Baterai adalah alat listrik kimiawi yang menyimpan energi dan megeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik.dalam dunia otomotif baterai mempunyai peran yang sangat penting, yaitu sebagai sumber tenaga atau sumber energi.
fungsi baterai pada suatu kendaraan adalah :
1. saat mesin mati berfungsi sebagai sumber listrik utama, untuk menghidupkan lampu dan aksesoris.
2. Pada saat mesin mati bersfungsi sebagai sumber tenaga motor untuk memutar dan menghidupkan mesin (Starting Engine).
3. Saat mesin hidup baterai sebagai stabilisser suplai listrik pada kendaraan, dimana pada saat hidup energi listrik yang digunakan pada siklus berasal dari alternator.
secara umum baterai dibedakan menjadi dua macam, yaitu baterai kering dan baterai basah. baterai kering ini seperti baterai jam dinding, baterai remot, baterai handpohone, baterai laptop dll.
sedangkan baterai basah sendiri dibedakan menjadi 4 macam, yaitu :
1. baterai dengan pengeluaran gas
baterai ini adalah baterai basah yang umum kita gunakan sehari-hari, terutama pada kendaraan bermotor seperti motor, mobil, truck dll.baterai ini dilengkapi dengan selang pembuangan gas yang berfungsi membuang gas hasil destilasi uap cairan elektrolit ketika baterai diberikan beban listrik (digunakan).
2. Baterai bebas pemeliharaan (maintenance free batery)
Baterai jenis ini biasa disebut orang umum dengan baterai kering. karena baterai ini tidak mempunyai lubang pembuangan gas. karena gas yang dihailkan pada saat proses destilasi digunakan kembali (reuse) di dalam baterai itu sendiri. jadi baterai ini lebih bersih dan tidak memerlukan perawatan karena gas hasil destilasi yang bisa mengakibatkan korosif pada terminal baterai tidak di buang, melainkan di manfaatkan kembali
3. Baterai dengan sambungan probe
baterai ini dilengkapi degan sensor yang dapat mendeteksi tinggi atau rendah cairan elektrolit yang terdapat didalam baterai. apabila elektrolit dalam keadaan low maka sensor akan memberika sinyal berupa bunyi sehingga pengguna mengetahui keadaan baterai.
4. Baterai Khusus "S"
"S" berarti Spesial atau khusus. karena baterai ini memiliki desain yang berbeda dengan tipe baterai yang lain terutama pada bagian sparatorya. dan biasanya dibuat khusus untuk sebuah produk tertentu.
Konstruksi Baterai type basah
secara sederhana baterai ini memiliki tiga komponen utama, yaitu plat positif, plat negatif dan cairan elektrolit.
saat plate positif dan negatif dihubungkan memlalui sebuah beban (lampu) maka akan terjadi reaksi kimia pada larutan elektrolit yang ada di dalam baterai yang membuat timbulnya arus listrik dari plat positif ke plat negatif sehingga lampu dapat menyala.
penjelasan di atas merupaka konstruksi dari satu cell baterai saja. pada umumnya baterai mempunyai enam cell dimana masing-masing cell memiliki tegangan mencapai 2,1V. keenam cell tersebut dirangkai secara seri sehingga total teganganya mencapai 12,6V.
jika dikupas lebih lanjut, secara utuh baterai memiliki beberapa bagian yaitu :
1. kotak baterai
adalah wadah dari seluruh komponen baterai. selain sebagai wadah, kotak baterai juga berfungsi sebagai pelindung dari benturan. bahanya pun terbuat dari plastik khusus yang kuat melindungi isi baterai dan tahan dari benturan.
2. Plat Baterai (Positif dan Negatif)
berperan dalam reaksi kimia yang terjadi didalam baterai saat bekerja. plate ini terdiri dari plat positif dan negatif.
plate positif terbuat dari bahan lead dioxide dengan unsur PbO
2 atau paduan antara timbal dan oksigen dengan warna coklat.
plat negatif terbuat dari bahan timah hitam atau timbal dengan unsur Pb dengan warna abu-abu.
perbedaan bahan ini akan membuat aliran listrik akan selalu berasal dari kutub positif. besarnya arus yang dihasilkan dipengarui oleh luas penampang dari plat ini.
3. Plat separator
Berfungsi sebagai penyekat pelat positif dan pelat negatif. kedua plat ini harus di sekat agar tidak terjadi korsleting yang mengakibatkan reaksi kimia di dalam baterai tidak akan berlangsung.
separator ini terbuat dari bahan isolator yang mampu menahan arus listrik. selain itu permukaaanya dibuat berpori agar elektrolit dapat mengalir dari plat positif ke pelat negatif atau sebaliknya.
4. Partisi Cell
atau disebut juga separator cell berfungsi sebagai pemisah tiap-tiap cell. misalnya baterai yang memiliki enam cell, maka tiap cell akan dipisah oleh separator cell. separator cell ini dibuat tidak berpori, karena tujuanya adalah untuk memisahkan tiap cell sepenuhnya agar cairan elektrolit tidak bercampur ke cell yang lain. hal ini lah yang mendasari kenapa baterai basah biasanya mempunyai enam tutup lubang pengisisan elektrolit.
5. Cell Connector
berfungsi sebagai pengubung antara asatu cell dengan cel yang lainya. connector ini menghubungkan plat negatif di cell pertama ke plat positif di cell kedua begitu seterusnya disambung secara seri.
6. Larutan Elektrolit
pada umumnya menggunakan larutan H
2SO
4 atau larutan di antara air dan ion sulfat. fungsi dari larutan asam sulfat ini adalah sebagai zat yang akan bereaksi di dalam baterai. saat reaksi berlangsung ion sulfat akan terlepas dan menempel pada plat aki yang berbahan timah hitam. hal inilah yang akan mengurangi kadar sulfat di dalam cairan elektrolit. normalnya saat aki terisi penuh kadar sulfat sekitar 36% atau apabila di ukur menggunakan hidrometer hasilnya 1,270.
saat aki terus digunakan kadar ion sulfat akan terus menurun sehingga posisi aki kosong berat jenisnya turun kurang dari 1,270.
untuk mengembakikan berat jenis elektrolit maka diperlukan charging. proses charging akan mengembalikan atua melepaskan ion sulfat yang menemel pada pelat sehingga berat jenisnya akan kembali ke 1,270.
7. Kutub Baterai
disebut juga pole, yaitu sebuah konduktor yang terpasang di ujung plat baterai. baterai enam cell selalu di rangkai secara seri dan ujungnya pun selalu positif dan negatif. elehkarena itu ujung tersebut di jadikan kutub atau pole baterai yang akan digunakan untuk meletakkan terminal baterai.
8. Tutup Berventilasi
Tutup ini yang berada tepat di atas cell. memiliki kurang lebi dua fungsi yaitu sebagai penutup lubang pengisian elektrolit tiap cell dan sebagai ventilasi tiap cell pada saat reaksi kimia terjadi.
terkadang kita tidak menyadari, bahawa pada tutup baterai terdapat lubang kecil. sehingga apabila lubang ini terdumbat maka baterai akan menggelembung. namun kita juga perlu berhati hati karena gas ini mudah terbakar.
Reaksi kimi pada baterai
karena baterai adalah pembangkit listrik secara kimia maka pada saat baterai terbebani maka plat positif, elektolit dan plate negatif akan bereaksi. pada saat charging (dengan arus listrik searah).
proses tersebut secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut :
Plat (+) + Elektrolit + Plat(-) Plat (+) + Elektrolit + Plat(-)
Pb SO
4 + 2H
2O + PbSO
4 PbO2 + 2H
2SO
4 + Pb
saat sistem starter berfungsi maka energi listrik yang tersimpan dalam baterai akan mengalir ke bemban. proses ini disebut juga dengan discharge (pengosongan).
proses discharge secara kimia dapat di rumuskan sebgai berikut :
Plat (+) + Elektrolit + Plat(-) Plat (+) + Elektrolit + Plat(-)
Pb SO
4 + 2H
2O + PbSO
4 PbO2 + 2H
2O + Pb
dari kedua proses tersebut dapat di simpulkan bahwa pada kondisi baterai penuh elektrolit terdiri dari 2H
2SO
4 sedangkan dalam keadaan kosong elektrolit baterai menjadi 2H
2O.
Rangkaian pemakaian baterai
Rangkaian seri
Prinsip Dasarnya Bila Accu dihubungkan secara Seri, maka Nilai / Out Put Voltase Accu akan berubah Bertambah.
Menghubungkan Accu secara SERI adalah dengan Menghubungkan Kutub Positif Accu 1 dengan Kutub Negatif Accu ke 2 dan seterusnya
Dan Kutub Negatif Accu 1 dihubungkan dengan kutun Negatif Accu ke -2 dan seterusnya.
Dari Gambar Diatas bisa kita lihat bahwa bila 2 buah Accu digabungkan secara Seri dengan masing-masing Accu mempunyai Voltase & Arus yang sama, yaitu :
Voltase / Tegangan : 12 Volt DC
Arus / Current : 60 Ampere
Maka Bila ke -2 Accu tersebut dihubungkan secara Seri Out Putnya Menjadi :
Voltase / Tegangan : 24 Volt DC
Arus / Current : 60 Ampere
Disini yang berubah / Bertambah adalah Tegangannya / Voltasenya
Rangkaian Paralel
Pada Prinsip Dasarnya Bila Accu dihubungkan secara Paralel, maka Nilai / Out Put Voltase Accu akan berubah Bertambah juga. Namun Nilai yang berubah pada rangkaian Paralelini berbeda dengan Rangkaian Seri.
Cara menghubungkannyapun berbeda antara Rangkaian SERI denganRangkaian Paralel
Untuk Menghubungkan Accu secaraParalel adalah dengan Menghubungkan Kutub Positif Accu 1 dengan Kutub Positif Accu ke 2 dan seterusnya.
Sedangakan Kutub Negatif Accu Pertama dihubungkan ke Kutub Negatif Accu kedua dan seterusnya.
Dari Gambar Diatas bisa kita lihat bahwa bila 2 buah Accu digabungkan secara Paralel dengan masing-masing Accu mempunyai Voltase & Arus yang sama, yaitu :
Voltase / Tegangan : 12 Volt DC
Arus / Current : 60 Ampere
Maka Bila ke -2 Accu tersebut dihubungkan secara Paralel Out Putnya Menjadi :
Voltase / Tegangan : 12 Volt DC
Arus / Current : 120 Ampere
Disini yang berubah / Bertambah adalah Arus / Current (Ampere) dari Accu tersebut.
Rangkaian Seri Paralel.
pada rangkaian seri paralel, jika tiga buah baterai di jumper menjadi satu, maka teganganya akan bertambah (terakumulasi hanya dua buah baterai). dan arusnya pun juga bertambah.
Kapasitas Baterai
Untuk melakukan start engine/Starter baterai membutuhkan energi yang cukup, untul itu baterai harus selalu terisi penuh. kapasitas baterai menunjukkan jumlah listrik yang di simpan baterai yang dapat di lepaskan sebagai sumber listrik. kapasitas baterai ini dipengarui oleh ukuran plat, jumlah plat, jumlah sel dan jumlah elektrolit baterai.
Terdapat tiga ukuran yang sering menunjukkan kapasitas baterai, yaitu :
1. Cranking Curent Ampere (CCA)
2. Reverse Capacity
3. Ampere Hour
Cranking Curent Ampere (CCA)
Kapasitas baterai tergantung pada bahan plat yang bersinggungan dengan larutan elektrolit, bukan hanya jumlah plat tetapi besar ukuran (luas permukaan singgung) pada plat yang akan menentukan kapasitasnya. The Internasional standard memberikan nilai untuk capasitas baterai dengan SAE Cranking Current atau Cold Cranking Current (CCA Cold Cranking Ampere). Nilai CCA dari suatu baterai adalah arus (dalam ampere) dari baterai yang diisi penuh sehingga dapat memberikan arus untuk 30 detik pada 18 derajat Celsius selama itu tetap menjaga tegangan setiap sel 1.2 volt atau lebih.
Reverse Capacity
Kapasitas layanan adalah banyaknya waktu dalam menit pada baterai yang diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 27 derajat Celsius setelah sistim pengisian dilepas. Tegangan tidak boleh turun dibawah 1.75 volt per sel (10.5 volt total untuk baterai 12 volt).
Kapasitas baterai adalah banyaknya arus pada baterai yang diisi penuh dapat menyediakan arus selama 20 jam pada 27 derajat Celsius, tanpa penurunan tegangan tiap sel dibawah 1.75 volt. Sebagai contoh: Sebuah Baterai yang secara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20 jam dinilai memiliki 60 AH. Rumus menentukan kapasitas baterai adalah:
AH = A (amper) x H (Jam)
Spesifikasi Baterai
Baterai otomotif yang baru memiliki striker yang ditempelkan untuk memberikan informasi tentang spesifikasi baterai tersebut, salah satu model stiker baterai seperti tampak dibawah ini
Pada stiker di gambar di atas menunjukkan nomer kode area yaitu N57. Baterai tersebut memiliki 11 plat per sel dengan nilai 380 Cold Cranking Ampere dan tegangan baterai yang dihasilkan adalah 12 volt.
Agar Anda dapat membaca kapasitas dan lebih mengerti aki yang Anda gunakan secara langsung, baca ulasan berikut :
Kode aki dituliskan mengikuti 2 standar/metode:
1. Japan Industrial Standard (JIS)
2. Deutsches Institut für Normung (DIN)
Sepertinya yang lebih banyak beredar adalah aki berstandar JIS. Ini sesuai dengan permintaan pasar yang lebih banyak kepada kendaraan Jepang.
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).
Aki Japan Industrial Standard (JIS)
Contoh 1: Aki NS40ZLS
N = Normal
S = pengurangan daya aki sebesar 20%
40 = daya utama aki
Z = penambahan daya aki sebesar 10% setelah dikurangi 20% (huruf S pertama)
L = left, artinya pole (kepala aki / kutub negatif) [-]) berada di sebelah kiri.
Tanpa kode ini pole pasti berada di sebelah kanan.
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
Daya utama 40Ah
Kepala aki besar, walaupun tidak memiliki kode S dibelakangnya.
Hal ini karena huruf awalnya bukan NS.
Contoh lain:
Aki NS 40: kapasitas 32 Ah
Aki NS 40 Z: kapasitas 35 Ah
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:
32: kapasitas aktual aki 32 Ah
B: kode baterai
20: panjang aki 20cm
R: posisi pole di sebelah kanan
Aki 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:
Angka pertama : 5 menjadi 0
Angka pertama : 6 menjadi 1
Angka pertama : 7 menjadi 2
Contoh: Aki 54533
Angka pertama : 5 menjadi angka 0
Angka kedua & ketiga 45 = tetap angka 45
Kapasitas (daya) aki adalah 045 Ah = 45 Ah
Contoh lain: Aki 73530
Kapasitas aki adalah: 235 Ah.
Pemeriksaan Baterai
Baterai harus diperiksa secara periodik dan diuji kemampuannya. Terdapat 3 kelompok pemeriksaan dan pengujian baterai yang sering dilakukan, yaitu:
1. Pemeriksaan Visual
2. Pemeriksaan elektrolit dan kebocoran
3. Pengujian Beban
Pemeriksaan Visual Baterai
Pemeriksaan visual meliputi :
1. Kotak baterai :
Kotak baterai sering mengalami kerusakan yang dapat didentifikasi secara visual, jenis kerusakan kotak baterai antara lain: kotak retak akibat benturan, mengembang akibat over charging, bocor akibat keretakan atau mengembang
2. Sel-sel baterai :
Sel baterai sering mengalami gannguan yaitu sell yang mengembang akibat over charging maupun mengkristal dan sel yang rontok karena getaran, kualitas yang kurang baik maupun usia baterai
3. Terminal baterai dan konektor kabel:
Terminal baterai dan konektor merupakan bagian baterai yang sering mengalami kerusakan, bentuk kerusakan paling banyak adalah korosi yang disebabkan oleh uap elektrolit baterai maupun panas akibat kenektor kendor atau kotor
4. Jumlah elektrolit
Jumlah elektrolik perlu diperiksa secara periodic. Bila pengisian berlebihan (over charging) maka elektrolit cepat berkurang karena penguapan berlebihan. Pemeriksaan jumlah elektrolit dapat dilakukan dengan cepat karena kotak dibuat dari plastic yang tembus pandang. Jumlah elektrolit harus berada diantara garis Upper Level dan Lower Level.
5. Kabel Baterai
Kabel baterai dialiri arus yang sangat besar, saat mesin distarter besar arus dapat mencapai 250 – 500 A, tergantung dari daya motor starter, dengan arus sebesar itu kabel akan panas. Panas pada kabel menyebabkan elasitas kabel menurun, isolator muda pecah dan terkupas, hal ini terjadi terutama pada isolator dekat dengan terminal baterai.
6. Pemegang Baterai
Pemengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar goncangan baterai dapat dihindari, sehingga usia baterai dapat lebih lama. Gangguan pada pemegang baterai antara lain kendor akibat mur pengikat karat untuk itu lindungi mur dengan mengoleskan vaselin/ grease.
Pemeriksaan Elektrolit
Jumlah elektrolit baterai harus selalu dikontrol, jumlah yang baik adalah diantara tanda batas Upper Level dengan Lower Level. Jumlah elektrolit yang kurang menyebabkan sel baterai cepat rusak, sedang jumlah elektrolit berlebihan menyebabkan tumpahnya elektrolit saat batarai panas akibat pengisian atau pengosongan berlebihan. Akibat proses penguapan saat pengisian memungkinkan jumlah elektrolit berkurang, untuk menambah jumlah elektrolit yang kurang cukup dengan menambah H2O atau terjual dengan nama Air Accu.
Penyebab elektrolit cepat berkurang dapat disebabkan oleh overcharging, oleh karena bila berkurangnya elektrolit tidak wajar maka periksa dan setel arus pengisian. Keretakan baterai dapat pula menyebabkan elektrolit cepat berkurang, selain itu cairan elektrolit dapat mengenai bagian kendaraan, karena cairan bersifat korotif maka bagian kendaraan yang terkena elektrolit akan korosi.
Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai menggunakan alat hydrometer. Pemeriksaan berat jenis elektrolit baterai merupakan salah satu metode untuk mengetahui kapasitas baterai. Baterai penuh pada suhu 20 ºC mempunyai Bj 1,27-1,28, dan baterai kosong mempunyai Bj 1,100 -1,130.
Berat jenis elektrolit berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan 1 ºC. Spesifikasi berat jenis normal ditentukan pada 20 ºC, oleh karena itu saat pengukuran temperatureelektrolit harus diamati. Rumus untuk mengkoreksi hasil pengukuran adalah:
S 20 ºC= St + 0,0007 x (t - 20)
S 20 ºC : Berat jenis pada temperature 20 ºC
St : Nilai pengukuran berat jenis
t : Temperatur elektrolit saat pengukuran
Contoh:
Tentukan berat jenis baterai bila hasil pengukuran pada temperature 0ºC, menunjukkan berat jenis 1,260.
S 20 ºC = St + 0,0007 x (t - 20)
= 1,260 + 0,0007 x ( 0 – 20)
= 1,260 – 0,014
= 1,246
Tindakan yang harus dilakukan terkait hasil pengukuran elektrolit adalah sebagai berikut:
HASIL PENGUKURAN
|
TINDAKAN
|
1.280 Atau lebih
|
Tambahkan air suling agar berat jenis berkurang
|
1.220 – 1.270
|
Tidak Perlu Tindakan
|
1.210 atau kurang
|
Lakukan pengisian penuh, ukur
berat jenis. Bila masih dibawah 1.210 ganti baterai.
|
Perbedaan antar sel kurang
dari 0.040
|
Tidak perlu tindakan
|
Perbedaan berat jenis antar sel
0.040 atau lebih
|
Lakukan pengisian penuh, ukur
berat jenis. Bila berat jenis antar sel melebihi 0.030, setel berat jenis. Bila tidak
bisa dilakukan, ganti baterai
|
Hydrometer
Hydrometer adalah alat untuk mendeteksi berat jenis pada cairan elektrolit pada baterai
Cara mengoprasikan Hidro meter sebagai berikut:
A. Mausukan ujung hydrometer kedalam lubang sel sampai menjentuh permukaan caira elektrolit
B. Tekan karet pada ujung hydrometer sampai ke dalam
C. Setelah kembali ke posisi semula maka kalian dapat melihat hasil yang di tentukan pada aurometer
Cara menghitung hasil penggukururan berat jenis air elektrolit dapat dilihat pada table diatas sebagai berikut:
A. Good/warna hijau = Kondisi air elektrolit sangat baik
B. Fair /warna putih = Kondisi caira accu baik
C. Recharge/warna merah =Kondisi air elektrolit perlu pengisian / stroom
Kebocoran Arus
Adanya kebocoran arus listrik menyebabkan baterai mengalami pengosongan, sehingga bila kendaraan lama tidak digunakan maka energi listrik yang tersimpan pada baterai dapat berkurang cukup banyak sehingga mesin sulit dihidupkan.
Mobil sulit distart di pagi hari, adalah salah satu akibat yang ditimbulkan dari :
1. Clamp Pengikat kutub + dan – aki yang kurang kencang, atau timbulnya kerak putih disekitar kepala aki.
2. Kondisi air accu (electrolit) yang kurang sesuai dengan yang dipersyaratkan di bagian luar aki.
3. Bagian body accu sudah mengembung atau bocor.
Perawatan dan perbaikan Baterai
- Periksa tegangan baterai
Periksa tegangan baterai dengan menggunakan Multitester
Tegangan yang baik 12 - 13,5 Volt
- Bukalah semua tutup baterai lalu
- Periksa Tiap-tiap sel baterai dengan menggunakan Multitester
- Jika baterai yang diukur 12 Volt berarti tiap sel harus turun 2 Volt
- Berhati-hatilah jangan sampai merusak sel-sel dari tiap sel baterai yang di ukur
Periksa kondisi berat jenis cairan elektolit
Lakukan pemeriksaan dengan menggunakan Hidrometer, Bacalah pada takaran ukuran yang ada
Bila Hijau = Sangat Baik
Bila Putih = Baik
Bila Merah = Kurang
Berat jenis standart 1,26-1,28 kg/l
Periksa terminal baterai
Periksa terminal baterai dari kemungkinan korosif atau timbul jelaga salju akibat terkena uap dari
cairan elektrolit, jika timbul demikian bersihkan
jangan lupa periksa juga sambungan-sambungan kabel terminal baterai dari karat atau putus
Kerusakan-kerusakan pada baterai
1. Kotak baterai retak atau pecah
2. Sel baterai rusak
3. Tutup baterai tersumbat sehingga baterai melembung
4. Terminal baterai korosif
5. Air aki selalu kering
6. Tegangan baterai selalu turun
sumber : autoexpose.org, modul trakindo, suparyani.blogspot.com, http://p4tkboe.kemdikbud.go.id/p4tkboe/index.php/26-atk/progli-60-teknik-otomotif/91-pengetahuan-tentang-accu-battery-accumulator
; http://persaudaraansejati.blogspot.co.id/2013/04/tips-mengingat-kembali-kode-aki-battery.html
