Infotekmesin Vol.
No.
Juli 2025 p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 DOI: 10.
35970/infotekmesin.
2791, pp.
Rancang Bangun Sepeda Motor Listrik (SEMOLI) Generasi 3 Nur Akhlis Sarihidaya Laksana1*.
Bayu Aji Girawan2.
Radhi Ariawan3 .
Akhlis Rahman Sari Nurhidayat4 1, 2, 3 Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Cilacap 3Program Studi Teknik Mesin.
Universitas Jendral Sudirman 1,2,3Jln.
Dr.
Soetomo No.
1 Karangcengis Sidakaya.
Kabupaten Cilacap, 53212.
Indonesia 4Jl.
Raya Mayjen Sungkono.
Kalimanah.
Kabupaten Purbalingga, 53371.
Indonesia E-mail: akhlissl@pnc.
id1, bayuajigirawan@pnc.
id2, radhi.
ariawan@pnc.
id3, akhlis.
rahman@unsoed.
Abstrak Info Naskah:
Naskah masuk: 25 Mei 2025 Direvisi: 7 Juli 2025 Diterima: 20 Juli 2025 Pada penelitian ini melakukan proses rancang bangun sepeda motor listrik (SEMOLI) generasi tiga merupakan pengembangan dari generasi sebelumnya dengan tujuan pengembangan kendaraan listrik menggunakan gearbox, guna menambahkan rasio percepatan untuk meningkatkan kecepatan pada medan datar, tanjakan dan pengujian konsumsi energi.
sebagai salah satu solusi alternatif atas kenaikan bahan bakar dan menipisnya sumber energi fosil.
Hasil penelitian ini mendukung program konversi kendaraan listrik nasional.
Hasilnya dapat digunakan untuk pengembangan industri Metode yang digunakan research and development (R&D).
Proses rancang bangun dimulai menghitung kebutuhan rancangan pemindah daya dan rangka.
dilakukan proses simulasi rangka menghasilkan tegangan maksimal 149 MPa dengan Tegangan ijin 163, 2 MPa dengan displacement sebesar 2 mm.
Dikatakan aman dilanjutkan proses manufaktur dan fabrikasi.
Proses uji coba kendaraan menghasilkan kecepatan maksimal kendaraan sebesar 55 km/jam dengan konsumsi energi rata Ae rata sebesar 27 watt/hour.
Abstract Keywords:
design process.
energy consumption.
electric motorcycles.
In this research, the design process of the third generation of electric motorcycles (SEMOLI) is carried out, which is a development of the previous generation with the aim of developing electric vehicles using gearboxes, in order to add acceleration ratios to adjust to road or terrain conditions.
as an alternative solution to the increase in fuel and the depletion of fossil energy sources.
The results of this study support the national electric vehicle conversion program.
The results can be used for the development of the automotive industry.
The method used is research and development (R&D).
The design process begins by calculating the design requirements for power transfer and frames.
The frame simulation process produces a maximum stress of 149 MPa with an allowable stress of 163.
2 MPa with a displacement of 2 mm.
It is said to be safe to continue the manufacturing and fabrication process.
The vehicle trial process produces a maximum vehicle speed of 55 km/h with an average energy consumption of 27 watts/hour.
*Penulis korespondensi:
Nur Akhlis Sarihidaya Laksana E-mail: akhlissl@pnc.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Pendahuluan Kendaraan Listrik pada saat ini menjadi salah satu kendaraan yang banyak diminati oleh Masyarakat karena penggunaannya yang praktis.
Selian itu untuk penggunaan sehari Ae hari tidak menimbulkan efek bising karena suara knalpot dan juga polusi udara karena efek hasil pembakaran.
Peningkatan dari emisi gas buang setiap hari kian meningkat, selain itu juga peningkatan efek rumah kaca meningkatkan gas CO2.
Kendaraan listrik menjadi salah satu solusi untuk mengurangi emisi gas karbon dioksida.
Problem pada pengembangan kendaraan listrik adalah menyediakan komponen elemen penunjang.
Salah satu langkah paling mudah adalah menggantikan komponen penggerak utama motor bakar yaitu poros engkol dan piston dengan motor listrik .
Kendaraan yang ada saat ini masih menggunakan mesin pembakaran dalam.
Mesin pembakaran dalam memerlukan bahan bakar fosil sebagai sumber bahan bakar Sedangkan umumnya kendaraan listrik menggunakan penggerak motor listrik dengan sumber tenaga baterai .
Kendaraan listrik merupakan salah satu alternatif kendaraan yang menggunakan yang menggunakan perangkat elektrik motor dan motor kontroler.
Daya yang diteruskan berasal dari baterai yang diteruskan ke motor dimanfaatkan.
Pada penelitian sebelumnya .
melakukan proses perancangan kendaraan listrik dengan sistem penggerak motor listrik yang langsung dihubungkan dengan sproket dan Hasil dari penelitian tersebut kecepatan kendaraan masih terbatas karena hanya memiliki satu rasio percepatan.
Tahun selanjutnya dikembangkan sepeda motor listrik dengan sistem pemindah daya menggunakan transmisi CVT (Continously Variable Transmitio.
, kendaraan ini dapat bergerak secara handal, namun masih terdapat kendala dengan perubahan percepatan.
Percepatan kendaran belum maksimal dalam medan datar dan tanjakan .
Dua kendaraan yang dibuat memiliki perbedaan pada sistem transmisi sehingga menghasilkan kecepatan yang berbeda.
Konsumsi energinya juga memiliki perbedaan kendaraan .
Dalam perencanaan rancang bangun kendaraan listrik juga mempertimbangkan beberapa hal seperti kerangka kendaraan, motor listrik yang digunakan, baterai yang Pada penelitian ini berfokus pada pengembangan sepeda motor listrik dengan transmisi menggunakan gearbox, guna menambah variasi kecepatan.
Penelitian ini memiliki tujuan perbaikan kecepatan pada medan datar, tanjakan dan pengujian konsumsi energi.
Hasil penelitian ini mendukung program konversi kendaraan listrik nasional.
Hasilnya dapat digunakan untuk pengembangan industri Metode Metode Penelitian ini dengan metode Research and Development (R&D) yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Proses perancangan dimulai dari menghitung kebutuhan dari kendaraan listrik dari elemen masing-masing digunakan.
Selanjutnya melakukan analisis rancangan untuk mengetahui secara detail dan perbaikan konsep perancangan.
Setelah analisis perancangan selesai dilanjutkan tahap manufaktur dan fabrikasi.
Tahap terakhir pengujian dari Awal melakukan penelitian ini melakukan proses perhitungan kebutuhan untuk memilih dan menghitung elemen mesin yang cocok digunakan.
Dari gear dan sproket, poros, pasak, roda gigi dan rangka.
Pada proses analisis rancangan dilakukan proses perhitungan dan justifikasi baik atau buruk untuk masing Ae masing komponen untuk dibuat atau produksi.
Seperti halanya untung analisis rangka untuk mengetahui kuat tidaknya rangka jika diberi beban.
Proses manufaktur merupakan proses pembuatan masing Ae masing komponen komponen yang dibuat seperti poros, pasak dan roda gigi.
Untuk rangka dilakukan proses penyambungan tetap menggunakan metode pengelasan.
Proses fabrikasi merupakan proses perakitan semua komponen kerangka seperti sistem kemudi, sistem pemindah daya, sistem Tahap selanjutnya dilakukan proses pengujian alat seperti keandalan dan konsumsi energi.
Gambar 1.
Flowchart Kegiatan Penelitian Konsep dari pemindahan daya yang digunakan dengan cara mengkonversi mesin bakar dengan motor listrik pada bagian piston.
Bagian piston digantikan dengan motor listrik.
Putaran yang dihasilkan oleh motor listrik diteruskan langsung menuju poros engkol dari mesin, putaran yang dihasilkan akan diteruskan ke gearbox mesin.
Dari gearbox mesin dilanjutkan menuju roda dengan transmisi tipe sproket p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 dan rantai.
Konsep pemindah daya ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.
Baterai kendaraan Tabel 1.
Spesifikasi Baterai Spesifikasi Baterai Nilai Satuan Tegangan Volt Daya Watt Motor Listrik Motor listrik digunakan sebagai penggerak utama untuk menggantikan motor bakar.
Ada beberapa kriteria yang digunakan dalam pemilihan motor listrik yaitu efisiensi, daya, ukuran, cara perawatan, faktor daya dan kecepatan .
Gambar 4 menunjukkan motor listrik yang digunakan dan Tabel 2 spesifikasi motor listrik.
Gambar 2.
Konsep Pemindah Daya Keterangan Motor Listrik Kopling Tetap Sproket Rantai Sproket Rantai Gearbox Sproket Rantai Ban Adapun persamaan yang digunakan dalam perancangan kendaraan sepeda motor listrik generasi 3 .
, .
yaycycuycoycoycnycuyci = yayc O ycA O yci ya = ycA O yci O ycIycnycu yu yayca = 2 yuUyca*Cd*Af* yaycc O yayce O .
cO)2 ya1 = ycAyca yaycycuycycayco = yaycycuycoycoycnycuyci yayciycycayccycnyceycu yayca ya1 Gambar 4.
Motor Listrik Dimana Cr adalah koefisien rolling resistance, g adalah percepatan gravitasi .
/s2 ), yu adalah road gradient , a adalah percepatan .
/s.
Cd adalah koefisien drag aerodynamic.
Fa adalah gaya aerodynamic (N), yuUyca adalah masa jenis .
g/m.
M adalah Massa benda .
V adalah kecepatan .
F1 adalah gaya internal (N).
AF adalah luas area .
1 Baterai Baterai adalah perangkat yang menyimpan energi dalam bentuk energi kimia dan mengubahnya menjadi energi listrik saat dibutuhkan.
Baterai umumnya terdiri dari beberapa sel elektrokimia yang bekerja bersama untuk menghasilkan tegangan dan arus listrik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Material baterai yang digunakan lithium-ion.
Untuk spesifikasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 2.
Spesifikasi Motor Listrik YALU Spesifikasi Motor Listrik Nilai Satuan Tegangan Volt Daya Watt Torsi Kecepatan Rpm 3 Kontroller Kontroller yang digunakan untuk motor listrik menggunakan dari yalu dengan tegangan kerja 48 Volt arus DC dengan besar arus yaitu 45 A dengan daya 2000 Watt.
Kontroller ditunjukkan pada Gambar 5.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Rangka Rangka kendaraan berfungsi untuk tempat melekatnya komponen kendaraan.
Pada kasus ini kendaraan listrik rangka memiliki peran untuk tempat meletakan motor listrik, baterai, dan sistem suspensi .
Untuk analisis rangka yang aman menggunakan pembanding antara tegangan terjadi dengan tegangan ijin.
yuaycnycycnycu = yuayc ycyce Gambar 5.
Kontroler 4 Gearbox Pada penelitian ini menggunakan gearbox dengan 4 rasio percepatan.
Gearbox pada Gambar 6 memiliki 4 roda gigi percepatan dengan rasio yang berbeda dengan rasio primer 22 : 75 dan pada percepatan satu atau gigi satu 12 :
36, pada percepatan 2 atau roda gigi dua adalah 16 : 31, pada percepatan 3 atau roda gigi tiga adalah 20 : 27 dan percepatan 4 atau roda gigi 4 23 : 25.
Gambar 8.
Motor Listrik yuaycnycycnycu adalah tegangan rangka yang diijinkan yang diterima oleh rangka.
yuayc adalah yield strength dari material yang digunakan dalam rangka.
Sf adalah sefaty factor dari material yang digunakan yaitu ASTM A53.
sefaty factor dapat diperoleh dengan proses simulasi rangka dengan software Solidwork.
Tabel 3 menunjukkan mechanical Tabel 3.
Tabel mechanical properties bahan rangka Mechanical Properties Strength Nilai Satuan Tensile Strength MPa Yield Strength MPa Gambar 6.
Gearbox 5 Swing Arm.
Suspensi Belakang dan Suspensi Depan Suspensi dan swing arm berfungsi unuk meredam getaran yang diakibatkan benturan antara roda dengan jalan.
Getaran yang dihasilkan dari benturan antara kendaraan dan jalan diserap oleh komponen suspensi yaitu absober, sehingga getaran tidak langsung diterima oleh rangka dan tubuh pengendara .
Suspensi yang digunakan ditunjukan oleh Gambar 7a.
Hasil dan Pembahasan Setelah proses perencanaan dilakukan proses manufaktur yaitu membuat poros dan kopling tetap untuk meneruskan putaran dari motor listrik menuju gearbox.
Proses manufaktur menggunakan mesin bubut untuk pembuatan kopling yang ditunjukkan pada Gambar 9 dan poros chrankshaft ditunjukkan pada Gambar 10 .
Kopling berfungsi untuk meneruskan putaran dari motor listrik menuju poros.
Untuk tingkat kekasaran sebesar minimal N7 atau kisaran 1.
6 mikron.
selanjutnya dihubungkan dengan poros motor listrik dengan suaian sesak.
Selanjutnya kopling disambungkan dengan poros untuk menuruskan putaran menuju gearbox.
yccycN = ( 16ycNyce 1 A ycyca yccyco = ( Gambar 7a.
Suspensi Depan Kendaraan, 4b.
Suspensi Belakang dan Swing arm 32ycAyce 1 A yuayca Dari persamaan .
digunakan untuk mencari diameter minimal poros.
dT adalah diameter poros berdasarkan torsi ekuivalen.
Te adalah torsi ekuivalen.
adalah tegangan geser ijin, sedangkan dm adalah diamter p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 poros berdasarkan momen ekuivalen.
Me adalah momen ekuivalen.
Ea adalah tegangan tarik ijin.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan persamaan .
diameter poros adalah 11,16 mm.
Gambar 11.
Analisis Pembebanan Pada Rangka Gambar 9.
Kopling Tetap Gambar 10.
Poros Chrankshaft Gearbox memiliki 4 roda gigi percepatan dengan rasio yang berbeda dengan rasio primer 22 : 75 dan pada percepatan satu atau gigi satu 12 : 36, pada percepatan 2 atau roda gigi dua adalah 16 : 31, pada percepatan 3 atau roda gigi tiga adalah 20 : 27 dan percepatan 4 atau roda gigi 4 23 : 25.
Pada proses perencanaan rangka dilakukan proses analisis tegangan dengan bantuan software solidwork 2018 untuk mengetahui posisi mana dari rangka yang mengalami deformasi yang berlebihan.
Pada gambar 11 menunjukkan setting pembeban yang diasumsikan beban dari penumpang, gearbox, kontroler dan baterai.
Pada Bagian yang berwarna orange menunjukkan pembeban dari berat kontroler dan baterai seberat 3 kg, pada bagian yang ditunjukkan kolom merah menunjukkan beban gearbox dan motor listrik seberat 5 kg, pada bagian yang ditunjukkan pada kolom kuning merupakan beban penumpang 160 kg.
Pada Gambar 12 menunjukkan hasil dari convergensi mesh dengan setting pada ujung untuk kemudi diberikan tumpuan roll dengan asumsi mengalami tegangan secara horizontal dari pengemudi yang ditunjukkan hasil berwarna biru.
Simulasi pembeban diasumsikan mengalami beban statis pada bagian Gambar 12.
Convergensi Mesh.
Pada Gambar 12 menunjukkan convergansi mesh dimana tegangan mulai stabil pada ukuran 12.
8 mm ke atas, dimana artinya konvergensi tercapai tidak perlu mesh yang lebih halus karena hasil mulai stabil di antara 147 sampai 150 MPa.
Pembebanan rangka kendaraan sepeda motor listrik generasi 3 sebesar 1636,6 N beban tersebut terdistribusi merata pada rangka jok pengendara sebesar 1470 N dengan rangka tengah 166,6 N.
Hasil analisis rangka sepeda motor listrik generasi 3 yang ditunjukkan pada Gambar 13 dari hasil simulasi karena pembebanan mengalami displacement paling maksimal sebesar 2 mm pada bagian belakang dari rangka kendaraan atau ujung dari rangkang.
Pada Gambar 14, menunjukkan tegangan sebesar 149 MPa sedangkan tegangan ijin rangka sebesar 163,2 MPa.
Gambar 13.
Displacement Rangka p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Gambar 17.
Bentuk Jadi Gambar 14.
Tegangan Von messes Setelah tahapan analisis rancangan selesai melakukan proses fabrikasi dengan cara pengelasan menggunakan las SMAW (Shielded Metal Arc Weldin.
dengan model single bevel butt atau groove weld dengan ukuran 5 mm seperti yang ditunjukan pada Gambar 15.
Gambar 15.
Gambar Titik Pengelasan Setelah proses pengelasan rangka dilakukan tahap selanjutnya yaitu proses finishing yaitu proses pelapisan dengan cat dengan metode spray.
Hasil pengecatan ditunjukkan pada Gambar 16.
Hasil kecepatan yang dihasilkan dengan 4 gigi percepatan adalah 55 km/jam.
Hasil menunjukkan kecepatan tertinggi pada roda gigi 4 dipengaruhi oleh jenis motor listrik dan tipe transmisi.
Kecepatan yang dihasilkan motor listrik banyak teredukasi atau terkurang karena penggunaan rantai yang kendor sehingga menyebabkan kehilangan kecepatan.
Pada Gambar 18 yang ditunjukkan oleh kotak merah berisi sproket dan rantai untuk meneruskan putaran dari motor listrik ke gearbox.
Gambar 18.
Gerabox Pengujian pada medan tanjakan dan medan mendatar yang ditunjukkan pada Gambar 19, saat medan datar SEMOLI Generasi 3 menunjukkan peningkatan signifikan dibanding Generasi 2 sebesar 41 %.
Pada medan tanjakan terjadi perbedaan signifikan sebesar 58,4 %.
Pada Gambar Menunjukkan konsumsi energi dalam tiga puluh kali percobaan dengan parameter percobaan dilakukan di jalan lurus sepanjang 1 km dengan kecepatan maksimal dari Kendaraan disetting dengan baterai dalam kondisi penuh.
Dari Gambar 20 menunjukkan nilai yang ubah-ubah dalam konsumsi kendaraan karena beberapa faktor di antara adalah kondisi jalan yang berubah ubah yang awalnya sepi menjadi ramai atau sebaliknya.
Kecepatan angin yang berubah sehingga mempengaruhi laju kecepatan Konsumsi energi rata-rata adalah 27 watt/hour .
faktor kecepatan mempengaruhi konsumsi energi.
Semakin cepat kendaraan maka semakin hemat dalam konsumsi Gambar 16.
Rangka Jadi Setelah selesai proses pengecatan dilanjutkan proses perakitan komponen sesuai dengan desain.
Pada Gambar 17.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Gambar 19.
Perbandingan Kecepatan Pengujian konsumsi energi yang ditunjukkan pada Gambar 20 menunjukkan konsumsi yang relaif stabil, meskipun mengalami fluktuasi.
Tren dari grafik regresi menunjukkan penurunan efisiensi energi seiring dengan waktu atau penggunaan, yang mengindikasikan terjadi penurunan performa sistem.
Gambar 20.
Konsumsi energi Kesimpulan Rancang bangun sepeda motor listrik generasi tiga dengan menggunakan gearbox berhasil dibuat.
Kecepatan maksimal yang dihasilkan 41 % lebih tinggi pada medan datar dan 58,4 % lebih tinggi pada medan menjakan dibandingkan dengan SEMOLI 2, dengan konsumsi energi rata Ae rata 27 watt/hour.
Kekuautan tegangan rangka sebesar 149 MPa dengan tegangan ijin 163, 2 MPa sehingga disimpulkan dalam kondisi aman.
Proses fabrikasi dengan menggunakan las SMAW.
Perancangan sepeda motor listrik (SEMOLI) memiliki tiga tipe kaitan dengan percepatan .
pengembangan selanjutnya dapat mempertimbangkan desain dan tata letak komponen baterai dan motor penggerak agar lebih efisien dalam proses pendinginan dan transfer dayanya.
Daftar Pustaka