Rancang Bangun Stabilisasi Pengisian Baterai Sepeda Listrik Menggunakan Buck-Boost Converter

Abstract

Kemajuan teknologi kendaraan listrik, khususnya sepeda listrik, menuntut sistem pengisian daya yang efisien dan stabil untuk menjaga kinerja dan umur baterai. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pengisian daya baterai yang stabil untuk sepeda listrik menggunakan Buck-Boost Converter yang dikontrol oleh pengontrol PID berdasarkan metode Ziegler-Nichols. Sistem ini memungkinkan penyesuaian tegangan input dari generator sepeda agar sesuai dengan kebutuhan baterai, baik dengan meningkatkan (boost) maupun menurunkan (buck) tegangan sesuai kebutuhan. Untuk mencapai stabilitas dan efisiensi tegangan, pengontrol PID digunakan untuk mengatur siklus kerja melalui potensiometer digital. Sistem diuji dengan variasi tegangan input mulai dari 7V hingga 30V, dan hasilnya menunjukkan bahwa tegangan output berhasil distabilkan pada 25,2V, dengan deviasi maksimum ±0,4V. Arus output juga dipertahankan pada tingkat yang stabil, tidak melebihi 2A, selama pengisian daya baterai lithium-ion 24V/10Ah. Dengan menggunakan metode coba-coba, nilai Ku dan Pu ditentukan masing-masing sebesar 4,0 dan 0,6. Berdasarkan metode penyetelan Ziegler-Nichols, parameter PID yang dihasilkan adalah Ti = 0,30, Td = 0,80, Kp = 2,40, Ki = 8,00, dan Kd = 0,18, dengan waktu penyelesaian 3 detik dan overshoot kurang dari 7,7%. Sistem pengisian daya juga dilengkapi pemantauan tegangan dan arus secara real-time menggunakan dua sensor PZEM-017 dan layar LCD I2C. Hasil menunjukkan bahwa proses pengisian daya aman, tidak terjadi overcharging, dan suhu baterai tetap di bawah 40 °C, dengan rata-rata 27,5 °C selama periode pengisian daya. Penelitian ini berhasil meningkatkan stabilitas pengisian daya, memperpanjang masa pakai baterai, dan menawarkan solusi pengisian daya mandiri bertenaga pedal yang efisien dan ramah lingkungan.