Sepeda listrik Mid Drive / DIY Ebike Mid Drive 500w

Contoh penggunaan motor listrik middrive/ Penggerak tengah  pada sepeda konvensional

Dengan spesifikasi:

1. Motor 48V/500w
2. Battery 48v/18Amp
3. Range 40-60km
4. Max. speed 36 km/h

Penulis menggunakan sepeda ini sejak januari 2016. pemilihan spartpart sepeda harus di utamakan dengan memilih grade nomer 1, kenapa demikian karena dalam pengaplikasiannya sepeda konvensional seperti ini tidak di design untuk kecepatan tinggi dan beban berat. maka dari itu pemilihan sparepart harus yang benar-benar kualitas bagus.

Penggunaan diskbrake sangat disarankan apabila sepeda anda di modifikasi jadi sepeda listrik, dikarenakan kecepatan yang dihasilkan di atas rata-rata sepeda kayuh biasa. berdasarkan pengalaman pribadi penggunaan sistem rem V-brake kurang begitu memuaskan. apalagi kalau sepeda di pacu saat sedang turun hujan pengeremen terasa kurang optimal juka menggunakan V-brake.

Karena saya menggunakan sepeda lipat yang tidak terdapat dudukan untuk memasang diskbrake, maka dari itu saya membuat sendiri dudukan menggunakan almunium dural dengan pengerjaan dengan mesin CNC agar menghasilkan kepresisian yang tinggi.

 

dudukan diskbrake belakang

 

dudukan diskbrake belakang

 

dudukan diskbrake depan

 

pemasangan diskbrake belakang

pemasangan diskbrake depan

Pengalaman menggunakan sepeda listrik type middrive selam hampir 1 tahun ada beberapa kendala yang di hadapi, sebagai berikut:

1.  Timing belt sudah ganti, dengan harga yang relatif terjangkau sekitar 100rb

     belt putus bisa terjadi karena beberapa sebab, salah satunya puli timing belt sudah terlalu tajam, 

     maka saya coba kikir bagian drive puli nya.

2.  Pemilihan ban ukuran besar, dikarenakan untuk sepeda ini beban agak semakin berat karena ada

      penambahan battery dan motor listrik

3.  Trothle full handle sangat di rekomendasikan

4.  Dengan sistem Middrive ini akselerasi atau hentakannya sangat terasa pada saat trothle di tarik, 

     solusinya dengan penambahan pedal asists pada as crank pedal (hanya bisa di pakai pada model 

     Hub Drive)

5.  Agar bettery bertahan lama saya menggunakan sistem balance charging, tegangan batre tidak 

     100% jadi hanya 4.1v pada saat full charge, dan yang paling penting menggunakan low current 

     charging.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Battery Management System (BMS)

Apa itu BMS? BMS adalah battery management system, atau sesuatu sistem yang berfungsi memanajemen sebuah baterai. Definisi ini tentu sudah banyak yang tahu. Namun bagaimana cara kerja pada BMS?  Tentu tidak akan sama sepenuhnya dengan definisi BMS seperti yang kita ketahui.

Contoh BMS 13S 30A

Susunan battery pada pemasangan BMS

Hanya baterai golongan lithium saja yang menggunakan BMS yang sering kita jumpai di lokal sekitar kita. Meskipun baterai golongan lead acid juga bisa diterapkan sebuah BMS untuk memanagement baterai. Golongan lithium yang mudah dijumpai di lokal adalah: Lithium ion 18650, Lipo, Li polimer dan Lifepo4. Alasan kenapa hanya lithium saja yang di BMS, kenapa SLA (Solid Lead Acid) tidak?. Jawabnya adalah faktor ekonomis, jika tanpa BMS saja bisa dipakai kenapa harus mahal-mahal menambahkan BMS pada SLA.

Latar belakang masalah kenapa lithium harus menggunakan BMS

1. Sistem Charging Cell Lithium harus tepat.

       Baterai lithium adalah baterai yang memiliki ketentuan lebih spesifik daripada SLA. Li ion cell memiliki under voltage 2,7V dan upper volttage 4,2V. Jika lebih rendah daripada 2,7V maka akan drop. Jika lebih dari 4,2V maka akan panas dan berisiko meledak. Voltase dan Arus pengisian cell lithium juga tidak boleh berlebihan, harus tepat. Berawal dari latar belakang inilah maka sistem charger baterai lithium membutuhkan perlakuan yang khusus. Maka dari itulah BMS memiliki fungsi yang disebut: Charging Controll. 

2. Penggunaan arus keluar tidak boleh berlebihan.

      Dalam sebuah baterai lithium cell. Misal 2600mAh, maka amper ideal yang dipakai adalah 2600mA, atau maksimal adalah 5600mA. Beberapa baterai li-ion umumnya kekuatan arus discharger rekomended adalah setara kapasitas atau 1C, 2X kapasitas atau (2C) hingga 3X (3C) nilai perform nya. Dan pada pemakaian yang paling awet adalah 1C. Misal baterai kapasitas 10AH maka gunakanlah amper discharger sebesar 10A saja jangan lebih. 

        Kekuatan nilai C rate adalah Tergantung merk dan kualitas cell nya. Lalu apakah sebuah baterai li-ion sembarang merk bisa mengeluarkan amper sebesar 10X (10C) dari kapasitas nya?. Tentu bisa, buktikan saja dengan di konslet kan, nanti akan mengeluarkan nilai amper yang sangat besar. Namun itu adalah suatu hal yang memperpendek umur baterai. Maka dari itulah BMS memiliki fungsi yang disebut. Current limiter, dan Discharger Controll.


3. Dalam susunan rangkaian baterai seri, perbedaan voltase tiap cell tidaklah baik       
      
       Mari kita perhatikan wiring susunan baterai seri berikut ini. Apabila dalam susunan rangkaian seri dan terdapat perbedaan voltase pada salah satu baterai. Maka baterai yang voltase rendah tersebut akan mempengaruhi total voltase keseluruhan.

Balance charging

      Ketika salah satu baterai sudah penuh dan baterai lain masih belum penuh lalu charger sudah mendeteki sudah penuh dan tidak melanjutkan pengisian pada cell yang masih belum penuh. kapasitas total baterai pun akan mengikuti kapasitas cell yang terendah. Ini adalah hal kerugian juga, karena masih ada beberapa cell yang masih belum penuh membuat tidak optimal.

Cara kerja BMS pada sebuah Sepeda Listrik

BMS yang digunakan pada baterai sepeda listrik pada umumnya, memiliki port :
1. B-             =  Baterai Cell Negatif / 0V
2. P-             =   Power discharger Negatif
3. C-             =  Charging port Negatif
4. Cell komunication port  =  kabel yang terintegrasi dengan semua cell.

BMS battery 13S 30A

A.  Charger control dan Balance function

      Pada block ini terdepat banyak resistor dan transistor yang berfungsi untuk membalance tegangan antar cell. Bisa dikatakan sistem ini adalah single charging secara terintegrasi. Dengan adanya fitur ini maka tegangan antar cell ketika selesai proses charging maka akan seragam penuh semua.

Balancer pada BMS terdiri dari resistor dan transistor yang terintegrasi dengan tiap cell

B.  Current Limitter

    Current limiter atau pembatas amper. Adalah system yang berfungsi untuk membatasi arus discharger baterai ketika digunakan. Sistem ini menggunakan sensing current untuk mendeteksi amper yang mengalir .Ketika sensing curent mendeteksi arus berlebihan, maka sensing current akan mengirimkan signal ke ECU, lalu ECU akan men-driver mosfet dishcharger control untuk mematikan jalur output BMS.

Shunt resistor detector Amper.

Skema diagram sensing current dan shunt resistor

C.  Discharger Control

      Kunci dalam Discharger control BMS adalah pada deret mosfet. Karena titik inilah yang akan mampu memutus dan menghubungkan jalur discharger baterai.

Mosfet sebagai Discharger control

       Mosfet akan menutup jalur output jika Ecu menerima input signal:

a. Sensing curent mendeteksi amper yang berlebihan.

b. Cel Communication port mendeteksi adanya salah satu cell yang drop dibawah 2.7V.

c. Sensing current mendeteksi Amper yang sangat besar dalam waktu sesaat. (konslet).

d. Thermo Sensor (sensor suhu) menerima input masukan suhu baterai yang mencapai batas limit.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BLDC HUB MOTOR 

PADA KENDARAAN LISTRIK

1.    Apa yang membedakan bldc watt kecil dan watt besar?

      Dari sekian faktor penentu watt/daya yang paling berpengaruh adalah: lebar magnet (kekuatan magnet permanent), resistansi kumparan dan besarnya kekuatan induksi.

          Resistansi kumparan yang semakin rendah dalam  rumus hukum ohm I=V/R, maka semakin rendah nilai R maka akan menjadikan I (amper) semakin besar. Semakin besar amper tentunya akan menyebabkan watt meningkat pula.

      Besarnya kekuatan induksi adalah korelasi dari 2 pernyataan diatas, semakin besar daya dan arus listrik yang mengalir ke kumparan maka induksi akan semakin besar pula. Motor BLDC yang request arus dalam jumlah kecil sudah pasti itu adalah motor BLDC denga spesifikasi watt yang kecil, begitupula sebaliknya. 

2.    Top speed dan torsi motor bldc itu tergantung pada apa saja?

      Speed motor BLDC paling dipengaruhi oleh jumlah poles pair & struktur kumparan, resistansi kumparan, dan clock voltase 3 phase motor. Sedangkan torsi dipengaruhi oleh lebar magnet, kemampuan kontroller, dan jumlah pole pair & struktur kumparan.

  Speed:

Jumlah pole pair = semakin sedikit jumlah pole pair maka semakin cepat putaran rpm motor BLDC.

   Dalam jumlah pole pair yang sama maka BLDC yang memiliki resistansi kumparan lebih rendah akan memiliki top speed rpm yang lebih tinggi.

    Dalam resistansi kumparan dan pole pair yang sama BLDC yang diberikan Voltase yang lebih tinggi akan memiliki top speed yang lebih tinggi. Hal ini juga sesuai hukum ohm I=V/R , apabila R tetap namun V semakin besar, maka I akan semakin besar pula, sehingga bisa dikatakan daya motor BLDC juga akan meningkat.

Torsi

Strutur kumparan sangat berpengaruh terhadap torsi, tipe kumparan segitiga delta dan kumparan tipe star tentunya memiliki torsi yang berbeda.

    Jumlah pole pair = semakin banyak jumlah pole pair akan memili torsi yang semakin besar.

    Lebar magnet = semakin lebar dan semakin kuat daya induksi magnet maka semakin besar pula torsi motor BLDC

    Yang terakhir adalah kemampuan kontroller, untuk memenuhi kebutuhan torsi yang besar diperlukan Amper yang besar pula, maka kontroller harus support dan mampu mengalirkan arus yang besar.

3.    Bagaimana kalau motor bldc menggunakan kontroller yang lebih besar atau lebih kecil daripada kapasitasnya?

       Efek menggunakan kontroller yang lebih besar: ini justru sesuatu yang bagus dan rekomended. Torsi akan meningkat, kontroller lebih awet, dan top speed sama saja, karena top speed adalah karakter dari motor BLDC.

     Efek menggunakan kontroller yang lebih kecil: ini tidak rekomended, karena kontroller akan cepat panas dan riskan terhadap kerusakan MOSET.

4.    Bagaimana kalau motor BLDC menggunakan voltase yang lebih tinggi atau yang lebih rendah dari spesifikasinya?

      Penggunaan voltase yang lebih tinggi: over voltage maksimum pada motor BLDC adalah +12, (misal motor BLDC 48V overvoltage nya adalah 60V). Efek dari overvoltage akan menyebabkan rpm top speed akan meningkat namun torsi akan berkurang. Selain itu overvoltage akan menyebabkan internal head yang lebih tinggi (karena struktur kumparan, dan posisi hall sensor yang berbeda), hal ini juga menyebabkan turunnya nilai efisiensi BLDC. Dan penggunaan tegangan yang lebih rendah akan mengakibatkan yang sebaliknya dari ulasan diatas. 

5.    Apa yang membedakan kontroller watt besar dengan kontroller watt kecil?

         Secara prisip dasar kontroller BLDC sama saja, hanya spesifikasi MOSFET dan jumlah MOSFET yang membedakan, meski banyak hal lain yang membedakan juga seperti besarnya kapasitor, settitng curent limiter, dll. Namun hanya MOSFET yang paling bepengaruh.

          Kontroller watt yang kecil misal 350W hanya menggunakan FET IRF P75N75 dan tidak dipararel. Kontroller 500W menggunakan FET yang dipararel 2 pada setiap channel, kontroller 8000W menggunakan FET IRF 4110 yang dipararel 6 setiap jalurnya.

6.    Apa efek ketika kita menggunakan baterai yang lebih besar kapasitasnya?

       Asal masih dalam tegangan yang sama itu justru lebih bagus. Misal bawannya adalah 12V 12Ah lalu diganti 12V 20Ah. Hal ini akan menambah jarak tempuh kendaraan dan menambah keawetan umur aki. Hanya saja bobot kendaraan akan bertambah

7.    Bagaimana cara membuat BLDC memiliki kecepatan lebih tinggi dalam watt yang sama?

       Ada 2 opsional yang bisa digunakan, Namun keduanya ini menyebabkan nilai efisiensi berkurang.

    Cara yang pertama adalah penggunaan overvoltage seperti ulasan diatas. Komponen yang dibutuhkan ada aki/baterai tambahan untuk meningkatkan tegangan dan yang kedua adalah kontroller yang support tegangan tersebut.Opsi yang kedua adalah menggunakan transmisi overdrive. Transmisi overdriver akan membantu meningkatkan top speed, tapi dengan syarat kontroller harus lebih besar daripada spesifikasi motor. Opsi ini alangkah baiknya melakukan penggantian kabel 3 phase motor dengan kabel yang lebih besar/kuat dialiri amper yang besar. Karena kontiyu amper dengan transmisi overdrive lebih besar.

8.    Persepsi apa yang perlu dihindari dalam BLDC?

       Hingga saat ini beberapa kesalah user dalam BLDC ada 2. Yaitu yang pertama membalik putaran BLDC dengan mengacak kombinasi hall sensor. Yang kedua hal konyol sering dilakukan adalah apabila BLDC tidak mau berputar sering melakukan pengukuran tegangan yang keluar di 3 phase menggunakan multimeter.

        Pengacakan kombinasi hall sensor akan menjadikan 6 peluang sebagai berikut: 3 pola motor tidak berputar / ngancing, 1 pola motor akan berputar mundur dengan kasar, 1 pola motor berputar muncur dengan speed yang tinggi, dan 1 pola motor berputar maju dengan lembut. Bebepara user sering mengira bahwa yang beputar mundur dengan speed yang tinggi itu adalah cara membalik putara BLDC, ini salah! Karena apabila diukur amper yang mengalir sangat tinggi dan apabila diaplikasikan akan riskan merusak kontroller.

     Pengukuran tegangan pada 3 phase motor dengan multimeter ketika motor BLDC tidak mau berputar juga merupakan hal konyol yang sia-sia karena sudah pasti tidak muncul tegangan. Ketika motor BLDC berputar pun 3 phase motor akan mengeluarkan tegangan yang bergantian dari + dan – secara cepat, sehingga hanya efektif diukur dengan osiloscop. 

       Persepsi yang harus diketahui berikutnya adalah: apabila melakukan inovasi membuat kendaraan listrik rakitan pastikan ilmu di bidang elektronika dan mekanika mumpuni, minimal mengetahui konsep dasar Arus dan Volt, dan karakteristik Baterai. Secara mekanik minimal mengetahui sistem kaki-kaki, Front Whell Aligment, dan kekuatan material. 

Semakin kecil konsumsi arus maka semakin awet baterai

9.    Bagaimana cara membalik putaran motor BLDC?

       Beberapa kontroller memang sudah ada fitur untuk maju dan mundur. Inti dari membalik putaran BLDC adalah pada permainan pola output 3 phase motor, bagaimana supaya + berubah menjadi – dan begitupula sebaliknya. Detail bagaimana caranya bisa lihat disini: cara membalik putaranBLDC

Skema pada IC 7404

10. Apakah bisa kita merakit membuat kontroller BLDC dengan mikrokontroller?

Bisa, mikrokontroller yang digunakan bisa ATMEGA 8, 16, atau 32 atau lebih khususnya bisa pakai IC motorola BLDC driver. Hanya saja kualitas kontroller buatan sendiri tidak sebagus buatan pabrikan, sangat terasa perbedaannya ketika dalam posisi awalan start. Kontroller buatan sendiri terkadang masih banyak error.

kontroller rakitan

11. Apakah mungkin kita membuat motor BLDC sendiri?

Cukup dengan meniru BLDC yang sudah ada sudah pasti kita bisa mendesain motor BLDC sendiri dan dengan watt yang kita inginkan. Cukup menyediakan magnet permanen, besi lunak sebagai angker kumparan, kawat email, dan dudukan hub motor. Dan  tentunya sebuah bengkel produksi yang mumpuni.

12. Apabila kita ingin membuat kendaraan rakitan sendiri bagaimana menentukan spesifikasi motor BLDC yang ingin kita gunakan?

2 faktor yang harus diperhatikan: yaitu top speed yang kita inginkan dan yang kedua bobot kendaraan kita.
untuk kecepatan 40km/jam kita dapat gunakan motor BLDC 500W. 
untuk kecepatan 55-60km/jam kita dapat gunakan motor BLDC 1KW atau 2KW. 
untuk kecepatan 65-75km/jam bisa kita gunakan motor BLDC 3KW.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CARA KERJA KONTROLLER BLDC MOTOR LISTRIK

    Secara fungsional kontroller BLDC memiliki fungsi utama menjadikan driver pemutar motor BLDC dan mengatur putarannya. Jika sekilas kita melihat memang terkesan ribet dan sulit kontroller itu. Namun sebenarnya dapat kita pahami dengan sederhana secara mudah. Maka dari itu electricisart-bogipower.com merilis bagaimana sebuah kontroller mampu bekerja mengatur putaran motor BLDC.

1.    Skema dasar pengelolaan hall sensor dan output ke MOSFET.

Skema dasar Microprosessor

Komponen pokok pada kontroller adalah bagian microprosesornya. Pada mikro ini sudah terdapat program bagaimana mendriver mosfet sesuai urutannya, memberikan eksekusi PWM sesuai input masukan trotle, dan juga memiliki fitur-lain seperti brake/ rem, reverse, selft study, speed controll, comunication port, led indikator, dll.

2.    Sistem power suplay dan pengaman voltase.

Maaf gambar tangan, maklum dadakan.. :-D

Keterangan:

1)    Suplay 48V

2)    Dioda pengaman

3)    Kapasitor 63V 470uF. (3 buah)

4)    Resistor 750 ohm

5)    Resistor 350 ohm 

6)    Kapasitor 25V 470uF

7)    Transistor PNP MPS2 307A

8)    Transistor NPN 2N5551

9)    Komparator High voltage AS358M (sensor tegangan maksimum)

10)  IC positove regulator L7805CV

11) Kapasitor 16V 470uF

  

Pada skema kontroller 48V sistem penurun tegangan mengunakan  3 buah resistor yang disusun pararel. Kelemahan sistem ini adalah membuat resistor tersebut menjadi sangat panas.

Kunci pada rangkaian diatas terdapat pada komparator yag mengatur upper voltage. Apabila komparator mendeteksi adanya kelebihan tegangan maka transistor 1 PNP  tidak akan hidup, dan power suplay juga tidak akan hidup.

sistem power suplay pada kontroller 36V, menggunakan sistem IC LM317

Pada Skema power suplay tipe 36V adalah menggunakan IC regulator LM317 dan IC regulator L7805CV. Sistem ini lebih aman dari panas.

Suplay output 5V ke: suplay microprosessor, suplay trotle, suplay hall sensor, dan suplay transistor T1 pada penguat MOSFET

Output 15V ke: input data komparator, suplay transistor T2 penguat MOSFET.

        Output 48V ke: positif channel MOSFET (Source).

3.    Driver MOSFET

Keterangan:

1)    TR 1. (transistor penguat signal mikro) 

2)    TR 2 (transistor penguat signal 5V ke 15V)

3)    TR 3 (transistor pembuang data semu)

4)    Kapasitor 50V  47uF

5)    Motor U, (kabel kuning)

6)    MOSFET P75NF75

7)    Dioda (pengaman supaya efek kapasitor tidak masuk dan mempengaruhi PWM  pada driver negatif channel

8)    Milar

FET adalah field effect transistor yang sangat sensitif, maka dari itu sistem peredaman sangat dibutuhkan. Dalam sistem peredaman sendiri terdapat 2 buah transistor penguat dan satu transistor untuk pembuangan draw (data semu).

        Pada skema diatas input PWM diberikan pada negatif channel sehingga hanya positif channel saja yang distabilkan dengan kapasitor 50V 47uF.

4.    Input hall sensor

Skema jalur input hall sensor menuju microprosessor

Sistem ini hanya dilengkapi resistor dan kapasitor untuk peredaman data draw. 

5.    Current sensing / pembatas arus.

Komponen pokok pada pembatas arus adalah Shunt resistor sebesar 5 mili Ohm. Apabila jumlah shunt resistor 1 buah maka arus di Angka 12-16A. Apabila 2 unit maka kisaran Arus di Angka 30-35A, 3 unit = 45-50A. 

Skema Current limiter, input menuju mikro.

Shunt resistor 5 mili ohm.

6.    Sistem aksesoris.

S: mode speed

T: Trotle

XS: Auto phase angle 60/120

1:1 : mode speed

E: efisiensi mode

B: baterai level voltage

VS: Speedometer

  

Sistem Aksesoris yang menjadi input masukan ke mikro.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

JENIS-JENIS BATERAI LITHIUM PADA KENDARAAN LISTRIK

BERDASARKAN KLASIFIKASINYA

Baterai lithium adalah baterai yang menggunakan bahan dasar senyawa Lithium (Li) dalam reaksi. Kesempatan kali ini kita hanya akan terfokus pada baterai lithium ion pada kendaraan listrik. bukan lithium pada aplikasi laptop, HP, power bank ataupun alat lainnya. Karena pada aplikasi peralatan lain, kelebihan dan kelemahan tiap jenis baterai lithium tentu akan berbeda-beda. Baterai lithium dapat dibagi menjadi 4 klasifikasi. Yaitu berdasarkan bentuk cell nya, berdasar bentuk baterai pack nya, berdasar cairan kimia yang digunakan, dan berdasarkan fungsional aplikasinya.

JENIS BATERAI LITHIUM BERDASARKAN BENTUK CELL

1.    SIlinder cell

Silinder cell adalah baterai yang berbentu seperti tabung. Ada banyak sekali variasi ukuran, namun yang paling terkenal adalah ukuran 18650, 26650 dan 32650. Baterai silinder  cell memiliki kelebihan kuat dan kokoh karena telah dilindungi oleh casing nya. Baterai case ini lebih tahan dalam kerja pada suhu yang panas. Ketahanan terhadap guncangan juga sangat bagus, maka baterai ini sering familiar dipakai di kendaraan listrik.

macam macam ukuran silinder cell

Kelemahan model silinder cell adalah bobotnya yang berat, karena terdapat casing alumuinium foil yang membungkus tiap cell. Kelemahan yang ke 2 adalah dalam proses penyambungan wajib menggunakan spot welding. Sehingga proses replacement cell cukup sulit. 

2.    Flat Cell

Jika kita melihat baterai HP model lama, tentu kita akan melihat baterai lithium model flat cell. Baterai ini sangat tidak cocok untuk kendaraan listrik. Selain karakternya yang tidak mampu mengeluarkan power yang besar, baterai ini juga tidak tahan guncangan dan tidak tahan panas.

3.    Softpack cell

Model ini cukup banyak digunakan di kendaraan listrik. model softpack cell pada umumnya memiliki aplikasi yang standar-standar saja. Sekitar 1C hingga 2C pemakaian. Tidak berani untuk amper yang sangat besar, dan tidak begitu kuat dengan panas tinggi karena tidak dilindungin case yang kokoh.

Kelebihan model ini adalah: bobotnya yang ringan, replacement mudah, dan dalam 1 single cell mempu berkapasitas besar hingga diatas 20Ah.

4.    Prismatic cell

Prismatic cell adalah penyempurnaan dari softpack case battery. Model prismatic cell bisa dikatakan model hard case. Penyempurnaan ini diperuntukan untuk keamanan baterai cell itu sendiri. Supaya lebih tahan guncangan, tahan terhadap panas tinggi, dan lebih anti exploded / Melembung.

Prismatic case

JENIS BATERAI LITIUM BERDASARKAN BENTUK BATERAI PACK

Klasifikasi ini lebih detail dapat dilihat pada link berikut:
jenis-jenis casing baterai yang sering dikenal

Berikut adalah macam macam casing baterai lithium yang paling umum.

1.    Bottle case. (casing berbentuk botol)

2.    Rear rack. ( casing yang ditaruh di boncengan)

3.    Frog. (baterai yang ditaruh di bawah sadle)

4.    Trapes. (model seperti botol namun lebih pipih)

5.    Baterai pack biasa. (model ini hanya berbentuk kotak packing saja)

baterai pack. atau baterai cell yang sudah di pack

contoh sepeda yang menggunakan baterai pack

JENIS BATERAI LITHIUM BERDASARKAN ZAT KIMIA

Struktur kimia baterai lithium

1. LiMnO2 (Lithium Manganese Dioksida)

chemical ini dapat tersaji dalam bentuk lithium ion maupun lithium polimer. Jika electrolit berupa cairan maka sering kita kenal dengan istilah Lithium ion. Namun jika electrolit berupa film yaang terdiri dari gabungan zat monomer maka, Sering kita lebih kenal dengan istilah lithium polimer.  atau LIPO

Baterai jenis LIPO Bisa dikatakan bagus namun bisa juga dikatakan kurang bagus. Jika untuk aplikasi HP, laptop atau mainan remote control / robot. Golongan baterai ini sangat bagus. Merk terkenal golongan ini adalah TURNIGY, biasa digunakan untuk robot ataupun mobil remote control.

Namun jika digunakan untuk keperluan kendaraan listrik, baterai ini kurang bagus. Karena kapasitas mobil listrik tentu tidak sekecil aplikasi mainan ataupu smartphone. Ditambah lagi rata-rata case baterai LIPO dikemat dalam bentuk flat ataupun soft case, sehingga ketahanan terhadap panas beban, dan guncangan kendaraan listrik tidak bagus. Selain itu jumlah life cycle baterai LIPO kurang cocok untuk aplikasi kendaraan listrik dalam durasi pemakaian yang lama.

2. LiCoO2 (Lithium Cobalt dioksida)

Baterai Li Cobalt umunya menggunakan electrolit cair sebagai hantaran electron. Jarang ditemui Li cobalt menggunakan electrolit film bentuk LIPO atau polimer. Golongan ini lumayan minim saat ini ditemui untuk kendaraan listrik, karena beberapa sumber mengatakan  bahwa lithum cobalt kurang aman dalam aplikasi kendaraan listrik. kelemahan baterai ini adalah berisiko tinggi terhadap kerusakan, riskan meledak / exploded. Sehingga cukup berbahaya untuk kapasitas diatas 5AH.

cobalt secara chemical berkolaborasi dengan Li dan Na

Kelebihan baterai ini adalah memiliki density power yang besar. Dalam ukuran dan bobot yang kecil mampu memiliki kapasitas yang besar. Nilai density mencapai 190Wh / kg. Karena berbahaya pada kapasitas besar, Sehingga baterai ini cocoknya dipakai untuk kapasitas kecil. Contoh device yang menggunakan baterai ini adalah: Drone Listrik, Camera Action, atau alat-alat yang dioprasikan tidak langsung oleh manusia. Sehingga alat yang dituntut dimensi kecil dan ringan cocok menggunakan baterai ini.

baterai SJ camp / Action camera

Nilai Density yang besar.

3. Li-NiMnCo-O2 (Lithium Nikel Manganese Cobalt Dioksida)

NIkel sebelumnya banyak digunakan untuk baterai golongan NiCd dan NiMh. JIka berkolaborasi dengan lithium maka jadilah Lithium-nikel ini. Chemical ini biasanya dikemas dalam bentuk hibrid (gabungan antara polimer dan electrolit) yang membentuk sebuah gel. Sehingga Baterai golongan ini lebih dikenal dengan nama LITHIUM ION POLIMER GEL BATTERY pada dunia kendaraan listrik. 

Ya, baterai pada umumnya lithium ion paling banyak adalah menggunakan zat kimia ini. Teknologi kimia ini adalah paling aman. Sehingga beberapa pabrikan baterai lithium menggunakan zat kimia ini untuk beberapa aplikasi. 

Samsung cell, menggunakan LiNiMnCoO2

Pengujian identifikasi senyawa pada MSDS SDI Samsung.

terdapat Nikel, Manganese, dan Cobalt

Aplikasi kendaraan listrik golongan baterai ini pada umumnya dikemas dalam bentuk case silinder, prismatic dan softpack. Secara kualitas juga bervariasi. Pabrik bisa membuat dengan kualitas super bagus, namun bisa juga dibuat dengan kualitas murah super jelek murahan. Kembali ke desain masing-masing.

LiNiMnCo banyak dikemas dalam berbagai kemasan

Selain Kelebihan cell kimia baterai ini adalah dapat disesuikan dengan model case ataupun peruntukan aplikasinya, Power kapasitas baterai ini dapat didesain oleh pabrik-pabrik sesuai kebutuhan kapasitas yang diharapkan. Ada yang hi drain, ada yang long life, ada juga yang large capacity.

battery dari Chilwee menggunakan perpaduan Lithium Nikel dan Lithium Manganese

4. LiFePO4 (Lithium Ferro Phosphate)

Chemical Ferro Phospate (Lithium, Ferro, Pospor, Oksida)  menggunakan electrolit film polimer sebagai penghantar electron. Tidak ada electrolit cair untuk golongan Lifepo4, harus menggunakan electrolit polimer kering. 

Golongan lithium phosphate atau yang dikenal dalam dunia kendaraan listrik adalah LIFEPO4. Keunggulan baterai ini adalah dalam long life capacity. Sehingga LifepO4 dikenal dengan istilah baterai panjang umur. Jumlah lifecycle golongan ini lebih banyak hingga 25% dibandingkan golongan lainnya.

strucktur LifePo4

Golongan ini sama familiarnya dengan LiNiMnO2, sehingga cukup banyak pula pabrik-pabrik yang memproduksi Lifepo4 dalam berbagai kemasan cell. Silinder, Prismatic dan soft pack semuanya ada. 

Kelemahan baterai LifePo4 saat ini adalah;. Secara harga masih satu tingkat lebih mahal diatas golongan lithium yang lainnya. Kelemahan yang ke 2 baterai lifepo4 hanya fokus profesional di karakter aplikasi longlife capacity saja. Jarang ditemui baterai Lifepo4 dengan karakter extra hi drain maupun large capacity mode yang bagus.

5. Li4Ti5O12 (Tetralitihium Pentatitanate Oksida)

Jika Lifepo4 lebih fokus ke arah long life capacity, golongan ini lebih ke arah Hi drain capacity. Golongan ini juga ada model LiNiCoAlO2 (Lithium Nikel Cobalt Alumunium Oksida). Beberapa mobil listrik yang sudah produksi masal menggunakan baterai golongan ini. Contohnya adalah Mitshubishi M-iEV, lalu bisa dimungkinkan Tesla juga menggunakan baterai yang serupa dengan golongan ini. 

Kelebihan Baterai golongan ini mampu bekerja keras hingga 30C rate tanpa mengalami penurunan perform/ kerusakan. Sedangkan kelemahan baterai ini adalah masih sangat minim seller-seller yang menjual baterai ini, sehingga di pasaran sulit dijumpai. BMS dan chargernya?. tentu lebih sulit didapat lagi.

initial voltage golongan ini biasanya 2,4V

JENIS BATERAI LITHIUM BERDASARKAN APLIKASI

1.    Long life Capacity

Definisi longlife capacity adalah baterai yang memiliki life cycle yang lama, memiliki masa usia pakai yang lama. Baterai LifePo4 tentu adalah juaranya dalam long life capacity. Maka tak heran beberapa pabrik LifepO4 membuat baterai untuk aplikasi solar panel. 

Lifepo4 battery untuk Solar Pane

Namun golongan lithium polimer tentu memiliki varian sendiri yang berkarakter long life capacity. Contoh misal baterai untuk laptop, PC tablet dan smarphone yang kini telah menggunakan lithium polimer. Namun untuk kendaraan listrik Lipo kurang sesuai jika hanya dikemas dalam bentuk softcase.

Lipo yang tidak tahan arus discharger

Pada kendaraan listrik long life capacity cocoknya digunakan pada bentuk sepeda motor listrik, sepeda kayuh listrik yang sering dipakai setiap hari dan setiap hari sering kehabisan baterai. Dimana rutinitas setiap hari harus charging.

LifePo4 battery diuji pada motor listrik

Grafik pengujian baterai LifePO4

karakter baterai longlife capacity memiliki kurva grafik discharger yang linier lurus.

namun akan langsung turun dragtis ketika menjelas end off dishcharger

curva charging juga hampir sama linier datar. 

namun pada awal dan akhir terjadi lonjakan kurva  

Kelemahan baterai jenis long life capacity adalah tidak boleh dilakukan pengeluaran amper yang besar secara kontinyu. Jika baterai ini dipaksa mengeluarkan amper yang besar secara kontinyu, maka kapasitas baterai ini akan berkurang. Pada pengujian di bogipower electric, baterai LifePO4 48V 50Ah mengalami penurunan kapasitas menjadi 45Ah karena dalam pemakaian konstan 1C. Jika dalam 3C maka kapasitas akan lebih kecil lagi.

2.    Large Capacity

Large capacity atau kapasitas yang besar. Golongan lithium ion adalah yang terbaik pada alikasi ini. Casing softpack dan prismatic yang paling banyak dijumpai pada baterai karakter large capacity. Baterai untuk aplikasi ini pada umumnya memiliki nilai Ah yang lebih besar dibandingkan nilai Ah yang tertulis pada name tag baterai.

Aplikasi umumnya baterai ini pada kendaraan listrik cukup banyak. Dari sepeda kayuh listrik, motor listrik, mobil golf listrik hingga mobil city car listrik banyak menggunakan baterai karakter large capacity. Selain untuk kendaraan listrik baterai ini cocok digunakan untuk aplikasi UPS dan large power bank.

grafik pengujian large capacity model cendurung stabil linier turun

grafik ini cenderung mirip dengan baterai SLA

Kelemahan baterai large capacity adalah: tidak boleh mengeluarkan amper yang sangat besar, diatas 3C atau 3X kapasitasnya. Jika baterai ini dipaksa mengeluarkan amper yang besar maka life cycle akan menurun.

3.    Hi Drain / Hi Discharger Current

Adalah jenis baterai yang digunakan untuk mengeluarkan energy yang besar. Power rate baterai ini bisa tahan kontinyu lebih dari 5C atau 5X kapasitas baterai nya. Untuk aplikasi kendaraan listrik, Secara jenis kimia tentu Lithium Titanate yang paling bagus untuk karakter ini. Namun yang ada di pasaran saat ini adalah LiNiMnO2 lah yang lebih banyak dijumpai untuk kendaraan listrik.

Samsung 22P dan 25R adalah baterai hi drain capacity

Samsung 22P dan 25R adalah baterai dengan karakter Hi drain capacity. Baterai ini mampu bekerjar diatas 5C rate kontinyu tanpa mengalami kerusakan. Baterai ini cocoknya untuk aplikasi kendaraan listrik balap, mobil listrik, atau kendaraan listrik yang jarang dipakai namun sekali dipakai untuk keperluan kencang. Atau kendaraan listrik yang dipakai di medan pegunungan yang jalannya banyak tanjakan.

karakter grafik kurva hi drain battery.

linier kemiringan turun, namun  di akhir dishcharge akan langsung menurun dragtis.  

Kelemahan baterai jenis ini adalah jumlah life cycle tidak sebanyak baterai large capacity ataupun long life capacity. Selain itu kelemahan baterai-baterai hi drain memiliki initial voltage yang sedikit kecil kecil daripada lithium ion yang large capacity.