AUTO-TECH, Electrical Technology

Memperluas Jangkauan Kendaraan Listrik, Apa Peran Industri Semikonduktor?

ShareBagaimana memperluas jangkauan kendaraan listrik dan apa peran industri semikonduktor? Tim peneliti bekerja sama dengan produsen otomotif, pembuat komponen, dan stakeholders lainnya—agar...

Written by Jeremius Bawono · 2 min read >
Memperluas Jangkauan Kendaraan Listrik

Bagaimana memperluas jangkauan kendaraan listrik dan apa peran industri semikonduktor? Tim peneliti bekerja sama dengan produsen otomotif, pembuat komponen, dan stakeholders lainnya—agar produksi kendaraan listrik lebih efisien. 

Memperluas Jangkauan Kendaraan Listrik
Silikon karbida sedang dikembangkan agar dapat diproduksi secara massal sebagai aplikasi e-mobilitas atau kendaraan listrik. Memperluas jangkaun kendaraan listrik, apa peran industri semikonduktor? (Foto/©: Volker Mai/Fraunhofer IZM)

Rancangan kendaraan listrik terus dikembangkan oleh berbagai negara seperti Indonesia dan Jerman. 

Untuk itu para peneliti terus mencari bahan baku terbaru seperti  silikon karbida yang merupakan bahan alternatif yang demikian menjanjikan khususnya untuk pengembangan industri semikonduktor dalam beberapa tahun mendatang. 

Tim peneliti di Institut Fraunhofer yang menangani pengembangan Keandalan dan Integrasi Mikro IZM bekerja sama dengan mitranya yakni perusahaan. Mereka sedang menyelesaikan proyek Modul SiC khusus meningkatkan jenis semikonduktor agar dapat dimanufaktur secara industri yang berkelanjutan.

Sebenarnya, serbuk silikon karbida dalam bentuk sintetis telah diproduksi secara massal sejak puluhan tahun silam. Bahan ini  digunakan sebagai bahan abrasif. Butiran silikon karbida mudah terikat bersama dengan sintering untuk membentuk keramik dalam keadaan sangat keras.

Bahan  digunakan dalam beragam aplikasi yang membutuhkan daya tahan tinggi misalnya pada  rem mobil, kopling mobil, dan pelat keramik yang digunakan sebagai rompi anti peluru khususnya bagi tentara atau polisi.

Bagaimana membuat silikon karbida? Bahan ini diproduksi dengan menggunakan proses Acheson yang membutuhkan pemanasan pasir silika dan karbon dengan capaian suhu tinggi di dalam tungku tahan grafit Acheson. 

Bahan itu dibentuk sebagai bubuk (serbuk) halus atau massa yang terikat dan harus digiling sebelum digunakan sebagai bahan baku bubuk yang berguna untuk kendaraan listrik seperti dijelaskan di atas. 

Tim peneliti Fraunhofer berupaya meningkatkan efisiensi drivetrains pada kendaraan listrik agar dapat memperluas jangkauan kendaraan yang belakangan ini cenderung menjadi pilihan di berbagai negara termasuk Indonesia.

Tim peneliti Fraunhofer menjelaskan melalui rilisnya bahwa bahan silikon karbida sedang di perjalanan menuju pembuatan massal untuk aplikasi e-mobilitas khususnya kendaraan listrik.

Seperti kita maklumi bahwa electromobility memiliki penangkal yang skeptis serta menunjuk adanya batasan pada kecepatan tertinggi yang dapat dicapai mobil listrik dan jangkauan maksimumnya. Bagaimana mengatasinya?

Hal itu bergantung pada daya elektronik, kekuatan elektronik dalam e-mobilitas, ukuran, berat, dan efisiensi—merupakan faktor penentu atau pemutusan untuk daya elektronika sesuai dengan tujuan pembuatan kendaraan listrik.  

Bahan silicon carbide merupakan temuan semikonduktor yang baru dan dapat dijadikan sebagai tanda dalam tiga kotak. Penggunaannya lebih efisien meski meninggalkan jejak yang lebih kecil dibandingkan semikonduktor konvensional seperti silikon.

Hingga sekarang, kita belum dapat menemukan penggunaan silikon karbida di dalam kendaraan jenis apa pun seperti mobil. Para ahli sedang meneliti dan mengembangkan  bahan semikonduktor secara terbatas di laboratorium penelitian. 

Apakah mungkin bahan semikonduktor ini dipindahkan dari laboratorium ke pabrik untuk produksi secara massal? Tim peneliti yang menggarap proyek Modul SiC memperhitungkan semua kondisi industri manufaktur agar hasil percobaan di laboratorium sama dengan di pabrikasi nantinya.   

Desain modul merupakan contoh nyata yang dibuat oleh para peneliti di Fraunhofer IZM yang mendasarkan pada struktur papan sirkuit yang tercetak klasik dan cara ini sudah biasa dikerjakan oleh para pelaku industri yakni produsen kendaraan. 

Penyaluran listrik lebih pendek dengan daya yang lebih tinggi. Inilah modul  yang dicapai oleh para peneliti yang manfaatnya dicapai berkat kemajuan ilmu pengetahuan dan penerapan teknologi terbaru

Cara mengikat kawat semikonduktor ke paket atau komponen di kendaraan yang dilakukan oleh para peneliti dengan menanamkannya atau membuatnya langsung di sirkuit. Peneliti menggunakan kontak tembaga dengan bahan galvanik untuk mempersingkat kabel dan mengoptimalkan perutean daya. 

Para calon pelanggan yakni perusahaan yang akan menggunakan modul ciptaan para peneliti, menyaksikan proses pengembangan pada tahun pertama pengerjaan proyek. Tim menyusun lembar spesifikasi yang menunjukkan persyaratan listrik, termal, dan kinerja untuk modul dan semikonduktor. 

Para peneliti harus bekerja sama dengan pengguna yakni pelaku industri agar dapat memenuhi keinginan ketika tiba saatnya  menentukan spesifikasi produk. Perusahaan pembuat mobil, pemasok komponen, dan OEM serlibat langsung dalam upaya memetakan ukuran, tata letak, dan sirkuit modul daya-elektronik untuk kendaraan listrik. 

Kerja sama kolektif berupaya memanfaatkan ruang yang tersedia di powertrain kendaraan. Lars Böttcher, Pemimpin Kelompok di Fraunhofer IZM merangkap Kepala Proyek Sub Proyek Silicon Carbide, mengatakan, “Kami melampaui bukti konsep umum karena kami sedang mengembangkan lebih dari sekadar pembuatan prototipe melalui proyek ini.” 

Tujuan pengerjaan proyek itu adalah untuk meningkatkan bahan silikon karbida semikonduktor baru dan implementasi teknologi ketika dilakukan produksi massal.

Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Republik Jerman mendanai proyek tersebut dengan Euro 3,89 juta sebagai bagian dari pengembangan kendaraan listrik. 

Tim peneliti menjadwalkan, sejak  Januari 2018 hingga Desember 2020, proyek ini melibatkan enam mitra bersama Fraunhofer IZM yakni: AixControl-Gesellschaft für leistungselektronische Systemlösungen GmbH, Conti Temic mikroelektronika GmbH, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Robert Bosch GmbH, dan Schweizer-Thermo GmbH.

Artinya, kerja sama stakeholders bertujuan untuk memperluas jangkaun kendaraan listrik yang berimbas signifikan terhadap pengembangan teknologi dan sektor pendukung seperti industri semikonduktor. 

Bagaimana perkembangan kendaraan listrik di Indonesia?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *