Simulasi Battery Thermal Management System (BTMS) Kendaraan Listrik Menggunakan Cradle CFD – PT Tensor

Sebagai perusahaan yang berpengalaman dalam layanan Computational Fluid Dynamics sejak 2013, PT Tensor terus mendukung perkembangan teknologi kendaraan listrik melalui pemodelan dan simulasi termal yang akurat. Salah satu aspek terpenting dalam desain kendaraan listrik adalah Battery Thermal Management System (BTMS), yaitu sistem pengatur suhu baterai agar tetap bekerja secara optimal, aman, dan efisien.

Melalui perangkat lunak Cradle CFD (Hexagon), PT Tensor mampu membantu industri menganalisis dan mengoptimalkan performa sistem pendingin baterai menggunakan pendekatan teknik simulasi yang cepat, presisi, dan hemat biaya.

Latar Belakang: Pentingnya BTMS dalam Kendaraan Listrik

Mengapa Manajemen Termal Baterai Sangat Krusial?

Baterai lithium-ion di kendaraan listrik harus beroperasi dalam rentang temperatur tertentu agar:

• Performa kendaraan tetap stabil,

• Umur baterai lebih panjang,

• Risiko thermal runaway dapat diminimalkan,

• Charging dan discharging berjalan aman.

Tanpa sistem pendingin yang dirancang dengan baik, baterai dapat mengalami overheating yang menyebabkan penurunan kapasitas atau bahkan kegagalan kritis.
Dengan simulasi CFD, semua risiko tersebut dapat diidentifikasi lebih awal—bahkan sebelum produk diproduksi.

---

Layanan Simulasi BTMS oleh PT Tensor

PT Tensor menyediakan layanan simulasi BTMS menggunakan Cradle CFD yang mencakup:

• Analisis distribusi temperatur pada sel baterai, modul, hingga pack;

• Evaluasi efektivitas aliran pendingin (air/liquid coolant);

• Deteksi titik panas (hotspot) dan area dengan pendinginan kurang optimal;

• Optimasi desain geometri cooling channel;

• Simulasi transien untuk menganalisis kenaikan temperatur selama operasi kendaraan.

Layanan ini sangat cocok untuk industri otomotif, R&D kendaraan listrik, pengembangan battery pack, hingga startup teknologi energi.

---

Tahapan Simulasi BTMS Menggunakan Cradle CFD

1. Persiapan Model dan Geometri

PT Tensor memulai proses dengan mengimpor geometri sel baterai, modul, dan saluran pendingin ke dalam Cradle CFD. Model dapat berasal dari CAD internal klien atau desain awal yang disiapkan khusus untuk studi simulasi.

Tahap ini mencakup:

• Identifikasi domain solid dan fluid,

• Pembersihan geometri (healing),

• Penentuan part untuk analisis Conjugate Heat Transfer.

---

2. Penetapan Material dan Properti Termal

Properti Material Solid

Tim PT Tensor memasukkan nilai-nilai material seperti:

• Konduktivitas termal (battery casing, tab, cell),

• Densitas,

• Kapasitas panas jenis (specific heat capacity).

Penentuan Heat Generation

Beban panas internal diberikan berdasarkan:

• Data eksperimen klien,

• Profil charging/discharging,

• Estimasi heat generation rate pada berbagai kondisi operasi.

Input heat generation yang akurat sangat menentukan kualitas hasil simulasi BTMS.

---

3. Pengaturan Domain Fluida dan Boundary Condition

Fluida Pendingin

Cradle CFD memungkinkan penggunaan berbagai jenis fluida pendingin, seperti:

• Air,

• Water-glycol 50/50,

• Refrigerant (untuk advanced BTMS).

Boundary Conditions

Boundary condition umum yang digunakan:

• Inlet: laju aliran atau kecepatan fluida,

• Outlet: tekanan referensi,

• Dinding baterai: interaksi solid–fluida untuk conjugate heat transfer.

Tahapan ini membantu memastikan aliran pendingin menyapu panas secara optimal.

---

4. Meshing dan Refinement Area Kritis

PT Tensor menggunakan strategi meshing yang menyesuaikan geometri dan kebutuhan simulasi. Area tipis seperti saluran coolant, celah antar baterai, dan permukaan kontak didesain dengan mesh lebih halus.

Keuntungan dari strategi ini:

• Menangkap gradien temperatur dengan akurat,

• Waktu komputasi lebih efisien,

• Hasil simulasi lebih stabil.

---

5. Pengaturan Timestep dan Parameter Solver

Timestep Transien

BTMS biasanya dianalisis dalam mode transien untuk melihat evolusi temperatur terhadap waktu.
Umumnya digunakan timestep:

• 0.1 – 1 detik untuk simulasi termal 100–300 detik,

• Disesuaikan dengan kebutuhan studi laju pemanasan.

Parameter Solver

PT Tensor mengatur:

• Konvergensi residual,

• Monitoring point temperatur,

• Target stabilitas simulasi.

Dengan pengaturan yang tepat, hasil simulasi menjadi presisi dan dapat dibandingkan dengan data eksperimen.

---

6. Running Simulasi dan Monitoring Hasil

Selama proses komputasi, engineer PT Tensor memonitor:

• Grafik residual,

• Stabilitas aliran,

• Temperatur pada titik-titik kritis baterai,

• Efektivitas pendinginan sepanjang waktu.

Jika terjadi osilasi atau ketidakstabilan, penyesuaian mesh atau timestep dilakukan segera.

---

7. Post-Processing dan Laporan Hasil Simulasi

Visualisasi Temperatur

Cradle CFD menampilkan kontur temperatur di seluruh modul baterai, termasuk:

• Hotspot,

• Temperatur maksimum,

• Distribusi panas antar sel.

Analisis Aliran Pendingin

Visualisasi vektor aliran digunakan untuk:

• Mengevaluasi area stagnan,

• Memastikan pendinginan merata,

• Mengidentifikasi potensi redesign.

Rekomendasi Desain

PT Tensor memberikan rekomendasi teknis berbasis data seperti:

• Perubahan geometri cooling plate,

• Penyesuaian flow rate,

• Optimalisasi material atau ketebalan casing,

• Strategi peningkatan performa BTMS secara keseluruhan.

---

Mengapa Memilih PT Tensor untuk Simulasi BTMS?

Keunggulan Layanan PT Tensor

• Pengalaman sejak 2013 dalam simulasi CFD industri, termasuk otomotif & energi.

• Mahir menggunakan Cradle CFD, OpenFOAM, dan software komersial lainnya.

• Analisis detail dan solusi siap implementasi.

• Mendukung klien dari tahap konsep hingga produksi.

Hasil Lebih Cepat & Hemat Biaya

Dengan simulasi, Anda dapat mengurangi iterasi prototyping fisik, mempercepat R&D, dan menghemat biaya pengembangan baterai.

---

Penutup

Simulasi Battery Thermal Management System menggunakan Cradle CFD terbukti menjadi tools yang sangat efektif untuk memastikan performa dan keamanan baterai kendaraan listrik. PT Tensor hadir sebagai partner teknis yang dapat membantu industri mendesain dan mengoptimalkan sistem pendingin baterai secara cepat, tepat, dan profesional.

Untuk konsultasi atau kebutuhan simulasi BTMS lainnya, PT Tensor siap membantu dengan pengalaman dan keahlian terbaik.