DESIGN AND OPTIMIZATION OF LIGHTWEIGHT LITHIUM- ION BATTERY PROTECTOR WITH 3D AUXETIC META STRUCTURES

• Main Author: Alfred Stephenson Biharta , Michael
• Format: Final Project
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/62016
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Riset ini mempelajari tentang perancangan dan optimasi struktur sandwich berbasis struktur auxetic untuk melindungi sistem baterai pada kendaraan listrik (EV) dari beban ground impact. Pada studi ini, baterai berjenis pouch dipakai karena memiliki potensi besar untuk menjadi baterai Li-Ion selanjutnya yang dipakai secara massal pada EV karena kesederhaaannya, kepadatan energi yang lebih tinggi, dan efisiensi ruang yang lebih tinggi dari jenis lainnya. Namun, seperti jenis baterai Li-Ion lainnya, baterai berjenis pouch juga memiliki risiko kebakaran yang tinggi saat mengalami deformasi berlebih. Struktur sandwich disini dirancang untuk mencegah deformasi berlebih pada baterai akibat beban ground impact. Bagian core dari struktur sandwich ini akan diisi dengan struktur auxetic yang telah melalui proses optimasi untuk memaksimalkan rasio energi terserap terhadap beratnya (SEA). Performa ini dianalisis dengan metode elemen hingga non-linier. Lima variabel geometri dari struktur auxetic yang akan di analisis dengan Analysis of Variance dan di optimasi dengan metode Taguchi. Variabel control yang optimum adalah double-U hierarchal (DUH), tebal penampang = 2 ????????????????, panjang cell = 10 ????????????????, lebar cell = 17 ????????????????, dan tinggi dari lengkungan = 3 ????????????????. Geometri optimum ini lalu di susun menjadi 3 konfigurasi struktur sandwich yang berbeda. Struktur sandwich yang sudah dioptimasi terdiri dari cell DUH pada bagian core yang sudah teroptimasi dan diperbesar secara panjang hingga 200% panjang awal (dimensi cell menjadi 38 × 38 × 24 ????????????????), yang lalu disusun dalam konfigurasi 11 × 11 × 1 cell, sehingga dimensi akhir dan massa dari konfigurasi tersebut menjadi 189 × 189 × 12 ???????????????? dan 0.75 ????????????????. Struktur sandwich yang sudah dioptimasi dapat melindungi baterai berjenis pouch dengan sangat baik dari beban ground impact dengan deformasi maksimal 1.92 ????????????????, yang dibawah ambang batas kegagalan baterai.