Meningkatkan Keselamatan Kendaraan Listrik dengan Simulasi Ansys Fluent

Daniel Tanu Setiaji
7:30 MINS
May 23, 2025

Kendaraan Listrik atau dalam bahasa inggris disebut Electric Vehicle (EV) telah dipandang sebagai alternatif dari kendaraan Internal Combustion Engine (ICE). Sebagian karena peningkatan keandalan, keamanan, dan pengurangan biaya. Namun, kendaraan listrik bukan berarti tanpa tantangan. Sebagian besar berita yang meliput kegagalan kendaraan listrik biasanya berkisar pada satu masalah; Kendaraan listrik yang tiba-tiba terbakar, atau tanpa kemungkinan penyebab dalam fenomena yang disebut thermal runaway.

Di bawah ini, kami akan membahas secara lengkap bagaimana simulasi Ansys Fluent meningkatkan keamanan baterai kendaraan listrik untuk mencegah terjadinya thermal runaway.

Mengerti Thermal Runaway

Sebelum kita membahas lebih dalam tentang masalah ini, ada baiknya kita memahami lebih baik apa yang menyebabkan kendaraan listrik mengalami peristiwa thermal runaway. Thermal runaway pada baterai adalah fenomena di mana baterai atau paket baterai mengalami korsleting internal, karena beroperasi di luar parameter aman, yang biasanya disebut sebagai penyalahgunaan. Dapat dibagi menjadi tiga kategori; penyalahgunaan mekanis, penyalahgunaan listrik, dan penyalahgunaan termal.

Pada baterai Lithium yang digunakan sebagian besar kendaraan listrik, korsleting yang disebabkan oleh penyalahgunaan tersebut dapat menyebabkan kenaikan suhu yang cepat ke tingkat yang ekstrim. Sehingga baterai menghabiskan semua energi yang tersimpan, sambil melepaskan gas dari interaksi korsleting dalam fenomena lain yang disebut Ventilasi Baterai. Dalam ventilasi baterai Lithium, beberapa gas yang dilepaskan sangat reaktif dan mudah terbakar. Jika dikombinasikan dengan thermal runaway yang menghasilkan suhu ekstrem bersama dengan kemungkinan percikan api dari korsleting baterai itu sendiri, berarti memungkinkan gas yang rentan mulai terbakar tanpa sumber api dari luar.

Thermal runaway adalah reaksi yang sangat eksotermik. Melepaskan panas dalam jumlah yang sangat besar, sehingga kegagalan baterai tunggal dalam satu kemasan tanpa sistem mitigasi yang tepat memiliki peluang yang sangat besar untuk menyebarkan thermal runaway ke baterai yang berdekatan. Sehingga menyebabkan reaksi berantai yang dahsyat. Alhasil menyebabkan kebakaran kendaraan listrik dapat berlangsung berjam-jam dan sangat sulit untuk dipadamkan.

Apa itu Ansys Fluent?

Ansys Fluent adalah salah satu software Computational Fluid Dynamics (CFD) yang canggih dan banyak digunakan di dunia. Software ini digunakan untuk mensimulasikan aliran fluida, perpindahan panas, reaksi kimia, hingga fenomena fisika terkait fluida lainnya dalam berbagai industri. Salah satunya yaitu kendaraan listrik.

Fungsi utama Ansys Fluent:

Memprediksi sifat fluida (gas dan cairan) di dalam atau sekitar objek
Menganalisa perpindahan panas dan pendinginan sistem
Mensimulasikan reaksi kimia seperti pembakaran atau percampuran bahan
Mengoptimasi desain berdasarkan hasil simulasi aliran flu

6 Fitur utama:

Solver CFD canggih: Mampu menangani simulasi aliran fluida dari sederhana hingga kompleks
Meshing otomatis dan adaptif: Pembuatan mesh yang efisien untuk meningkatkan akurasi simulasi
Multiphysics: Dapat digabung dengan simulasi struktural, elektromagnetik, dan akustik
User-friendly GUI & Workflow: Interface modern yang memudahkan proses simulasi dari awal hingga akhir
Parallel processing: Dapat dijalankan di banyak core komputer untuk simulasi yang lebih cepat
Post-processing lengkap: Visualisasi hasil berupa grafik, animasi, dan data numerik

Peran Ansys Fluent dalam Keamanan Baterai Kendaraan Listrik

Ansys Fluent menyediakan serangkaian alat simulasi komprehensif yang memungkinkan para engineer untuk mendesain, menguji, dan mengoptimalkan paket baterai kendaraan listrik. Alat-alat ini memfasilitasi analisis terperinci dari berbagai aspek keamanan paket baterai, termasuk manajemen termal, integritas struktural, sistem pendingin, prediksi thermal runaway, prediksi ventilasi baterai, analisis pembakaran, hingga dinamika fluida.

Semua alat yang disediakan memungkinkan analisis lebih rinci dari sistem yang kompleks untuk memastikan keamanan kendaraan listrik.

Berikut adalah beberapa area utama yang terpengaruh oleh penggunaan Ansys Fluent:

Sistem Pendingin

Pemilihan Baterai

Dukungan Struktural

Pencegahan Thermal Runaway

Bahkan dengan semua tindakan pencegahan dan keamanan yang terpasang, dapat dimengerti bahwa pada satu titik baterai dapat gagal dan sangat penting bahwa menahan pelarian ke sel tunggal harus menjadi hal yang diupayakan oleh semua engineer
Ansys Fluent membantu mendesain sistem yang kuat untuk mencegah penyebaran pelarian ke sel baterai yang berdekatan, melampiaskan atau mengeluarkan gas yang dihasilkan, dan mencegah terjadinya pembakaran. Sehingga secara signifikan mengurangi risiko bencana kebakaran

Kesimpulan

Dengan setiap berita tentang kebakaran mobil listrik yang menjadi sorotan karena sulitnya memadamkannya, menjadi penting untuk mendesain kemasan baterai yang lebih aman. Tidak hanya dapat bertahan dari lingkungan dan penyalahgunaan, tetapi juga dapat mencegah kegagalan yang besar ketika terjadi masalah. Ansys Fluent menjadi alat bantu yang sangat diperlukan untuk memastikan keamanan paket baterai dalam kendaraan listrik. Baik untuk memilih baterai yang lebih sesuai, mengoptimalkan sistem pendingin, dan meningkatkan integritas structural. Sehingga mampu memajukan industri kendaraan listrik agar tetap senantiasa menghasilkan solusi yang terbaik.