Pemeriksaan & Pengujian Baterai Mobil

PEMERIKSAAN DAN PENGUJIAN BATERAI (ACCUMULATOR) MOBIL

          Baterai atau yang biasa disebut aki (accumulator) merupakan sumber energi listrik yang digunakan oleh sistem starter dan sistem kelistrikan yang lain pada sebuah kendaraan mobil. Baterai ada dua tipe yaitu baterai kering dan baterai basah. Baterai yang digunakan untuk mobil maupun truk adalah baterai jenis basah. Pada kendaraan secara umum baterai berfungsi sebagai sumber energi listrik pada kendaraan, namun bila kita amati lebih detail maka fungsi baterai adalah :

- Saat mesin mati sebagai sumber energi untuk menghidupkan asessoris, penerangan, dsb.

- Saat starter untuk mengidupkan sistem starter.

- Saat mesin hidup sebagai stabiliser suplai listrik pada kendaraan, dimana pada saat hidup energi listrik bersumber dari alternator.

1. Konstruksi Baterai

          Baterai terdiri dari beberapa komponen antara lain : kotak baterai, 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 - 2,2 V. Baterai 6 V terdiri dari 3 sel, dan baterai 12 V mempunyai 6 sel baterai yang dirangkai secara seri. Tiap sel baterai mempunyai lubang untuk mengisi elektrolit 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 positip, saparator dan plat negatip, plat positip berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatip berwarna abu-abu metalik (metallic gray).

*)klik gambar untuk memperbesar dimensi gambar

Gambar 1. Konstruksi baterai

2. Elektrolit Baterai

          Elektrolit baterai merupakan campuran antara air suling (H2O) dengan asam sulfat (SO4), komposisi campuran adalah 64 % H2O dan dan 36 % SO4. Dari campuran tersebut diperoleh elektrolit baterai dengan berat jenis 1,270.

Gambar 2. Komposisi elektrolit baterai

3. Kotak Baterai

          Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan didalamnya dibagi menjadi ruangan sesuai dengan jumlah selnya. Pada kotak baterai terdapat garis tanda upper level dan lower level , sebagai indicator jumlah elektrolit.

4. Sumbat Ventilasi

          Sumbat ventilasi ialah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Sumbat ini juga 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.

Gambar 3. Kotak dan sumbat baterai

5. Reakasi Kimia Pada Baterai

          Baterai merupakan pembangkitan listrik secara kimia. Listrik dibangkitkan akibat reaksi kimia antara plat positip, elektrolit baterai dan plat negatip. Saat baterai dihubungkan dengan sumber listrik arus searah maka terjadi proses pengisian (charge). Proses tersebut secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut :

Plat (+) + Elekktrolit + Plat (-)  Plat (+) + Elektrolit + Plat (-)

PbSO4 + 2 H2O + PbSO4 ----> PbO2 + 2 H2SO4 + Pb

          Saat sistem starter berfungsi maka energi listrik yang tersimpan di baterai akan mengalir ke beban, proses ini sering disebut proses pengosongan (discharge). Proses pengosongan secara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut :

Plat (+) + Elekktrolit + Plat (-)  Plat (+) + Elektrolit + Plat (-)

PbSO4 + 2 H2SO4 + PbSO4 ----> PbO2 + 2 H2O + Pb

          Dari reaksi kimia tersebut terdapat perbedaan elektrolit baterai saat kapasitas baterai penuh dan kosong, dimana saat baterai penuh elektroli terdiri dari 2H2SO4, sedangkan saat kosong elektrolit batarai adalah 2H2O.

6. Rating Kapasitas Baterai

          Energi yang tersimpan dalam baterai harus cukup kuat untuk starter, untuk itu baterai harus terisi penuh. Kapasitas baterai menunjukkan jumlah listrik yang disimpan baterai yang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik. Kapasitas baterai dipengaruhi oleh ukuran plat, jumlah plat, jumlah sel dan jumlah elektrolit baterai. Terdapat 3 ukuran yang sering menunjukkan kapasitas baterai, yaitu:

a. Cranking Current Ampere (CCA)

b.  Reserve Capacity

c. Ampere Hour Capacity (AH)

7. Cranking Current 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.

8. Reserve Capasity

          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).

Tabel 1. Rating Baterai

9. Ampare Hour Capasity (AH)

          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).

        JIS mendefinisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik yang dilepaskan sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10,5 V dalam 5 jam. Sebagai contoh baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatannya secara terus menerus 10 A selama 5 jam sampai mencapai tegangan pengeluaran akhir (10,5 V). Maka kapasitas baterai ialah 50 AH (10 x 5 jam) 1 derajat Celcius.

10. Stiker Spesifikasi Baterai

          Baterai mobil yang baru memiliki stiker yang ditempelkan untuk memberikan informasi tentang spesifikasi baterai tersebut, salah satu model stiker baterai seperti tampak dibawah ini.

Gambar 4. Stiker spesifikasi baterai

Pada gambar stiker 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.

11. Memeriksa dan Menguji Baterai

          Baterai harus diperiksa secara periodik dan diuji kemampuannya. Terdapat 3 kelompok pemeriksaan dan pengujian baterai yang sering dilakukan, yaitu:

a. Pemeriksaan Visual

b. Pemeriksaan elektrolit dan kebocoran

c. Pengujian Beban

12. Pemeriksaan Visual Baterai

          Pemeriksaan visual baterai antara lain meliputi :

a. 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.

Gambar 5. Pemeriksaan bagian baterai secara visual

b. 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.

c. 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.

d. 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.

e. 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.

f. 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.

13. 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.
          Langkah melakukan pengukuran elektrolit baterai adalah :

a. Lepas terminal baterai negatif

b. Lepas sumbat baterai dan tempatkan dalam wadah agar tidak tercecer

c. Masukkan thermometer pada lubang baterai

d. Masukkan ujung hydrometer ke dalam lubang baterai

e. Pompa hydrometer sampai elektrolit masuk ke dalam hydrometer dan pemberat terangkat

f.  Tanpa mengangkat hydrometer baca berat jenis elektrolit baterai dan baca temperature elektrolit baterai.

g. Catat hasil pembacaan, lakukan hal yang sama untuk sel baterai yang lain.

Gambar 6. Memeriksa elektrolit baterai

          Berat jenis elektrolit berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan 1 ºC. Spesifikasi berat jenis normal ditentukan pada 20 ºC, oleh karena itu saat pengukuran temperature elektrolit harus diamati. Rumus untuk mengkoreksi hasil pengukuran adalah:  

S 20 ºC= St + 0,0007 x (t - 20)

dimana : 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 – 0,0014

  = 1,246

14. 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. Langkah untuk memeriksa kebocoran arus listrik adalah sebagai berikut : 
a.  Matikan seluruh beban kelistrikan
b. Lepas kabel baterai negatip
c. Pasang multimeter (atur selector pada bagian amper meter) dengan skala ukur 35 mA
d. Baca hasil pengukuran
e. Besar kebocoran arus tidak boleh melebihi 20 mA.
Besar arus tersebut disebabkan energi listrik yang digunakan untuk jam maupun memori ECU (Electronic Control Unit). Penyebab terjadi kebocoran arus karena adanya karat, kotoran, air pada terminal atau soket sehingga mampu mengalirkan listrik. Pengukuran dapat pula dilakukan pada kabel positip.

Gambar 7. Pemeriksaan kebocoran arus

          Kebocoran arus listrik dapat pula terjadi ke bodi baterai (Case drain) untuk memeriksa hal tersebut dapat dilakukan dengan cara atur selector multimeter pada bagian volt meter, hubungkan kabel negatif multi meter ke negatip baterai dan positip volt meter ke bodi bateri. Penunjukan yang baik adalah 0 Volt, dan tegangan tidak boleh melebihi 0,5 V.

Gambar 8. Pemeriksaan kebocoran bodi bataerai

15. Pemeriksaan Baterai dengan Tes Beban

          Pemeriksaan baterai dengan beban dapat dilakukan dengan menggunakan Battery load tester. Pemeriksaan dilakukan dengan cara memberi beban baterai sebesar 200 A selama 15 detik. Bila tegangan baterai lebih dari 9,6 V berarti baterai masih baik, bila tegangan baterai 6,5V – 9,6 V baterai perlu diisi beberapa saat, bila tegangan kurang dari 6,5 V ganti baterai karena kemungkinan ada sel baterai yang sudah rusak.

Gambar 9. Pengetesan baterai dengan beban