell di dalam baterai yang benar-benar digunakan untuk menggerakkan kendaraan.

Regenerative braking

Nah, jika kendaraan listrik wise-reader sekalian terintegrasi dengan sistem regenerative braking. Ada kemungkinan saat kendaraan direm, sistem ini akan men-trigger perubahan energi kinetik menjadi energi listrik. Lalu, energi tersebut disimpan kembali dalam cell baterai. Hal ini biasa terjadi juga di motor hybrid, tujuannya untuk memperpanjang jangkauan kendaraan listrik.

Aerodynamic design

Lalu, bisa juga tergantung dari faktor desain aerodinamis dari kendaraan juga. Kendaraan listrik yang ada saat ini sepertinya sudah didesain agar minim hambatan udara dan bobotnya efisien. Sehingga membutuhkan lebih sedikit energi untuk mencapai tujuan secara lebih cepat. Atau menjangkau jarak lebih jauh dibandingkan jika menggunakan desain-desain sebelumnya. Tapi kembali lagi, hal tersebut tergantung pemakaian manusianya juga.

Battery Management System (BMS)

Kendaraan listrik selalu memiliki sistem canggih yang ditanam untuk mengatur pemakaian daya baterai. Sepertisistem pengaturan temperatur (termasuk sistem pendingin dalam baterai), hingga penyesuaian dengan beban motor penggerak, agar performa dan efisiensi tetap optimal. Yang memiliki kuasa untuk menyematkan sistem canggih tersebut adalah para battery management system (BMS) engineer pada module dan pack. Battery cell designer/engineer tidak bisa mengatur itu. Dalam hal ini, cell baterai hanya bisa mengendalikan penggunaan material apa yang akan mengoptimalkan kinerja baterai. Sehingga selanjutnya pengaturan BMS akan lebih optimal.

Secara sederhananya, baterai (dalam hal ini merujuk pada keseluruhan sistem cell, module, dan pack) menyimpan energi. Lalu, motor listrik menggunakan energi dengan efisiensi tinggi. Terakhir, teknologi pendukung lainnya ikut andil membantu meminimalkan pemborosan energi. Dan faktor-faktor yang disebutkan di atas yang mendukung pencapaian 1 battery pack bisa berjalan sejauh ratusan kilometer.

Efisiensi jangkauan baterai vs. ICE tidak apple-to-apple

Selanjutnya ada pertanyaan lain lagi yang cukup menarik.

Sebelum menjawab pertanyaan ini, ada baiknya jika kita memahami dulu apa itu KWh. KWh ini biasanya digunakan untuk menunjukkan jumlah energi yang dikonsumsi oleh peralatan listrik tertentu. 1 KWh artinya sebuah alat listrik dalam satu jam mengonsumsi daya 1000 Watt (1 KW). Dalam spesifikasi baterai (biasanya sudah dalam bentuk module atau pack) terkadang langsung mencantumkan KWh. Atau ada juga yang menunjukkan Ah dengan mencantumkan potensial aplikatif (Volt). Sebenarnya ujungnya akan mirip kalau satuan-satuan tersebut dikonversi ke KWh.

Ingat bab elektronika dasar saat pelajaran fisika SMP-SMA:

Watts (W) = Volts (V) × Amperes (A)
Watt-hours (Wh) = Volts (V) × Ampere-hours (Ah)

Pada spesifikasi baterai, angka KWh muncul apabila sudah diperhitungkan juga bobot keseluruhan dari cell, module pun juga gabungan pack-nya. Karena kalau dirunut, di dalam cell, awalnya energy density dihitung dengan Wh/Kg atau Wh/L. Lalu, power density dihitung dengan W/Kg atau W/L. Jadi, jelas sekali bahwa KWh sudah mencakup perhitungan material baterai dalam cell. Ditambah dengan bobot-bobot lain pada module dan packs (cover, busbar, tab, welded metal, nuts, bolts, dll.). Nah, kalau pertanyaan di atas dibalik dengan pertanyaan baru, sepertinya perbandingan bensin dalam ICE akan lebih apple-to-apple:

Toh, juga untuk cell baterai sekalipun tidak semuanya terhitung sebagai active material yang masuk dalam kapasitas keseluruhan. Sedangkan penghitungan efisiensi bensin hanya mengikutkan cairannya saja tanpa tangki yang membawanya. Adilnya, pembanding harus ditentukan dulu secara setara, baru bisa diadu dan diputuskan siapa kalah vs. siapa yang menang.

Oh iya, kalau terlewat, silakan kembali ke artikel tanya-jawab awam tentang baterai part 1 ya! Di sana juga sudah sempat diulas bahwa pertanyaan “membandingkan” semacam ini bisa dikategorikan sebagai logical fallacy yang dinamakan faulty comparison.

Baterai untuk kapal dan pesawat, apa mungkin?

Iya, apalagi kalau ditambahkan dengan pernyataan, “Bukannya jika bisa menjangkau semuanya akan menyelesaikan masalah transportasi secara keseluruhan?”

Pertanyaan ini sepertinya agak susah untuk dijawab saat-saat ini. Karena pada dasarnya memang belum ada bukti nyata digunakan secara luas selain pilot project. Kebanyakan purwarupa untuk “kapal tanpa awak” atau pesawat kecil, pun juga drone, baik drone udara maupun bawah laut. Untuk Li-ion battery di pesawat sepertinya juga sedang dipikirkan bagaimana caranya, terutama terkait reduksi bobot baterai pun juga keamanannya. Untuk itulah solid-state battery sepertinya menjadi sistem yang potensial diterapkan di masa depan.

Oh iya, selain menggunakan bahan bakar, yacht mewah tak jarang dilengkapi sel surya/wind turbines sebagai energy harvester dari matahari/angin. Lalu kelebihan energi disimpan ke baterai sebagai cadangan jika bahan bakar habis dan langit mendung/tak ada angin. Dan ketika hal itu terjadi, energi dalam baterai digunakan sebagai energi utama untuk penggerak motornya. Maka bisa disimpulkan, yacht tersebut juga bertenaga baterai, bukan?

Epilog edisi kelima

Senang sekali pertanyaan dari wise reader semakin beragam dan membutuhkan analisis lebih dalam! Selanjutnya, jika ada pertanyaan awam tentang baterai, jangan sungkan untuk disampaikan melalui kolom komentar website ini ya. Atau bisa juga melalui grup-grup MATCHA ROOM (WhatsApp/Telegram), maupun media sosial penulis ya!