Rancang Bangun Energy Management System untuk Kendaraan Roda Dua Hybrid Fuel Cell Baterai Superkapasitor Menggunakan Kontrol PI

Argesa, Jofan Syahfidi (2025) Rancang Bangun Energy Management System untuk Kendaraan Roda Dua Hybrid Fuel Cell Baterai Superkapasitor Menggunakan Kontrol PI. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5009211071-UNDERGRADUATE_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Perkembangan kendaraan listrik hybrid menghadapi tantangan dalam manajemen energi untuk memaksimalkan performa dan memperpanjang umur komponen. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, mengimplementasikan, dan mengevaluasi EMS menggunakan kontrol PI cascade. Objek penelitian adalah prototipe kendaraan roda dua hybrid "Vector Alpha R1" yang ditenagai oleh tiga sumber energi: fuel cell PEM 100W, baterai Li-Ion NMC 36V 10Ah, dan superkapasitor 48.6V 17.2F. Metode yang digunakan adalah implementasi sistem kontrol PI pada mikrokontroler ESP32 untuk mengatur daya keluaran fuel cell melalui sebuah DC-DC boost converter yang dimodifikasi. Parameter kontroler PI ditentukan melalui metode fine tuning untuk mendapatkan respons yang stabil. Kinerja sistem diuji melalui tiga skenario, yaitu uji akselerasi untuk mendapatkan respon transien, analisis kondisi tunak pada kondisi idle, dan driving cycle di lingkungan kampus ITS sejauh 5.1 km. Hasil pengujian menunjukkan bahwa EMS berbasis kontrol PI berhasil mengatur pembagian daya fuel cell dengan rise time sekitar 3-5 detik dan overshoot 7.1%. Metode ini berbeda dengan metode state machine sebelumnya karena menghasilkan aliran daya yang lebih proporsional terhadap beban total tetapi tidak berfokus pada pengurangan efek tegangan drop saat akselerasi. Kesimpulan dari penelitian ini adalah rancangan EMS dengan kontrol PI mampu mengurangi stres komponen meskipun ditemukan bahwa topologi pasif antara baterai dan superkapasitor masih memiliki kekurangan dalam menangani beban puncak.
==================================================================================================================================
The development of hybrid electric vehicles faces challenges in energy management to maximize performance and extend component lifespan. This research aims to design, implement, and evaluate an Energy Management System (EMS) using cascade PI control for a prototype hybrid two-wheeled vehicle, the "Vector Alpha R1," powered by a 100W PEM fuel cell, a 36V 10Ah Li-Ion NMC battery, and a 48.6V 17.2F supercapacitor. The method involved implementing a PI control system on an ESP32 microcontroller to regulate the fuel cell's power output through a modified DC-DC boost converter, with parameters determined by fine-tuning. Performance was tested through acceleration, idle state analysis, and a 5.1 km driving cycle. The results demonstrated that the PI-based EMS successfully managed power distribution with a rise time of 3-5 seconds and 7.1% overshoot. This approach differs from a previous state machine method by creating a more proportional power flow to the total load, although it doesn't focus on reducing voltage drop during acceleration. The study concludes that the PI control EMS design can reduce component stress, but the passive topology between the battery and supercapacitor still shows limitations in handling peak loads.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Energy Management System, Fuel cell, Kontrol PI, Kendaraan Hybrid, Superkapasitor.
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL221.5 Hybrid Vehicles. Hybrid cars
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Physics Engineering > 30201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Jofan Syahfidi Argesa
Date Deposited:	01 Aug 2025 02:05
Last Modified:	01 Aug 2025 02:05
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/123784

Actions (login required)

View Item