Contact Us

Name

Email *

Message *

Modul SMK Otomotif : Baterai

Modul SMK Otomotif : Baterai

Modul Baterai

Baterai Mobil merupakan alat yang menyimpan energi untuk mensuplai sistem kelistrikan mobil seperti untuk menghidupkan mobil saat awal atau melakukan starter, sistem pengapian, sistem listrik body, sistem instrumen mobil, sistem kelistrikan air condisionir (AC), sistem wiper, sistem listrik power windows, sistem audio dan sistem kelistrikan lainnya. Jadi baterai mobil sangat penting untuk dipelajari.


 
 Gambar 1 : Baterai Mobil

Untuk memahami apa itu baterai uraian di bawah ini akan membahas pengertian akumulator dan baterai, fungsi baterai, kontruksi baterai, pemahaman voltage dan kapasitas baterai, jenis baterai pada kendaraan bermotor, reaksi elektrokimia pada baterai basah, reaksi elektrokimia pada baterai kering, pemeriksaan volume larutan elektrolit, pengukuran berat jenis elektrolit baterai, pengukuran tegangan baterai, pengukuran arus listrik baterai, permasalahan pada baterai mobil, perbaikan baterai, dan cara perawatan baterai.

A.     PENGERTIAN AKUMULATOR DAN BATERAI
Akumulator adalah alat yang dapat menyimpan energi dalam bentuk kimia. Umumnya, energi ini dalam bentuk energi listrik. Contohnya akumulator adalah baterai, kapasitor dan lainnya.
Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus listrik bolak-balik/alternating current (AC) dan sumber arus listrik searah/dirrect current (DC). Sumber arus listrik AC dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator. Ada beberapa macam sumber arus searah, misalnya sel voltage, elemen kering (baterai), akumulator, solar sel, dan dinamo arussearah. Elemen voltage, batu baterai, dan akumulator merupakan sumber arus searah yang dihasilkan oleh reaksi kimia. Oleh karena itu, elemen voltage, batu baterai, dan akumulator sering disebut elektrokimia. Dikatakan elektrokimia sebab alat tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Ini adalah gambar baterai dan kapasitor.




                       
       Gambar 2 : Baterai Basah  
      Gambar 3 : Kapasitor
       
Baterai dan kapasitor memiliki fungsi yang sama untuk menyimpan arus listrik (Ampere) yang diberi simbol A dan memiliki tegangan (Voltage) yang diberi simbol V. Dalam dalam topik ini akan membahas baterai.

B.    FUNGSI BATERAI
1.    Untuk menghidupkan mobil saat melakukan starter
2.    Sebagai sumber arus listrik sistem pengapian
3.    Sebagai sumber arus listrik sistem penerangan (untuk menghidupkan lampu-lampu pada saat malam atau siang)
4.    Untuk menghidupkan sistem instrumen mobil
5.    Untuk menghidupkan sistem kelistrikan air condisionir (AC)
6.    Untuk menghidupkan sistem wiper (penghapus kaca)
7.    Untuk menghidupkan sistem listrik power window
8.    Untuk menghidupkan sistem audio dan sistem kelistrikan lainnya.

C.    KONTRUKSI BATERAI
Baterai terdiri dari beberapa komponen antara lain : Kotak baterai, cover, terminal baterai, elektrolit baterai, lubang elektrolit baterai, tutup baterai dan sel baterai. Dalam satu baterai terdiri dari beberapa sel baterai, tiap sel menghasilkan tegangan 2 - 2,1 V. Baterai 6 V terdiri dari 3 sel, baterai 12 V mempunyai 6 sel, baterai 24 volt terdiri dari 12 sel, baterai 36 volt terdiri dari 18 sel dan 48 volt terdiri dari 24 sel baterai yang dirangkai secara seri. Lihat gambar blok sel di bawah ini :


LARUTAN  ASAM SULFAT
 

TERMINAL NEGATIF
 

TERMINAL POSITIF
 
      

Gambar 4 : Hubungan Blok Sel Baterai
(VEDC, 2004)

Tiap sel baterai mempunyai lubang untuk mengisi elektrolit baterai dan untuk melakukan perawatan melalui membersihkan kotoran-kotoran yang ada di dalam baterai, lubang tersebut ditutup dengan tutup baterai, pada tutup terdapat lubang ventilasi yang digunakan untuk mengalirkan uap dari elektrolit baterai. Tiap sel baterai terdapat plat positif, separator danfiberglass dan plat negatif, plat positif berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatif berwarna abu-abu metalik (metallic gray).

Gambar 5 : Kontruksi Baterai Mobil


D.    BAGIAN-BAGIAN BATERAI DAN FUNGSINYA
Penjelasan bagian-bagian baterai dan fungsinya sebagai berikut :
1.    Kotak baterai
Gambar 6 : Kotak Baterai
Kotak baterai adalah wadah yang menampung cairan elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan di dalamnya dibagi menjadi ruangan sesuai dengan jumlah selnya. Pada kotak baterai terdapat garis tanda upper level dan lower level, sebagai indikator jumlah cairan elektrolit 



2.    Cover Baterai
Cover baterai berfungsi sebagai penutup kotak baterai yang berwarna hitam seperti pada gambar di bawah dan cover sebagai penahan terminal positif dan terminal negatif. Cover juga terdapat lubang/tutup baterai dan terdapat tanda berat jenis elektrolit yang berwarna merah menandakan perlu distroom, warna putih menandakan masih baik atau bisa digunakan dan warna hijau menandakan sangat baik.
Gambar 7 : Cover Baterai


3.    Elektrolit baterai
Elektrolit adalah cairan yang dapat menghantarkan arus listrik. Cairan air aki terdapat campuran asam sulfat dan air. Yang mana asam sulfat 35 % dan mengandung air adalah 65 % ketika dicampur menjadi satu maka disebut air aki.

4.    Terminal baterai
Terminal adalah sumber aliran listrik yang berasal dari reaksi kimia yang ada di dalam baterai. Yang ditandai terminal positif dan terminal negatif.

Gambar 8 : Terminal Baterai



5.    Lubang elektrolit baterai
IMG_1796Lubang elektrolit adalah lubang untuk mengisi air aki dan untuk membersihkan kotoran yang ada dalam baterai ataupun untuk perawatan bagian dalam baterai.


Gambar 9 : Lubang Elektrolit Baterai
6.    Tutup Baterai
Sumbat ventilasi ialah tutup untuk lubang pengisian elektrolit dan sumbat ini berfungsi untuk memisahkan gas hidrogen (yang terbentuk saat pengisian) dan uap asam sulfat di dalam baterai dengan cara membiarkan gas hidrogen keluar lewat lubang ventilasi, sedangkan uap asam sulfat mengembun pada tepian ventilasi dan menetes kembali ke bawah bercampur lagi dengan air aki utama.
Gambar 10 : Tutup  Baterai





7.    Sel baterai.
Sel baterai adalah suatu komponen baterai berfungsi menyimpan arus listrik sesudah terjadi reaksi kimia. Sel terdiri dari plat positif, separator dan fiberglass dan plat negatif, plat positif berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatif berwarna abu-abu metalik (metallic gray).



Gambar 11 : Sel Baterai


                                                                                            
E.     JENIS BATERAI PADA KENDARAAN BERMOTOR
Jenis baterai basah atau aki konvensional yaitu Yuasa, GS, Incoe, G-Force, Massiv XP, dan Varta. Sedangkan jenis baterai kering atau baterai maintenance free (MF) contohnya yaitu Amaron, Delkor, FB Furukawa, G-Force, GS Astra MF, Optima, Panasonic, Rocket, Varta dan Yuasa.
Baterai digolongkan menjadi 2 macam yaitu sebagai berikut : 1). Valve Regulated Lead Acid yang disingkat VRLA / Sealed Lead Acid (SLA) atau di Negara Indonesia dikenal dengan istilah aki/baterai kering ialah baterai tertutup (sealed). Karena sifatnya tertutup maka uap yang keluar dari baterai sangat sedikit, sehingga tidak perlu menambah cairan/elektrolit (electrolyte)selama masa pemakaian baterai. 2). Vented Lead Acid yang disingkat VLA atau di Negara Indonesia dikenal dengan istilah Aki/Baterai Basah ialah baterai yang mengandung cairan/elektrolit (electrolyte) dan memerlukan pengisian elektrolit (electrolyte) selama masa pemakaian baterai tersebut.
Di bawah ini tampak gambar yang membedakan baterai basah dan baterai kering.
Gambar 12 : Baterai Basah
Gambar 13 : Baterai Kering


F.     PEMAHAMAN VOLTAGE DAN KAPASITAS BATERAI
Perlu diketahui pada variabel baterai ialah voltage dan kapasitas. Voltage (tegangan) adalah perbedaan tegangan antara kutub positif dan kutub negatif yang memiliki satuan V(Voltage). Perbedaan tegangan ini yang menyebabkan arus dapat mengalir. Sedangkan yang dimaksud dengan kapasitas adalah isi baterai. Dua varibel yang sangat penting dan saling berkaitan satu sama lainnya, yaitu waktu dan kuat arus. Kapasitas mempunyai satuan AH(Ampere Hour). Ampere merupakan satuan kuat arus dan hour adalah s

G.    REAKSI ELEKTROKIMIA PADA BATERAI BASAH
Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer adalah elemen yang setelah habis muatannya tidak dapat diisi kembali. Contohnya elemen voltage dan batu baterai. Elemen sekunder adalah elemen yang setelah habis muatannya dapat diisi kembali. Contohnya akumulator (aki). Pada elemen voltage, baterai, dan akumulator terdapat tiga bagian utama, yaitu 1) anode, elektrode positif yang memiliki potensial tinggi, 2) katode, elektrode negatif yang memiliki potensial rendah, dan 3) larutan elektrolit, cairan yang dapat menghantarkan arus listrik.
Akumulator sering disebut aki. Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama akumulator, yaitu :
o   Kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2),
o   Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb),
o   Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel akumulator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator. Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt. Dalam kehidupan sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan belakang mobil. Akumulator 12 volt tersusun dari 6 pasang sel akumulator yang disusun seri. Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour (AH). Kapasitas akumulator 60 AH artinya akumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 60 jam tanpa pengisian kembali.
Penjelasan prinsip kerja elektrokimia yaitu elemen voltage disimpan pada wadah yang diisi larutan asam sulfat (H2SO4) dan dua logam tembaga (Cu) dan seng (Zn). Bagian utama elemen Voltage, yaitu 1) kutub positif (anode) terbuat dari tembaga (Cu), 2) kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn), 3) larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4).
Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Ketika kedua lempeng logam dihubungkan melalui lampu, maka lampu akan menyala. sehingga membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan logam tembaga maupun seng akan menghasilkan sejumlah elektron yang mengalir dari seng menuju tembaga.
Gambar 14 : Lampu Menyala

Reaksi kimia pada elemen Volta adalah sebagai berikut.
o   Pada larutan elektrolit terjadi reaksi H2SO4 → 2H+ + SO2–4
o   Pada kutub positif terjadi reaksi Cu + 2H+ → polarisasi H2
o   Pada kutub negatif terjadi reaksi Zn + SO4 → ZnSO4+ 2e

Kondisi baterai terjadi reaksi. Reaksi kimia pada elemen Voltage akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen tidak dapat bereaksi dengan tembaga, sehingga gas hidrogen hanya menempel dan menutupi lempeng tembaga yang bersifat isolator listrik. Dan dapat menyebabkan terhalangnya aliran elektron dari seng menuju tembaga maupun arus listrik dari tembaga menuju seng. Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi gas hidrogen pada lempeng tembaga menyebabkan elemen Voltage mampu mengalirkan arus listrik hanya sebentar. Tegangan yang dihasilkan setiap elemen Voltage sekitar 2,1 volt.
Proses pengosongan, pada saat akumulator digunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal dioksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Perubahan yang terjadi pada katode adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Adapun pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada pengosongan akumulator terbentuk air (H2O). Susunan akumulator adalah sebagai berikut.
o   Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2).
o   Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb).
o   Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Ketika akumulator digunakan, terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan timbal dioksida dan timbal murni sehingga menghasilkan elektron dan air. Reaksi kimia pada akumulator yang dikosongkan adalah sebagai berikut.
o   Elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO4 2
o   Anode: PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4 →PbSO4 + 2H2O
o   Katode : Pb + SO 42 → PbSO4
Pada saat akumulator digunakan, baik anode maupun katode perlahan - lahan akan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini dikatakan akumulator kosong (habis).
Proses pengisian akumulator, akumulator termasuk elemen sekunder, sehingga setelah habis bisa diisi kembali. Pengisian akumulator sering disebut penyetruman akumulator. Pada saat penyetruman akumulator terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Perubahan yang terjadi pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal dioksida (PbO2). Perubahan pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal murni (Pb). Kepekatan asam sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena ketika akumulator disetrum terjadi penguapan air. Untuk menyetrum akumulator diperlukan sumber tegangan DC lain yang memiliki beda potensial yang lebih besar. Misalnya akumulator 12 volt kosong harus disetrum dengan sumber arus yang tegangannya lebih dari 12 volt. Kutub - kutub akumulator dihubungkan dengan kutub sumber tegangan. Kutub positif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub positif akumulator. Adapun, kutub negatif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub negatif akumulator. Rangkaian ini menyebabkan aliran elektron sumber tegangan DC berlawanan dengan arah aliran elektron akumulator. Bagaimanakah cara menyetrum akumulator lihat pada gambar di bawah ini :



Gambar 15 : Cara Menyetrum aki

Elektron - elektron pada akumulator dipaksa kembali ke elektrode akumulator semula, sehingga dapat membalik reaksi kimia pada kedua elektrodenya. Agar hasil penyetruman akumulator lebih baik, maka arus yang digunakan untuk mengisi kecil dan waktu pengisian lama. Besarnya arus listrik diatur dengan reostat. Pada saat pengisian terjadi penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan permukaan asam sulfat turun. Oleh sebab itu, perlu ditambah air akumulator kembali. Lihat gambar cara penambahan air aki di bawah ini.

Gambar 16 : Cara Penambahan Air Aki

Susunan akumulator yang akan disetrum (diisi) dalam keadaan masih kosong, yaitu
o   Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbSO4),
o   Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (PbSO4),
o   Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) encer.
Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu
o   Pada elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO4 2
o   Pada anode : PbSO4 + SO4 2– + 2H2O→ PbO2 + 2H2SO4
o   Pada katode: PbSO4 + 2H+ → Pb + H2SO4
Jadi, saat penyetruman akumulator pada prinsipnya mengubah anode dan katode yang berupa timbal sulfat (PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2) dan timbal murni (Pb).

H.    REAKSI ELEKTROKIMIA PADA BATERAI KERING
Elemen kering disebut juga baterai. Elemen kering pertama kali dibuat oleh Leclance. Bagian utama elemen kering adalah
o   Kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C),
o   Kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),
o   Larutan elektrolit terbuat dari amonium klorida (NH4Cl),
o   Dispolarisator terbuat dari mangan dioksida (MnO2).
Baterai disebut elemen kering, karena elektrolitnya merupakan campuran antara serbuk karbon, batu kawi, dan salmiak yang berwujud pasta (kering). Batang karbon (batang arang) memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua elektrode itu dihubungkan dengan lampu maka lampu akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan seng. Adapun, reaksi kimia pada batu baterai adalah sebagai berikut.
o   Pada larutan elektrolit terjadi reaksi Zn + 2NH4Cl → Zn2+ + 2Cl + 2NH3 + H2 (ditangkap dispolarisasi)
o   Pada dispolarisator terjadi reaksi H2 + 2MnO2 → Mn2O3 + H2O

Reaksi kimia pada batu baterai akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen akan ditangkap dan bereaksi dengan dispolarisator yang berupa mangan dioksida (MnO2) menghasilkan air (H2O), sehingga pada batu baterai tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus listrik. Bahan yang dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen disebut dispolarisator. Adanya bahan dispolarisator pada batu baterai, menyebabkan arus listrik yang mengalir lebih lama. Setiap batu baterai menghasilkan tegangan 2,1 volt. Elemen kering (batu baterai) banyak dijual di toko karena memiliki keunggulan antara lain tahan lama (awet), praktis karena bentuk sesuai kebutuhan, dan tidak membasahi peralatan karena elektrolitnya berupa pasta karena sifatnya kering.

I.       CARA MEMBACA KODE BATERAI
Setiap aki punya kode yang bisa dilihat langsung pada akinya.
Perbedaan standar bisa dilihat pada letak kepala aki (kutub): tenggelam untuk aki tipe DIN dan muncul untuk aki tipe JIS (lebih tinggi).
  1. Japan Industrial Standard (JIS)
  2. Deutsches Institut für Normung (DIN)



Gambar 17 : Aki Japan Industrial Standard (JIS)


Contoh 1: Aki NS40ZLS
o   N = Normal
o   S = pengurangan daya aki sebesar 20%
o   40 = daya utama aki
o   Z = penambahan daya aki sebesar 10% setelah dikurangi 20% (huruf S pertama)
o   L = left, artinya pole (kepala aki / kutub negatif) [-]) berada di sebelah kiri.
Tanpa kode ini pole pasti berada di sebelah kanan.
o   S = aki memiliki kutub ukuran besar
Jadi aki NS40ZLS mempunyai daya: 40Ah – 20% + 10% = 32 Ah dengan pole sebelah kiri dan kepala aki besar.

Contoh 2: Aki N 40
o   Daya utama 40Ah
o   Kepala aki besar, walaupun tidak memiliki kode S dibelakangnya.
Hal ini karena huruf awalnya bukan NS.
Contoh lain:
o   Aki NS 40: kapasitas 32 Ah
o   Aki NS 40 Z: kapasitas 35 Ah
o   Aki NS 40 ZS: kapasitas 35 Ah dengan kepala aki besar
Sekarang ini kode di atas mengalami perubahan menjadi lebih simpel. Seperti NS 40 menjadi 32B20R, artinya:
o   32 : kapasitas aktual aki 32 Ah
o   B : kode baterai
o   20 : panjang aki 20cm
o   R : posisi pole di sebelah kanan

Gambar 18 : Aki Deutsches Institut für Normung (DIN)

Aki DIN banyak digunakan untuk mobil buatan Eropa. Aki ini menggunakan kode 5 digit angka. Tapi yang perlu diperhatikan hanya 3 digit angka di depan. Cara membacanya:
o   Angka I 5 menjadi 0
o   Angka I 6 menjadi 1
o   Angka I 7 menjadi 2

Contoh: Aki 54533
A.   Angka I 5: menjadi angka 0
B.   Angka II & III 45 = tetap angka 45
Kapasitas (daya) aki adalah 045 Ah = 45 Ah
Contoh lain: Aki 73530
Kapasitas aki adalah: 235 Ah.

Kode Produksi Aki
* Aki Yuasa
Menggunakan penomoran 7 digit. Dua nomor pertama adalah kode hari, dua angka berikut tanda bulan produksi, dua angka berikut tahun produksi, dan angka terakhir kode negara produksi. Contoh: Kode tanggal 2106049
Artinya aki ini diproduksi hari ke-21, di bulan ke-6, di tahun 2004, dan diproduksi di Indonesia.

Contoh : 65D26R
o   65 = kapasitas baterai (AH)
o   D = lebar x tinggi (yang memiliki nilai 173 x 204 mm)
o   26= panjang baterai (cm)
o   R = Kutub negatif ada disamping kanan (-)

NS70
o   N = Normal
o   S = pengurangan daya aki sebesar 20%
o   70 = daya utama aki
Jadi NS70 = 65 AH = 12 V (DC)

J.     PEMERIKSAAN VOLUME LARUTAN ELEKTROLIT

Upper level = jumlah air aki maksimum
Lower level = jumlah air aki minimum

K.    PENGUKURAN BERAT JENIS ELEKTROLIT BATERAI
Gambar 19 : Hydrometer


Gambar 20 : Mengukur Berat Jenis Air Aki

IMG_1790
Gambar 21 : Mengukur Berat Jenis Air Aki


Gambar 22 : Hydrometer Tanda Hijau, Putih dan Merah

Pengukuran dengan hydrometer
Kondisi isian baterai
Penuh
Sedang
Kosong
B. J. Elektrolit ( <= Kg/I )
1,26 – 1,28
1,24 – 1,25
1,08 – 1,1
Tegangan sel
2,12

1,75

Kerusakan sel akibat pensulfatan
Jika baterai dibiarkan terlalu lama tanpa diisi, maka akan terbentuk kristal – kristal sulfat yang halus. Tapi karena  elektrolit tidak dapat menguap, maka barulah kristal – kristal itu berubah menjadi kristal timbel sulfat yang kasar. Kejadian yang demikian disebut pensulfatan.
Pensulfatan bisa menyebabkan pertambahan tahanan dalam dan akan menghalang – halangi reaksi kimia dalam baterai. Jika dalam keadaan pensulfatan ini baterai diisi dengan arus, maka baterai menjadi panas dan tegangan tiba – tiba naik secara tajam

S  O  A  L
Baterai 12 volt dipakai selama 20 jam dengan pemberian arus konstan 4 Ampere, tegangan akan turun 10,5 volt.
Hitunglah besar kapasitas baterai tersebut.
U         = 12 V
t           = 20 jam
J          = 4 A
U2       = 10,5 V
Penyelesaian :Kapasitas : P = I x t  = 4 x 2 = 80 AH

Sebuah mobil sedang diparkir di pinggir jalan. Mobil tersebut menyalakan lampu besar 12 V/80 W, lampu kota (total) 20 W. Hitunglah waktu pengosongan jika kapasitas baterai tersebut 84 AH.
Penyelesaian  :Daya lampu total

V         = 12 V                         Pt        = P1 + P2
P1       = 80 W                                    = 80 + 20
P2       = 20 W                                    = 100 W
Q         = 84 AH
                                                

L.     PENGUKURAN TEGANGAN BATERAI
Gambar 23 : Mengukur Voltage Baterai menggunakan Volt Meter

Gambar 24 : Membaca Voltage

Kapasitasbaterai
Besaranuntukmenyatakanjumlahmuatanlistrik yang terkandungdalambateraidisebutkapasitas.Hal inijugamenentukanbesarkecilnyaukuransuatubaterai.
Kapasitasbateraitergantungpada :massaaktipdalam plat – plat baterai, jumlahelemen – elemen , Luaspenampangpelatbaterai yang terendamdalamelektrolitbaterai


 Kapasitas = Ampere x Jam ( AH )

Disingkat                   Q = I x t
Dimana : Q    = Kapasitas (I x t)
                        I           = Aruspemakaian
                        T          = Waktu

Kapasitasspesifik
kapasitasspesifikditentukanolehbesarnyaaruspemakaiselama 20 jam (10 jam) sehinggateganganselturunmenjadi 1,75 volt.

Beratjeniselektrolit
Beratjeniselektrolit ( r ) dapatdijadikanpetunjukuntukmengetahuikondisiisianbaterai.Sebagaialatpengukurberatjenisinidigunakanhidrometer.
Jikadarihasilpengontrolanberatjenisantarasel yang satudan yang lain terdapatperbedaanlebihdari 0,025 Kg/I, makahalitudisebabkanketidak-samaantinggielektrolitnyalagi.
Jikaberatjenisnyaterlalurendah, makatelahterjadihubungansingkatataubateraisudahtuaatauterlalukehabisanarus.
Semakin lama bateraidipakai, semakinbanyakkandungan air di dalamelektrolitnya, akibatnyasemakinkecil / rendahberatjeniselektrolittersebut.
Bilaketinggianelektrolitpadatandanyaterlalurendah, makabateraiharusditambahdengan air suling.



M.    PENGUKURAN ARUS LISTRIK BATERAI
Peserta diklat bisa mengukur arus listrik menggunakan amperemeter.
Ampere meter berfungsi untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir pada baterai.

N.    PERMASALAHAN PADA BATERAI MOBIL
Baterai sering bermasalah pada terminal mengecil, terminal terjadi dioksidasi, soak, tidak bisa menyimpan arus listrik, pecah, terbakar dan baterai menguap.
O.    PERBAIKAN BATERAI
TUJUAN PEMBELAJARAN :
Peserta bisa menservis baterai, mengukur arus, mengukur tegangan dan mengukur berat jenis air baterai.
ALAT
·      Kotak alat
·      Kotak plastik (bak)
·      Kuas
·      Kaca mata
·      Volmeter
·      Hidrometer
·      Amperemeter (200 A)
·      Sikat baja

BAHAN
·         Lap
·         Air suling
·         Vet vaselin
·         Baterai

P.     CARA PERAWATAN BATERAI

Pengisian lebih dari dua baterai
Pengisian baterai yang lebih dari satu buah dapat dilakukan
dengan dua metode, yaitu :
1) Merangkai secara Paralel
2) Merangkai secara seri
Rangkaian Paralel 2 baterai
1) Buka sumbat bateri tempatkan sumbat pada wadah khusus
agar tidak tercecer. Pelepasan sumbat ini dengan tujuan untuk
sirkulasi uap yang dihasilkan elektrolit saat pengisian, dan
menghindarai tekanan pada sel baterai akibat gas yang
dihasilkan





Gambar 25 :  Pengisian 2 baterai secara parallel

2) Hubungkan kabel positip baterai 1 dengan terminal positip
baterai 2 kemudian hubungkan dengan klem positip baterai
charger. Demikian pula untuk terminal negatif. Hati-hati jangan
sampai terbalik, bila terbalik akan timbul percikan api, bila
dipaksa baterai akan rusak, pada battery charger model
tertentu dilengkapi dengan indicator, dimana bila pemasangan
terbalik akan muncul bunyi peringatan.
3) Hubungkan battery charger dengan sumber listrik 220 V
4) Pilih selector tegangan sesuai dengan tegangan baterai, misal
baterai 12 V maka selector digerakan kearah 12 V.
5) Hidupkan battery charger, dan setel besar arus sesuai dengan
kapasitas baterai
6) Besar arus merupakan jumlah arus yang dibutuhkan untuk
baterai 1 dan baterai 2. misalnya untuk mengisi dua baterai 50
AH dibutuhkan arus pengisian sebesar 10% x(2 x50)) = 10 A.,
84
mengisi baterai 50 AH dan 40 AH maka diperlukan arus sebesar
10 % x (40+50) = 9 A.
7) Setel waktu yang diperlukan untuk pengisian (untuk battery
charging yang dilengkapi timer), bila tidak dilengkapi maka
catat waktu mulai proses pengisian. Waktu yang diperlukan
sesuai dari hasil pengukuran berat jenis elektrolit masingmasing
baterai.
8) Bila pengisian sudah selasai, maka mematikan battery charger,
9) Lepas klep battery charger pada terminal baterai, lakukan
terminal negatip dahulu, klem jangan dilepas saat battery
charge masi hidup, sebab akan terjadi percikan api pada
terminal sat dilepas dan menimbulkan ledakan pada baterai
akibat uap baterai terbakar. Uap baterai adalah gas hydrogen
yang mudah terbakar dan mudah meledak.
Rangkaian Seri 2 baterai
1) Buka sumbat bateri tempatkan sumbat pada wadah kusus agar
tidak tercecer. Pelepasan sumbat ini dengan tujuan untuk
sirkulasi uap yang dihasilkan elektrolit saat pengisian, dan
menghindarai tekanan pada sel baterai akibat gas yan
dihasilkan.






PLN
220 V AC
 






Gambar 26 :  Pengisian 2 baterai secara seri

2) Hubungkan kabel positip baterai 1 dengan terminal positip
baterai 2 kemudian hubungkan dengan klem positip battery
charger. Demikian pula untuk termianal negatip. Hati-hati
jangan sampai terbalik, bila terbalik akan timbul percikan api,
bila dipaksa baterai akan rusak, pada battery charger model
tertentu dilengkapi dengan indicator, dimana bila pemasangan
terbalik akan muncul bunyi peringatan.
3) Hubungkan battery charger dengan sumber listrik 220 V
4) Pilih selector tegangan sesuai dengan total tegangan baterai,
misal 2 baterai 12 V dirangkai seri maka tegangan menjadi 24
V maka selector digerakan kearah 24 V.
5) Hidupkan battery charger, dan setel besar arus sesuai dengan
kapasitas baterai yang paling kecil. Misalkan besar untuk
mengisi dua baterai 50 AH dibutuhkan arus pengisian sebesar
10% x 50 = 5 A., mengisi baterai 50 AH dan 40 AH maka
diperlukan arus sebesar yang digunakan 10 % x 40 AH = 4 A.
6) Setel waktu yang diperlukan untuk pengisian (untuk battery
charging yang dilengkapi timer), bila tidak dilengkapi maka
catat waktu mulai proses pengisian. Waktu yang diperlukan
sesuai dari hasil pengukuran berat jenis elektrolit masingmasing
baterai.
7) Bila pengisian sudah selasai, maka mematikan battery charger,
8) Lepas klep battery charger pada terminal baterai, lakukan
terminal negatip dahulu, klem jangan dilepas saat battery
charge masi hidup, sebab akan terjadi percikan api pada
terminal saat dilepas dan menimbulkan ledakan pada baterai
akibat uap baterai terbakar. Uap baterai adalah gas hydrogen
yang mudah terbakar dan mudah meledak.

Kelebihan dan Kelemahan Metode Mengisi Baterai Seri
dan Paralel
Metode mengeisi baterai lebih dari satu memiliki kelemahan dan
kelebihan masing-masing.
Kelebihan utama pengisian dengan parallel adalah:
1) tegangan pengisian rendah yaitu 12 V, sehingga rancangan
trafo yang digunakan lebih sederhana.
2) Tetap aman meskipun kapasitas baterai tidak sama
Kelemahan:
1) Tidak mampu menentukan dengan pasti berapa besar arus
yang mengalir ke tiap baterai, sehingga sulit menentukan
waktu pengisian yang tepat
2) Arus listrik yang dialirkan merupakan arus total pengisian,
sehingga arusnya yang mengalir cukup besar sehingga kabel
maupun klem buaya untuk pengisian harus berukuran besar.
Kelebihan rangkaian seri:
1) Mampu menentukan dengan pasti berapa besar arus yang
mengalir ke tiap baterai, sehingga dapat menentukan waktu
pengisian dengan tepat
2) Arus listrik yang dialirkan besarnya sama untuk semua baterai,
sehingga muda ditentukan waktu pengisiannya.
3) Besar arus pengisian normal berdasarkan kapasitas baterai
yang paling kecil, sehingga arus pengisian kecil dan kabel
maupun klem buaya yang digunakan untuk pengisian dapat
dengan ukuran lebih kecil.
Kelemahan:
1) Tegangan pengisian merupakan total tegangan baterai yang
diisi, misal 4 baterai 12V, berarti tegangan pengisian sebesar 48
V.

2) Tidak tepat digunakan untuk baterai yang kapasitasnya
bervariasi, sebab harus mengikuti arus pengisian baterai yang
kapasitas kecil, sehingga untuk baterai yang kapasitasnya besar
waktu pengisian terlalu lama, dan bila mengikuti baterai
kapasitas besar maka pada baterai yang kapasitasnya kecil
akan mengalami over charging sehingga baterai cepat rusak.
Dengan demikian metode ini kurang tepat untuk baterai dengan
kapasitas yang jauh berbeda.
Pengisian cepat
Pengisian cepat adalah pengisian dengan arus yang sangat
besar. Besar pengisian tidak boleh melebihi 50% dari kapasitas
baterai, dengan demikian untuk baterai 50 AH, besar arus
pengisian tidak boleh melebihi 25 A.
Prosedur pengisian cepat sebenarnya sama dengan
pengisian normal, yang berbedah adalah besar arus pengisian
yang diatur sangat besar. Selain itu juga factor resiko yang jauh
lebih besar, sehingga harus dilakukan dengan ektra hati-hati.
Contoh saat pengisian normal sumbat baterai tidak dilepas tidak
menimbulkan masalah yang serius sebab temperature pengisian
relative rendah sehingga uap elektrolit sangat kecil, berbedah
dengan pengisian cepat dimana arus yang besar menyebabkan
temperature elektrolit sangat tinggi sehingga penguapan sangat
besar, bila sumbat tidak dilepas kotak baterai dapat melengkung
akibat tekanan gas dalam sel baterai yang tidak mampu keluar
akibat lubang ventilasi kurang.


Gambar 45. Pengisian cepat diatas kendaraan
Pengisian cepat sering dilakukan untuk membantu
kendaraan yang mogok atau sedang dalam proses perbaikan,
sehingga baterai tidak diturunkan dari kendaraan. Pada kasus
pengisian cepat di atas kendaraan yang perlu diingat adalah lepas
kabel baterai negatip sebelum melakukan pengisian, hal ini
disebabkan saat pengisian cepat tegangan dari battery charging
lebih besar dari pengisian normal, kondisi ini potensial merusak
komponen elektronik dan diode pada alternator.

Perawatan baterai yang baik akan memperpajang usia
baterai, sebab dengan perawatan yang baik kekurangan elektrolit
baterai dapat dihindari, korosi pada terminal baterai dapat dicegah.
Perawatan baterai meliputi pekerjaan membersihkan
terminal baterai, memeriksa isi dan berat jenis elektrolit baterai ,
menambah isi baterai bila kurang dan mengisi baterai. Pengisian
dapat dilakukan dengan pengisian normal atau pengisian cepat.
Besar arus pengisian normal adalah 10 % dari kapasitas, arua
pengisian cepat maksimal 50% dari kapasitas baterai. Pengisian cepat bila tidak terpaksa jangan dilakukan sebab resiko lebih
besar dan baterai cepat rusak. Pengisian cepat dengan baterai
yang tidak diturunkan dari kendaraan dapat merusak sistem
elektronik dan diode alaternator, sehingga kabel baterai harus
dilepas sebelum pengisian dilakukan.
Pengisian baterai dengan 2 baterai atau lebih dapat
dilakukan secara seri maupun parallel. Masing-masing metode
mempunyai kelebihan masing-masing, namun metode serii lebih
baik karena waktu pengisian dapat ditentukan dengan tepat dan
besar arus pengisian kecil.

Pemeriksaan dan Perawatan Baterai

Berikut ini akan dijelaskan pemeriksaan dan perawata baterai , sehingga dapat memperpanjang umur penggunaan baterai tersebut. Langkah - langkahnya adalah :
  1. Periksa ketinggian permukaan air baterai (elektrolit) secara berkala. Ketinggian permukaan air baterai harus antara garis batas upper dan lower. Jika air baterai di bawah garis lower, tambahkan air murni.
    Periksa ketinggian permukaan air baterai
  2. Periksa keadaan kotak baterai dari kemungkinan retak atau bocor. Jika keadaan kotak baterai sudah rusak sebaiknya ganti baterai atau jika mudah untuk diperbaiki, segera perbaikilah. Kotak baterai yang bocor berakibata air baterai cepat habis sehingga sel - sel baterai cepat rusak. 
  3. Periksa keadaan kutub - kutub baterai. Jika kutub baterai tertimbun endapan putih, bersihkan dengan air hangat. JIka kutub baterai berkarat bersihkan dengan amril halus dan beri pelumas sedikit untuk mencegah agar tidak cepat berkarat. 
  4. Periksa keadaan selang pernapasannya. Selang pernapasan tidak boleh tersumbat oleh kotoran atau terpuntir, Selang pernapasan yang tersumbat harus dibersihkan atau diganti. Selang pernapasan berguna untuk mengalirkan uap air baterai ketika panas. 
  5. Ukur tegangan baterai dengan voltmeter pada kedua kutubnya. Jika tegangan baterai kurang dan disertai dengan berat jenis elektrolit rendah maka baterai harus dicharge (disetroom). Pengisian untuk baterai baru dengna kuat arus pengisian 10 % dari kapasitas baterai selama 10 jam sedang untuk baterai lama selama 3 jam dengan kuat arus pengisian 35 % dari kapasitas baterai. Pengisian arus listrik baterai dilakukan dengan alat khusus yaitu batery charger. Kutub positif dihubungkan dengan kabel positif dan kutub negatif baterai dihubungkan dengan kabel negatif batery charger. Pada waktu pengisian berlangsung tutup sel harus dibuka agar uap air baterai dapat keluar. Jika bateraj sudah terisi penuh maka akan timbul buih - buih gas ke permukaan dan berat jenis baterai sekitar 1,26.
    Periksa berat jenis elektrolit
Penting!
Cara salah melepas terminal baterai

  • Jika klem terminal baterai sulit dilepas , jangan paksa dengan cara dipukul atau digoyang seperti gambar di atas. Lepaskan klem tersebut dengan alat bantu seperti pada gambar berikut:

cara benar melepas terminal baterai
  • Agar penggunaan arus baterai tidak terlalu boros sebaiknya jangan menekan tombol starter terlalu lama ( untuk sepeda motor dengan starter elektrik) waktu menghidupkan pertama kali. Di samping itu jika sepeda motor tidak digunakan dalam jangka waktu yang agak lama sebaiknya kabel negatif (-) baterai yang berhubungan dengan massa dilepas.  


Back To Top