BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini berisi

BAB V
ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL
Bab ini berisi mengenai analsis desain rumusan standar, analisis
pemenuhan isi standar dan analisis kemungkinan national deference.
5.1
Analisis Spesifikasi Kebutuhan Teknis Stakeholder
Spesifikasi kebutuhan teknis stakeholder yang masih berupa bahasa umum
seperti di tabel 4.2 pada pengolahan data, selanjutnya dilakukan analisis 5W + 1H
agar kebutuhan stakeholder yang masih dalam bahasa umum tersebut dapat
menjadi bahasa teknis.
Berdasarkan hasil pengumpulan data dapat, pemerintah Indonesia yang
diwakilkan oleh Kementrian Perindustrian menginginkan spesifikasi baterai ionLithium sekunder yang mampu digunakan mobil listrik untuk menempuh jarak
300 km dalam sekali charge, bisa diperlakukan fast charging, low emission dan
aman. Untuk menempuh jarak 300 km dalam sekali charge, berarti dibutuhkan
pengukuran energi densitas untuk membuktikan bahwa baterai mampu menempuh
jarak 300 km tersebut. Contohnya bila ingin menempuh 100 km pada 120 energi
per km maka dibutuhkan kapasitas baterai 12 kWh (Electrochemistry &
Corrosion Laboratory Departement of Chemical Engineering ITS, 2014). Untuk
perlakukan fast charging berarti baterai diberikan aliran arus listrik yang besar
tanpa terjadinya kebakaran atau ledakan, hal ini sesuai dengan prinsip uji external
short circuit (Triwibowo, 2013). Sedangkan untuk spesifikasi low emission,
karena mobil listrik tidak menghasilkan emisi maka tentu mobil listrik akan low
emmission.
Spesifikasi baterai yang diharapkan oleh R&D baterai di Indonesia yang
diwakilkan oleh BPPT, LIPI dan BATAN antara lain: baterai yang berkapasitas
besar, energi densitas tinggi, tahan panas, mampu diperlakukan fast charging,
waktu charging hanya 2 jam, mampu menempuh jarak 100 km dalam sekali
charge dan tahan lama. Untuk spesifikasi baterai yang berkapasitas besar, mampu
menempuh jarak 100 km sekali charge dan tegangan 3 volt maka dibutuhkan
perhitungan energi densitas. Karena dalam menghitung energi densitas perlu
I-1
menghitung terlebih dahulu kapasitas baterai, tegangan baterai, dimensi, arus dan
massa (IEC 62660-1, 2010). Untuk perlakukan fast charging berarti baterai
diberikan aliran arus listrik yang besar tanpa terjadinya kebakaran atau ledakan,
hal ini sesuai dengan prinsip uji external short circuit (Triwibowo, 2013).
Spesifikasi teknis baterai yang tahan lama berarti membutuhkan perhitungan
energi efisiensi. Kinerja pemakaian baterai tergantung beban baterai yang harus
dipasok. Jika pemakaian berlangsung pada periode lama selama beberapa jam
dengan aplikasi laju tinggi seperti di mobil listrik, maka kapasitas efisien baterai
bisa jadi dua kali kapasitas laju C (Electrochemistry & Corrosion Laboratory
Departement of Chemical Engineering ITS, 2014). Hal ini sesuai dengan rumus
efisiensi energi (% C) yang dihasilkan dari pembagian jumlah arus discharge
dibagi dengan jumlah arus charge (IEC 62660-1, 2010). Sedangkan spesifikasi
kebutuhan akan baterai yang tahan panas berarti membutuhkan pengujian heating
thermal abuse. Karena hasil output uji thermal abuse adalah pembuktian bahwa
baterai mampu bertahan di suhu uji tinggi yang beribah secara drastis tanpa
menyebabkan baterai mengalami perubahan bentuk, berasap, bocor, meledak dan
terbakar (IEC 62660-2, 2010).
Spesifikasi kebutuhan laboratorium pengujian baterai ion-Lithium
sekunder di Indonesia diwakilkan oleh Molina UNS yang spesifikasi
kebutuhannya antara lain: tegangan stabil, mampu menahan tekanan, tahan panas,
dan lolos pengujian keamanan. Untuk spesifikasi baterai yang memiliki tegangan
stabil maka dibutuhkan perhitungan energi densitas. Karena dalam menghitung
energi densitas perlu menghitung terlebih dahulu kapasitas baterai, tegangan
baterai, dimensi, arus dan massa (IEC 62660-1, 2010). Spesifikasi baterai yang
mampu menahan tekanan berarti perlu pengujian crush. Karena hasil dari uji
crush adalah pembuktian seberapa kuat baterai menahan beban penekanan (IEC
62660-2, 2010). Spesifikasi kebutuhan akan baterai yang tahan panas berarti
membutuhkan pengujian heating thermal abuse. Karena hasil output uji thermal
abuse adalah pembuktian bahwa baterai mampu bertahan di suhu uji tinggi yang
berubah secara drastis tanpa menyebabkan baterai mengalami perubahan bentuk,
berasap, bocor, meledak dan terbakar (IEC 62281, 2012). Lolosnya baterai akan
uji kemanan memiliki arti bahwa baterai harus lolos beberapa uji seperti: uji over
I-2
charged untuk menunjukkan bagaimana respon baterai apabila dikenai pengisian
berlebih, uji over discharge untuk mengetahui diketahui bagaimana respon sel
baterai apabila dikenai beban pengosongan berlebih, uji external short circuit
untuk mengetahui apakah baterai dapat dikenai perlakuan fast charging, uji forced
discharge untuk mengetahui bagaimana respon baterai ketika berada di dalam
rangakaian seri yang tidak seimbang, uji impact untuk mengetahui respon baterai
ketika diberi tumbukan secara tiba-tiba, uji shock untuk menunjukkan seberapa
kuat sel baterai menahan tumbukan secara tiba-tiba di berbagai sumbu baterai, uji
vibration untuk
menyimulasikan ketika baterai sedang dalam perjalanan
transportasi, uji temperatue cycling untuk mengetahui kekuatan baterai dalam
menahan suhu lingkungan yang berubah secara teratur dan uji altitude untuk
menunjukkan daya tahan baterai ketika berada di lingkungan lebih rendah dari
tekanan udara (IEC 62281, 2012).
Spesifikasi kebutuhan produsen baterai di Indonesia yang diwakilkan oleh
Molina UNS dan PT Nippres antara lain: tidak meledak ketika terjadi arus pendek,
memiliki siklus hidup 3000 siklus, mampu bertahan di suhu lingkungan 700C,
tidak overheated, fast charging dan mampu menempuh 300 km untuk sekali
charge. Tidak meledaknya baterai ketika terjadi arus pendek merupakan syarat uji
external short circuit (IEC 62660-2). Jumlah siklus hidup baterai dapat dihitung
menggunakan rumus perhitungan cycle life (IEC 62660-1). Baterai yang tidak
mengalami overheated berarti harus lolos uji heating thermal abuse. Karena hasil
output uji thermal abuse adalah pembuktian bahwa baterai mampu bertahan di
suhu uji tinggi yang berubah secara drastis tanpa menyebabkan baterai mengalami
perubahan bentuk, berasap, bocor, meledak dan terbakar (IEC 62281, 2012).
Untuk perlakukan fast charging berarti baterai diberikan aliran arus listrik yang
besar tanpa terjadinya kebakaran atau ledakan, hal ini sesuai dengan prinsip uji
external short circuit (Triwibowo, 2013). Untuk menempuh jarak 300 km dalam
sekali charge, berarti dibutuhkan pengukuran energi densitas untuk membuktikan
bahwa baterai mampu menempuh jarak 300 km tersebut. Contohnya bila ingin
menempuh 100 km pada 120 energi per km maka dibutuhkan kapasitas baterai 12
kWh (Electrochemistry & Corrosion Laboratory Departement of Chemical
Engineering ITS, 2014).
I-3
Produsen mobil listrik di Indonesia diwakili oleh PT Artu International, PT
Great Asia Link dan PT Pindad. Spesifikasi kebutuhan yang dibutuhkan oleh
produsen mobil listrik antara lain: memiliki kapasitas 200 watt, waktu charge
hanya 5 jam, mampu menempuh jarak 150 km dalam sekali charge, memiliki
jumlah siklus hidup 2000 siklus, berumur 4 tahun, berenergi 20 kWh dan mampu
menggerakkan motor listrik 40 V; torsi 20 Nm serta putaran 200 rpm. Spesifikasi
kebutuhan kapasitas 200 watt, mampu menempuh 150 km dalam sekali charge
dan berenergi 20 kWh memiliki arti bahwa baterai perlu perhitungan energi
densitas. Karena dalam menghitung energi densitas perlu menghitung terlebih
dahulu kapasitas baterai, tegangan baterai, dimensi, arus dan massa (IEC 62660-1,
2010). Pemenuhan kebutuhan waktu charge yang hanya 5 jam dapat dipenuhi
apabila baterai lolos uji external short circuit (IEC 62660-1, 2010). Jumlah siklus
hidup baterai dapat dihitung menggunakan rumus perhitungan cycle life (IEC
62660-1). Agar baterai dapat menggerakkan motor listrik 40 V, torsi 20 Nm dan
putaran 500 rpm berarti perlu perhitungan power. Karena perhitungan power
dapat digunakan untuk mengetahui daya baterai (IEC 62660-1. 2010).
Kebutuhan akan stakeholder tingkatan terakhir adalah pengguna mobil
listrik. Spesifikasi kebutuhannya antara lain: mobil listrik yang ramah lingkungan,
mampu menempuh jarak yang panjang untuk sekali charge, harga mobil listrik
yang murah dan aman untuk digunakan. Kebutuhan akan mobil listrik yang
mampu menempuh jarak yang panjang dapat dipenuhi dengan perhitungan energi
densitas. Selain itu, biaya mobil listrik dapat menjadi murah apabila salah satu
komponen pentingnya yaitu baterai sebagi penggerak mobil listrik dapat
diproduksi massal di Indonesia.
5.2
Analisis Desain Rumusan Standar
Berdasarkan hasil pengolahan data, dapat diketahui spesifikasi teknis apa
saja yang diharapkan oleh stakeholder baterai. Selain itu berdasarkan hasil
pemenuhan spesifikasi teknis stakeholder, didapatkan pula jenis-jenis uji yang
dibutuhkan dan dapat dijadikan sebagai desain rumusan SNI pengujian sel ionLithium sekunder dalam aplikasi mobil listrik. Berikut Gambar 5.1 yang berisi
mengenai desain rumusan standar.
I-4
Gambar 5.1 Desain rumusan standar
Desain rumusan standar yang telah dibuat berisi empat jenis pengujian
keamanan, antara lain uji performance, electrical, mechanical dan environmental.
Uji performance merupakan uji yang menguji performa sel baterai. Uji
performance berisi empat jenis uji seperti uji energy, energy efficiency, power dan
cycle life. Uji energy digunakan untuk mengetahui jarak tempuh yang mampu
dicapai sel baterai ketika digunakan sebagai sumber energi di mobil listrik untuk
sekali siklus charge. Uji energy efficiency dilakukan untuk mengetahui seberapa
hemat energi yang digunakan oleh baterai. Uji power digunakan untuk
mengetahui daya baterai. Uji cycle life digunakan untuk mengetahui seberapa
banyak siklus baterai dapat digunakan.
Uji electrical merupakan uji yang bersifat kelistrikan dan merusak sampel
uji. Uji electrical berisi mengenai tiga jenis uji antara lain: uji external short
circuit, over charge dan over discharge.Uji external short circuit digunakan untuk
mengetahui apakah sle baterai mampu dikenai hubungn penedek sekaligus apakah
sel baterai mampu diperlakukan fast charging. Uji over charge digunakan untuk
I-5
mengetahui apakah sel baterai mampu diberi beban pengisian berlebih. Uji over
discharge digunakan untuk mengetahui apakah sel baterai mampu diberi beban
pengosongan berlebih.
Uji mechanical merupakan uji yang bersifat mekanik dan merusak sampel
uji. Uji mechanical berisi lima jenis uji antara lain: vibration, forced internals
short circuit, shock, crush dan impact. Uji vibration digunakan untuk menguji sel
baterai ketika terjadi goncangan. Uji forced internal short circuit digunakan untuk
mengevaluasi desain sel baterai ketika terjadi charge flow di dalam sel baterai. Uji
shock dilakukan untuk mengetahui ketahanan sel ketika terjadi kejutan secara
tiba-tiba, Uji crush digunakan untuk mengetahui ketahan sel baterai ketika
dihimpit di dalam dua pelat. Uji impact digunakan untuk mengetahui ketahanan
sel baterai ketika terjadi tabrakan.
Uji enviromental merupakan uji yang bersifat menyimulasikan keadaan
lingkungan di sekitar sel baterai dan merusak sampel uji. Uji environmental berisi
mengenai uji temperature cyling, heating thermal abuse dan altitude. Uji
temperature cycling digunakan untuk mengetahui ketahanan sel baterai ketika
berada di suhu yang berubah-ubah menyerupai siklus suhu. Uji heating thernal
abuse digunakan unutk mengetahui ketahanan sel baterai ketika berada di
lingkungan ynag bersuhu ekstrim dan berubah cepat. Uji altitude biasa dilakukan
untuk menyimulasikan ketika sel baterai berada dalam keadaan trensportasi udara.
5.3
Analisis Pemenuhan Isi Standar
Sesuai dengan Pedoman Standardisasi Nasional Nomor 08 Tahun 2007
mengenai tata cara penulisan SNI, terdapat empat jenis unsur-unsur yang bersifat
normatif dalam penulisan SNI. Unsur-unsur tersebut tidak semuanya dapat
dipenuhi karena mengikuti jenis SNI. Empat jenis unsur-unsur tersebut antara lain:
awal bersifat normatif, umum bersifat normatif, teknis bersifat normatif dan
tambahan bersifat normatif.
Awal bersifat normatif berisi mengenai halaman sampul, daftar isi, prakata
dan pendahuluan. Umum bersifat normatif bersi mengenai judul, ruang lingkup
dan acuan normatif. Teknis bersifat normatif berisi menganai istilah dan definisi,
klasifikasi, persyaratan, pengambilan contoh, metode uji, penandaan dan lampiran
I-6
normatif. Sedangkan tambahan bersifat normatif berisi mengenai lampiran
informatif.
Berdasarkan hasil pengolahan data, draft SNI pengujian sel ion-Lithium
sekunder untuk aplikasi mobil listrik hasil dari penelitian ini tidak memiliki unsur
simbol dan singkatan, klasifikasi, persyaratan, pengambilan contoh serta
penandaan. Hal ini dikarenakan uji yang dicantumkan di dalam draft merupakan
gabungan dari tiga standar yang memiliki spesifikasi tersendiri antara lain: IEC
62281, IEC 62660-1, IEC 62660-2 dan IEC 62133 (uji forced internal short
circuit). Untuk penelitian lebih lanjut, diperlukan focussed group discusion (FGD)
untuk menentukan isi dari unsur-unsur yang belum tercantum dalam draft SNI
pengujian sel ion-Lithium sekunder untuk aplikasi mobil listrik.
5.4
Analisis Kemungkinan National Deference
Hasil dari pengolahan data dengan cara identifikasi national deference
menghasilkan tiga uji yang tidak terdapat di serial standar IEC 62660, uji tersebut
antara lain uji forced internal short circuit, uji impact dan altitude.Untuk
penelitian lebih lanjut, diperlukan focussed group discusion (FGD) dalam rangka
verifikasi hasil pengolahan data.
I-7