CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD

Kebutuhan akan produk ramah lingkungan mendorong pertumbuhan mobil listrik selama 5 tahun terakhir. Sekitar 10 juta kendaraan listrik telah beroperasi pada akhir 2020 di Dunia. Nilai ini diprediksi akan terus meningkat di tahun-tahun berikutnya. Di Indonesia, sebanyak 1900 kendaraan listrik telah...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Prayoga
Format: Final Project
Language:Indonesia
Online Access:https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/75040
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Institution: Institut Teknologi Bandung
Language: Indonesia
id id-itb.:75040
spelling id-itb.:750402023-07-25T08:55:39ZCROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD Prayoga Indonesia Final Project Lithium-Ion, Side Pole Impact, Cross car beam INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/75040 Kebutuhan akan produk ramah lingkungan mendorong pertumbuhan mobil listrik selama 5 tahun terakhir. Sekitar 10 juta kendaraan listrik telah beroperasi pada akhir 2020 di Dunia. Nilai ini diprediksi akan terus meningkat di tahun-tahun berikutnya. Di Indonesia, sebanyak 1900 kendaraan listrik telah terjual di semester awal 2021. Namun penggunaan Lithium-Ion pada mobil listrik berpotensi menimbulkan kebakaran dari tegangan rendah dan impak akibat kecelakaan seperti Side Pole Impact. Oleh karena itu diperlukan proteksi terhadap baterai mobil listrik yang aman dan juga ringan. Kondisi ini dapat dicapai dengan mengoptimasi geometri dan material cross car beam dan sistem chassis. Cross car beam akan mempertahankan bentuk struktur bawah ketika terjadi impak dari arah samping. Tiang dengan diameter 254 mm dibuat berdasarkan FMVSS 214 dan akan menerima energi kinetik sebesar 32 km/h dari struktur chassis. Variasi konfigurasi dimodelkan berdasarkan data sampel dari proses Latin Hypercube Sampling (LHS). Lalu hasilnya akan disimulasikan menggunakan metode elemen hingga dan mendapatkan Specific Energy Absorption (SEA) dari model tertentu. Kemudian Machine Learning akan memprediksi konfigurasi desain dengan SEA maksimum dan tegangan baterai minimum seperti penggunaan Artificial Neural Network (ANN) untuk aproksimasi model dan Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) untuk optimasi variabel. Terakhir, algoritma TOPSIS akan digunakan untuk mendapatkan konfigurasi yang optimal. Penelitian ini akan memvariasikan geometri dari cross-car beam (Top Hat, Closed Top Hat, Rectangular) dan material (Carbon Steel, Aluminum 6061-T6, and Aluminum 5012). Chassis juga akan dioptimasi dengan memvariasikan material dan ketebalan. Proses optimasi menghasilkan SEA dan tegangan batre sebesar 4.06 kJ/kg dan 39 MPa dengan konfigurasi Top Hat dan material aluminium 6061-T6. Kemudian simulasi numerik dilakukan untuk memvalidasi hasil tersebut. Galat yang terjadi sebesar 8.77% untuk SEA dan 3.88% untuk tegangan baterai. Hasil optimasi ini meningkatkan kemampuan SEA sebesar SEA 180.85% dan menurunkan tegangan baterai sebesar 20.39% dari model baseline. text
institution Institut Teknologi Bandung
building Institut Teknologi Bandung Library
continent Asia
country Indonesia
Indonesia
content_provider Institut Teknologi Bandung
collection Digital ITB
language Indonesia
description Kebutuhan akan produk ramah lingkungan mendorong pertumbuhan mobil listrik selama 5 tahun terakhir. Sekitar 10 juta kendaraan listrik telah beroperasi pada akhir 2020 di Dunia. Nilai ini diprediksi akan terus meningkat di tahun-tahun berikutnya. Di Indonesia, sebanyak 1900 kendaraan listrik telah terjual di semester awal 2021. Namun penggunaan Lithium-Ion pada mobil listrik berpotensi menimbulkan kebakaran dari tegangan rendah dan impak akibat kecelakaan seperti Side Pole Impact. Oleh karena itu diperlukan proteksi terhadap baterai mobil listrik yang aman dan juga ringan. Kondisi ini dapat dicapai dengan mengoptimasi geometri dan material cross car beam dan sistem chassis. Cross car beam akan mempertahankan bentuk struktur bawah ketika terjadi impak dari arah samping. Tiang dengan diameter 254 mm dibuat berdasarkan FMVSS 214 dan akan menerima energi kinetik sebesar 32 km/h dari struktur chassis. Variasi konfigurasi dimodelkan berdasarkan data sampel dari proses Latin Hypercube Sampling (LHS). Lalu hasilnya akan disimulasikan menggunakan metode elemen hingga dan mendapatkan Specific Energy Absorption (SEA) dari model tertentu. Kemudian Machine Learning akan memprediksi konfigurasi desain dengan SEA maksimum dan tegangan baterai minimum seperti penggunaan Artificial Neural Network (ANN) untuk aproksimasi model dan Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) untuk optimasi variabel. Terakhir, algoritma TOPSIS akan digunakan untuk mendapatkan konfigurasi yang optimal. Penelitian ini akan memvariasikan geometri dari cross-car beam (Top Hat, Closed Top Hat, Rectangular) dan material (Carbon Steel, Aluminum 6061-T6, and Aluminum 5012). Chassis juga akan dioptimasi dengan memvariasikan material dan ketebalan. Proses optimasi menghasilkan SEA dan tegangan batre sebesar 4.06 kJ/kg dan 39 MPa dengan konfigurasi Top Hat dan material aluminium 6061-T6. Kemudian simulasi numerik dilakukan untuk memvalidasi hasil tersebut. Galat yang terjadi sebesar 8.77% untuk SEA dan 3.88% untuk tegangan baterai. Hasil optimasi ini meningkatkan kemampuan SEA sebesar SEA 180.85% dan menurunkan tegangan baterai sebesar 20.39% dari model baseline.
format Final Project
author Prayoga
spellingShingle Prayoga
CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
author_facet Prayoga
author_sort Prayoga
title CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
title_short CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
title_full CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
title_fullStr CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
title_full_unstemmed CROSS CAR BEAM STRUCTURE OPTIMIZATION FOR EV BATTERY PROTECTION USING MACHINE LEARNING METHOD
title_sort cross car beam structure optimization for ev battery protection using machine learning method
url https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/75040
_version_ 1822994120591802368