shedenk[dot]com

Hibrida Terbaik: Seri, Paralel, atau Seri-Paralel?

Mobil hibrida adalah mobil yang menggunakan dua sumber penggerak. Secara umum saat ini, mobil hibrida menggunakan motor bakar dan motor listrik untuk memutar roda. Khusus untuk motor bakar, saat ini yang banyak digunakan adalah mesin bensin.

Karena menggunakan dua sumber penggerak, ada tiga cara mengaplikasikannya untuk memutar roda. Ketiganya adalah seri, paralel, dan kombinasi seri-paralel. Masing-masing punya kelebihan dan kekurangan.

Tidak hanya kelebihan (kesederhanaan) atau kekurangan (kerumitan) teknologi dari setiap sistem yang membuat kinerja sistem berbeda. Kondisi lalu lintas juga berpengaruh. Misalnya dalam kota dan di jalan tol yang benar-benar bebas macet!

Seri
Inilah konfigurasi hibrida paling sederhana. Pada hibrida seri, hanya motor listrik yang bertugas menggerakkan roda. Motor listrik menerima tenaga listrik dari baterai atau dari generator yang digerakkan oleh mesin bensin.

Komputer menentukan berapa banyak tenaga dari baterai atau generator/mesin. Generator dan rem regeneratif mengisi baterai. Mesin biasanya berkapasitas kecil dan dihubungkan secara seri karena hanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan tenaga rata-rata.

Baterai biasanya lebih bertenaga dibandingkan pada hibrida paralel. Hal ini dilakukan untuk memperoleh kebutuhan tenaga yang besar. Untuk ini, ukuran baterai dan motor lebih besar. Di samping itu, harus menggunakan generator yang juga berfungsi sebagai motor starter saat mesin dihidupkan pertama kali. Motor starter atau generartor dimanfaatkan sebagai regeneratif energi saat rem digunakan.

Akibatnya, biaya hibrida seri lebih mahal dibandingkan hibrida paralel. Saat ini yang menggunakan konfigurasi tersebut adalah Chevy Volt.

Kalau mesin bensin boros saat mobil digunakan di dalam kota atau lalu lintas macet (stop & go), hibrida seri justru memberikan hasil terbaiknya. Penyebabnya, mesin bensin hanya bekerja pada rentang sangat sempit atau mendekati efisiensi optimumnya.

Di samping itu, sistem seri ini juga tidak memerlukan kopling dan transmisi agar mobil bisa bekerja pada berbagai kondisi kerja. Mesin bensin baru bekerja bila energi pada baterai habis. Mobil hanya digerakkan oleh motor listrik.

Paralel
Mesin bensin dan motor listrik langsung menggerakkan roda. Tambahan kontrol komputer dan transmisi memungkinkan komponen bekerja secara bersama-sama. Konsep ini diaplikasikan Honda pada Insight, Civic, dan Accord, kemudian menyebutnya Integrated Motor Assist (IMA). Merek lain yang memilih cara ini adalah Mercedes-Benz dan BMW.

Hibrida paralel dapat menggunakan baterai yang lebih kecil. Tujuan utama dari konsep ini adalah memanfaatkan energi regeneratif.

Kendati demikian, ketika kebutuhan tenaga tidak terlalu besar, hibrida paralel memanfaatkan tenaga mesin bensin memutar generator untuk mengisi baterai, atau digunakan sebagai charger tambahan. Fungsinya mirip dengan alternator pada mobil konvensional.

Karena mesin bensin langsung dihubungkan ke roda, pemborosan akibat mengubah energi mekanis menjadi listrik atau sebaliknya bisa dihilangkan. Kondisi ini membuat hibrida paralel efisien digunakan di jalan tol.

Sebaliknya, saat digunakan pada lalu lintas kota yang macet, mobil ini justru jadi lebih boros. Pasalnya, pada kondisi stop & go, mesin harus mampu menghasilkan tenaga pada rentang putaran mesin yang lebih lebar. Ini sama saja dengan mobil yang mengandalkan mesin bensin.

Seri-paralel
Kedua sistem digabungkan sekaligus. Mesin bensin dan motor listrik langsung memutar roda (sama dengan paralel). Kendati demikian, mesin bisa dimatikan dan mobil hanya digerakkan oleh motor listrik (mobil listrik).

Konsep tersebut diterapkan oleh Prius. Inilah yang membuatnya menjadi mobil hibrida paling irit di dunia saat ini (juga ditentukan oleh bagian lain, seperti siklus kerja mesin bensin dan desain bodi). Merek lain yang juga mengikuti Prius adalah Ford Escape Hibrida.

Dengan menggunakan dua penggerak ini, mesin lebih sering bekerja mendekati titik efisiensi optimumnya. Pada kecepatan rendah, mesin bekerja seperti hibrida seri. Sebaliknya, pada kecepatan tinggi, mesin bekerja secara paralel.

Hibrida seri-paralel membutuhkan baterai berukuran lebih besar. Di samping itu, mekanisme dan sistem kontrol menjadi rumit karena komputer harus mampu memilih penggerak yang diaktifkan sesuai dengan kondisi mobil yang dijalankan. Apakah salah satu saja atau keduanya sekaligus? Toyota menyebutnya "Hybrid Synergy Drive".