Motor Brushless Direct Current (BLDC) merupakan salah satu penggerak utama pada kendaraaan listrik karena memiliki efisiensi konversi energi yang tinggi dan karakteristik torsi yang responsif. Namun, peningkatan temperatur akibat beban kerja dan durasi pengoperasian yang tinggi dapat menyebabkan penurunan efisiensi, peningkatan rugi-rugi tembaga (copper losses), serta percepatan degradasi material isolasi dan magnet permanen. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik cooling system pada motor BLDC 2 kW serta mengevaluasi penerapan fuzzy logic control dalam menjaga kestabilan temperatur guna meningkatkan efisiensi operasional motor. Cooling System dirancang menggunakan pendekatan hybrid cooling yang mengkombisnasikan liquid cooling dan air-cooling, dengan pengendalian berbasis metode Fuzzy Mamdani. Temperatur motor dipantau menggunakan sensor NTC 10k secara real-time, sedangkan aktuasi kipas radiator dikendalikan melalui sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang dihasilkan oleh mikrokontroler ESP32. Hasil Eksperimental menunjukkan bahwa cooling system mampu menurunkan temperatur maksimum sebesar 1-5 °C (±2–8%) dibandingkan kondisi tanpa pendinginan. Temperatur rata-rata juga mengalami penurunan hingga ±0–5 °C atau setara dengan ±0–11%. Selain itu, efisiensi penggunaan energi baterai meningkat, ditunjukkan oleh penurunan penggunaan tegangan rata-rata dari 6 V menjadi 3,8 V serta estimasi penurunan State of Charge (SoC) dari 19,9 % menjadi 12,7 %. Temuan ini menunjukkan bahwa sistem integrasi hybrid cooling dan fuzzy logic control efektif dalam meningkatkan stabilitas termal dan efisiensi motor BLDC.