Silabus Simulasi dan Analisis Sistem Dinamis pada Kendaraan Listrik Menggunakan MATLAB/Simulink
Sesi 1: Pengantar MATLAB/Simulink
- Pengenalan antarmuka MATLAB dan Simulink.
- Dasar-dasar pemrograman di MATLAB.
- Membuat dan menjalankan model sederhana di Simulink.
- Studi kasus: Simulasi sistem mekanis dasar.
Sesi 2: Pengenalan Sistem Kendaraan Listrik
- Pengantar konsep kendaraan listrik (Electric Vehicle – EV).
- Jenis-jenis kendaraan listrik: BEV, PHEV, HEV.
- Komponen utama EV: Motor listrik, baterai, konverter.
- Pengenalan blok-blok Simulink untuk simulasi EV.
Sesi 3: Simulasi Motor Listrik
- Jenis motor listrik yang digunakan pada EV (BLDC, Induksi, PMSM).
- Model matematika motor listrik.
- Simulasi motor listrik di Simulink.
- Analisis karakteristik performa motor.
Sesi 4: Pemodelan Baterai
- Pengantar karakteristik baterai (SOC, SOH, kapasitas).
- Pemodelan baterai menggunakan Simulink Battery Blockset.
- Simulasi pengosongan dan pengisian baterai.
- Analisis pengaruh parameter baterai terhadap performa EV.
Sesi 5: Sistem Manajemen Baterai (BMS)
- Fungsi dan arsitektur BMS.
- Implementasi model BMS di Simulink.
- Simulasi proteksi overcharge dan overdischarge.
- Analisis pengaruh BMS pada umur baterai.
Sesi 6: Sistem Penggerak Kendaraan (Powertrain)
- Komponen utama sistem penggerak: Motor, konverter, roda.
- Pemodelan sistem penggerak kendaraan.
- Simulasi distribusi tenaga dari baterai ke roda.
- Analisis efisiensi energi pada sistem penggerak.
Sesi 7: Sistem Kendali Kecepatan
- Pengantar kontrol kecepatan motor listrik.
- Desain kontroler PID untuk kecepatan motor.
- Implementasi dan tuning kontroler di Simulink.
- Studi kasus: Pengendalian kecepatan pada motor BLDC.
Sesi 8: Sistem Kendali Torsi
- Konsep pengaturan torsi pada motor listrik.
- Desain kontroler torsi pada motor.
- Implementasi kontroler torsi di Simulink.
- Analisis respons torsi terhadap beban.
Sesi 9: Sistem Regenerative Braking
- Konsep regenerative braking pada EV.
- Pemodelan sistem regenerative braking.
- Simulasi pemulihan energi saat pengereman.
- Analisis efisiensi pemulihan energi.
Sesi 10: Sistem Pengendalian Stabilitas
- Pengenalan Vehicle Stability Control (VSC).
- Pemodelan sistem pengendalian stabilitas.
- Implementasi kontroler stabilitas di Simulink.
- Studi kasus: Simulasi anti-lock braking system (ABS).
Sesi 11: Sistem Pengendalian Laju Energi
- Konsep manajemen energi pada EV.
- Implementasi manajemen energi dengan Simulink.
- Simulasi distribusi energi pada berbagai kondisi jalan.
- Analisis efisiensi energi pada berbagai skenario.
Sesi 12: Simulasi Dinamika Longitudinal
- Pemodelan dinamika longitudinal kendaraan.
- Simulasi akselerasi dan deselerasi kendaraan.
- Analisis pengaruh gaya traksi dan hambatan.
- Studi kasus: Simulasi performa akselerasi.
Sesi 13: Simulasi Dinamika Lateral
- Pemodelan dinamika lateral kendaraan.
- Simulasi belokan dan stabilitas lateral.
- Analisis understeer dan oversteer.
- Studi kasus: Simulasi manuver belokan tajam.
Sesi 14: Analisis Pengaruh Massa Kendaraan
- Pengaruh distribusi massa pada dinamika kendaraan.
- Simulasi dengan variasi massa kendaraan.
- Analisis performa pada kondisi beban yang berbeda.
- Studi kasus: Simulasi performa dengan penumpang penuh.
Sesi 15: Pemodelan Suspensi Kendaraan
- Pengantar sistem suspensi kendaraan.
- Pemodelan suspensi sederhana (quarter car model).
- Simulasi respon suspensi terhadap ketidakrataan jalan.
- Analisis kenyamanan berkendara.
Sesi 16: Pemodelan Sistem Kemudi (Steering)
- Pemodelan sistem kemudi kendaraan.
- Simulasi respons kemudi pada kecepatan tinggi.
- Analisis kontrol yaw dan handling.
- Studi kasus: Simulasi pengendalian kemudi otomatis.
Sesi 17: Integrasi Sistem Dinamis Kendaraan
- Integrasi sistem dinamis longitudinal, lateral, dan suspensi.
- Simulasi perilaku kendaraan pada berbagai kondisi.
- Analisis interaksi antar sistem dinamis.
- Studi kasus: Simulasi manuver menghindar rintangan.
Sesi 18: Pengembangan Model Hardware-in-the-Loop (HIL)
- Konsep simulasi HIL untuk sistem kendaraan.
- Persiapan model untuk simulasi HIL.
- Implementasi simulasi HIL dasar dengan Arduino/Simulink.
- Analisis performa sistem HIL.
Sesi 19: Pemodelan Sistem Pengisian Baterai
- Pengenalan teknik pengisian baterai (CC, CV).
- Pemodelan sistem pengisian baterai.
- Simulasi pengisian baterai dengan berbagai metode.
- Analisis waktu pengisian dan degradasi baterai.
Sesi 20: Analisis Efisiensi Energi Sistem EV
- Pengukuran efisiensi energi sistem EV secara keseluruhan.
- Simulasi efisiensi pada berbagai skenario operasi.
- Analisis pengaruh kondisi lingkungan (temperatur, jalan).
- Studi kasus: Simulasi efisiensi pada cuaca ekstrem.
Sesi 21: Pengembangan Model Kendaraan Hibrida
- Konsep dasar kendaraan hibrida (HEV).
- Pemodelan sistem hibrida seri dan paralel.
- Simulasi perpindahan tenaga antara mesin bakar dan motor listrik.
- Analisis konsumsi bahan bakar pada HEV.
Sesi 22: Pengembangan Model Kendaraan Otonom
- Konsep dasar sistem otonom pada kendaraan.
- Pemodelan dan simulasi sistem navigasi.
- Implementasi pengendalian jalur otomatis.
- Studi kasus: Simulasi manuver parkir otomatis.
Sesi 23: Simulasi Interaksi Kendaraan dengan Lingkungan
- Pemodelan interaksi kendaraan dengan lingkungan (cuaca, jalan).
- Simulasi pengaruh kondisi lingkungan terhadap performa EV.
- Analisis pengaruh suhu dan kelembaban terhadap baterai.
- Studi kasus: Simulasi kendaraan di kondisi ekstrim.
Sesi 24: Validasi dan Verifikasi Model
- Teknik validasi dan verifikasi model Simulink.
- Implementasi validasi model kendaraan dengan data real.
- Studi kasus: Validasi model sistem penggerak EV.
- Analisis perbandingan hasil simulasi dan data eksperimen.
Sesi 25: Optimasi Sistem Dinamis Kendaraan
- Teknik optimasi parameter sistem kendaraan.
- Implementasi optimasi menggunakan MATLAB Optimization Toolbox.
- Studi kasus: Optimasi parameter sistem penggerak.
- Analisis hasil optimasi terhadap performa kendaraan.
Sesi 26: Pemodelan Pengemudi (Driver Model)
- Pengenalan model pengemudi pada simulasi kendaraan.
- Implementasi driver model di Simulink.
- Simulasi interaksi pengemudi dan kendaraan.
- Studi kasus: Simulasi skenario mengemudi defensif.
Sesi 27: Simulasi Siklus Berkendara (Drive Cycle)
- Pengenalan konsep drive cycle (WLTP, NEDC).
- Pemodelan siklus berkendara di Simulink.
- Simulasi konsumsi energi pada berbagai drive cycle.
- Analisis konsumsi energi pada siklus kota dan jalan tol.
Sesi 28: Simulasi Sistem Penggerak All-Wheel Drive (AWD)
- Konsep sistem penggerak AWD pada EV.
- Pemodelan dan simulasi distribusi tenaga ke empat roda.
- Simulasi performa kendaraan AWD pada berbagai kondisi jalan.
- Analisis stabilitas dan traksi kendaraan AWD.
Sesi 29: Simulasi Sistem Pendingin Kendaraan Listrik
- Pengantar sistem pendingin untuk baterai dan motor listrik.
- Pemodelan sistem pendingin di Simulink.
- Simulasi distribusi panas pada berbagai kondisi operasi.
- Analisis efisiensi sistem pendingin dan temperatur operasi.
Sesi 30: Proyek Akhir dan Presentasi
- Pengembangan proyek simulasi sistem dinamis EV berdasarkan topik pilihan.
- Implementasi simulasi dan analisis performa.
- Presentasi hasil proyek simulasi.
- Evaluasi dan diskusi hasil simulasi.
Silabus ini mencakup berbagai aspek simulasi dan analisis kendaraan listrik menggunakan MATLAB/Simulink, mulai dari pemodelan dasar hingga proyek akhir yang kompleks.
