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 ion- Lithium 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 70 0 C, 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 ion- Lithium 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