Prinsip Kerja dan Komponen Sepeda Listrik

Cara Kerja Sepeda Listrik

Sepeda listrik merupakan sepeda yang memiliki elemen penggerak berupa dinamo dengan sumber energi berupa listrik yang tersimpan pada baterai. Sepeda listrik saat ini semakin populer di Indonesia alasannya karena ramah lingkungan serta tidak perlu capek mengayuh. Merek sepeda listrik awalnya didominasi oleh merek dari tiongkok, namun semakin kesini merek lokal di Indonesia juga mulai memproduksi sepeda listrik.

Daftar Isi

• Komponen Sepeda Listrik 
• a.Motor Listrik
• b.Baterai Sepeda Listrik
• c.Kontroler Motor
• d.Throttle
• e.Rem Sepeda Listrik
• f.Sensor Torsi
• g.Komponen Mekanik E-bike
• Cara Kerja Sepeda Listrik
• Kesimpulan

Bahkan beberapa bengkel juga menawarkan jasa konversi sepeda biasa menjadi sepeda listrik. Tentunya ongkosnya pun bervariasi tergantung spesifikasi motor dan daya baterai yang digunakan. Begitu populernya sepeda listrik, semakin membuat penasaran sehingga timbul pertanyaan bagaimana sih prinsip kerja sepeda listrik ? Kemudian apa saja komponen-komponen yang ada di dalamnya ?

Oleh karena ini artikel ini akan mengulik lebih dalam terkait prinsip kerja dan komponen sepeda listrik.

Sepeda Listrik atau E Bike

Sepeda listrik di dunia dikenal dengan istilah E-Bike atau Electric Bike. Istilahnya cukup keren kan !
Ada berbagai jenis komponen yang diperlukan untuk membuat E-bike.

Komponen Sepeda Listrik

Komponen paling dasar yang diperlukan untuk membuat sepeda listrik atau E-bike adalah motor, pengontrol, baterai, throttle, rem, dan komponen mekanis.

Video diatas memberikan gambaran sekilas terkait komponen pada sepeda listrik. Pada artikel ini, kita akan jelaskan satu persatu terkait spesifikasinya.

Motor Listrik

Motor sepeda listrik tersedia dalam berbagai tingkatan daya mulai dari 200W hingga 1000W atau lebih. Tingkatan watt yang lebih tinggi berarti bahwa sepeda listrik atau e-bike akan mampu menangani lebih banyak torsi dengan lebih mudah, tetapi membutuhkan lebih banyak kapasitas baterai untuk beroperasi.

Akibatnya, motor 500W akan menguras baterai lebih cepat daripada motor 250W, tetapi ia akan lebih bertenaga. Konsep ini mirip seperti kubikasi CC mesin, semakin besar mesin maka semakin boros energi.

Motor listrik pada sepeda listrik

 

Motor listrik mengubah energi listrik dari baterai menjadi tenaga mekanik untuk mengoperasikan sepeda. Gambar motor di atas menggunakan motor brushed, atau motor brushless tetapi jenis motor yang paling umum untuk sepeda listrik adalah motor hub.

Umumnya motor listrik terintegrasi ke roda belakang atau depan sepeda listrik. Saat pengoperasian, motor listrik memutar roda melalui elemen penerus gaya seperti rantai. Namun, sistem ini akan bekerja dengan baik selama tidak terhubung ke roda gigi sepeda, sehingga efisiensi akan berkurang di tanjakan dan medan yang bervariasi.

Baterai Sepeda Listrik

Baterai sepeda listrik adalah komponen atau bagian paling mahal dari sepeda listrik. Pada awalnya, sepeda listrik atau e-bike menggunakan baterai asam timbal, Nickel Cadmium, atau NiMH. Namun dengan berkembangnya teknologi saat ini sepeda listrik mulai menggunakan baterai lithium-ion. Bagi anda yang penasaran terkait cara kerja baterai lithium-ion, silahkan mengunjungi link cara kerja baterai.

Ada alasan mengapa memilih baterai lithium-ion, karena baterai lithium-ion lebih ringan, lebih bertenaga, lebih andal, dan dengan siklus hidup yang semakin lama. Sel-sel pada baterai lithium-ion modern 8-10 kali lebih ringan daripada baterai timbal di masa lalu, selain itu dengan penggunaan tindakan pencegahan yang tepat, baterai ini dapat diharapkan untuk menyediakan lebih dari 5-6 tahun penggunaan reguler.

Baterai pada sepeda listrik

Paket baterai lithium-ion terdiri dari banyak sel lithium yang lebih kecil yang dihubungkan bersama menjadi seri dan paralel. Ini menentukan tegangan dan kapasitas (amp-per jam atau Ah) dari baterai. Sebagian besar baterai sepeda listrik atau e-bike adalah 36 Volt atau 48V.

Pada umumnya sel lithium-ion berbentuk silinder. Sel-sel ini memiliki catatan keamanan dan keandalan yang lebih baik daripada sel generik. Selain sel, baterai lithium-ion juga memerlukan Battery Management System (BMS), yang memantau tegangan setiap sel dan mengaktifkan pemutus arus sehingga baterai tidak akan diisi daya atau kelebihan daya.

Kontroler Motor

Kontroler motor adalah bagian penting dari sepeda listrik atau e-bike. Sebagian besar motor sepeda listrik adalah brushless, yang memiliki tiga kabel. Motor brushless tidak dapat berputar tanpa arus bolak-balik pada kontroler motor.

Kontroler motor pada sepeda listrik

Kontroler motor mengubah tegangan DC yang masuk menjadi arus bolak-balik tiga fasa. Bagian ini dapat terus menyesuaikan voltase ke motor dari 0 V hingga voltase baterai penuh, sesuai dengan sinyal throttle pengguna, sensor pedal, dan berbagai batasan arus.

Agar meningkatkan kemudahan penggunaan, pengontrol terletak di stang. Terdapat dua jenis motor kontroler yang umum di pasaran yakni pedal dan pengontrol berbasis throttle.

Kontroler pedal akan mengaktifkan listrik saat Anda menekan pedal. Sedangkan kontroler berbasis throttle bekerja dengan mekanisme potensiometer. Throttle dapat berupa tipe twist-grip atau tipe thumb-press. Dengan throttle, Anda dapat mengaktifkan energi listrik dengan menekan atau memutar seperti halnya mengendarai sepeda motor.

Throttle

Throttle digunakan untuk mengontrol jumlah penuh daya yang berasal dari motor listrik pada waktu tertentu. Hampir semua kontroler motor memiliki steker input throttle.

Throttle pada sepeda listrik

Umumnya, semua throttle menggunakan sensor hall dan magnet untuk mendeteksi posisi throttle. Posisi tegangan yakni 0.8-0.9V saat throttle mati dan naik ke 3.6-4V saat throttle beroperasi.

Dua throttle yang paling umum pada sepeda listrik, yakni throttle thumb press serta throttle twist-grip. Thumb press throttle digerakkan oleh ibu jari dengan cara mendorong, sementara throttle twist-grip beroperasi dari memutar handgrip.

Rem Sepeda Listrik

Sensor E-brake adalah perangkat yang memiliki fungsi untuk melakukan pengereman serta safety cut-off. Karena putaran torsi motor listrik begitu kuat, kita memerlukan pemutus daya sementara agar pengereman dapat maksimal. Cara kerjanya yakni ketika menarik tuas e-brake, energi listrik akan terputus sehingga tugas selanjutnya adalah pengereman secara mekanis.

Rem pada sepeda listrik

Manfaat lain yang kita dapat yakni memungkinkan Anda untuk mengoperasikan sakelar motor dari menyalakan sepeda hingga memberikan gaya pengereman yang halus dan stabil. Di pasaran, e-brake menjadi satu kesatuan dengan tuas rem mekanis atau hidraulik pada sepeda listrik.

Sensor Torsi

Sensor torsi merupakan komponen pendukung pada sepeda listrik atau  E-bike. Pada E-bike yang dibantu throttle, Anda mengontrol daya motor dengan tangan Anda, tetapi sensor PAS (pedal-assist system) atau sensor Torsi memungkinkan E-bike dikendalikan dari pedal Anda.

Sensor torsi sudah terpasang pada set engkol yang ada dan mengirim sinyal ke sepeda setiap kali Anda mulai mengayuh. Tujuan adanya sensor torsi yakni untuk mendeteksi adanya energi tambahan, sehingga penggunaan energi dapat efisien.

Komponen Mekanik E-bike

Selain komponen yang telah disebutkan di atas, terdapat beberapa bagian mekanis dan fitur yang digunakan sebagai penyusun blok sepeda listrik E-bike. Bagian ini termasuk sprocket, pinion, rantai dan freewheel.

Freewheel - Pada E-bike, freewheel memungkinkan Anda menjaga pedal sepeda Anda tetap diam ketika motor listrik memutar sepeda anda. Selain itu dengan adanya freewhel pada sepeda listrik juga memungkinkan anda untuk mundur ke belakang tanpa memutar pedal. Freewheel merupakan komponen yang dipasang di roda belakang Anda.

Pinion - Penggunaan kombinasi motor belakang dan gearboks pinion memberikan kenyamanan berkendara. Idealnya, daya dorong pengendara terlebih dahulu ditransmisikan melalui pusat gearboks pinion baru kemudian diperkuat oleh gaya dorong dari motor listrik.

Rantai - Komponen rantai pada sepeda listrik memiliki konsep yang sama pada sepeda konvensional yakni mentransfer daya dari pedal ke roda penggerak. Rantai memastikan transfer daya yang efisien, sehingga dapat memperpanjang masa pakai baterai.

Sprocket - Komponen sprocket pada sepeda listrik adalah bagian berputar yang memiliki gigi. Sprocket memiliki fungsi untuk mentransmisikan torsi pada sepeda listrik.

Cara Kerja Sepeda Listrik

Setelah mempelajari komponen apa saja yang ada pada sepeda listrik, sekarang saatnya kita menggabungkan komponen tersebut dalam satu kesatuan dan mempelajari cara kerjanya.

Pertama, kita memiliki baterai yang terhubung ke motor listrik. Kedua, motor listrik tersebut terhubung dengan kontroler melalui throttle. Kemudian motor listrik terhubung ke roda melalui komponen mekanik.

Jadi cara kerja sepeda listrik dimulai dari pengguna yang memiliki kendali penuh pada throttle. Pengguna dapat mengatur kapan aliran daya pada baterai mulai memutar motor listrik. Setelah motor listrik berputar, dengan bantuan dari komponen mekanik secara tidak langsung dapat memutar roda.

Pada beberapa kasus, kita dapat mengaktifkan maupun menonaktifkan torsi dari e-bike motor saat dibutuhkan saja. Video diatas menunjukkan testimoni pengguna sepeda listrik atau e-bike yang mengaktifkan torsi ketika jalanan menanjak di pegunungan.

Selain itu pada video tersebut, pengguna menonaktifkan motor e-bike saat jalan turunan. Hal ini berguna karena ketika jalanan turunan, motor e-bike justru menahan laju.

Kesimpulan

Kesimpulannya sepeda listrik memiliki berbagai komponen yang terhubung menjadi satu kesatuan sistem. Komponen utama pada sepeda listrik terdiri dari sepeda, motor listrik, baterai, kontroler, throttle serta rem (e-brake). Sedangkan komponen pendukung pada sepeda listrik terdiri dari sensor torsi dan komponen mekanik.

Energi utama dari sepeda listrik adalah baterai, sehingga sepeda listrik tergolong kedalam transportasi ramah lingkungan. Beberapa bengkel bahkan menawarkan konversi sepeda konvensional anda menjadi sepeda listrik. Tertarik ?