BATERAI

FUNGSI, KOMPONEN, DAN KAPASITAS BATERAI

Baterai merupakan sumber energi listrik yang digunakan oleh sistem starter dan sistem kelistrikan yang lain. Baterai ada dua tipe  yaitu  baterai  kering  dan  baterai  basah.  Baterai  yang digunakan untuk motor, 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:

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

2)   Saat starter untuk mengidupkan sistem starter

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

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).

Gambar 2.  Konstruksi Baterai

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 3.  Komposisi elektrolit baterai

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.

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 4.  Kotak dan sumbat baterai

Reaksi 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 (+) + Elektrolit + Plat  (-) Plat (+)  +  Elektrolit  +  Plat  (-) Pb SO4  + 2 H2O + PbSO 4                PbO2   + 2H2SO4  + 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 (+) + Elektrolit + Plat  (-)  Plat (+)  +  Elektrolit  +  Plat  (-) Pb SO4  + 2H2SO4 + 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.

Gambar 5.  Proses pengisian dan pengosongan baterai

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:

1) Cranking Current  Ampere (CCA)

2) Reserve Capacity

3) Ampere Hour Capacity (AH)

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.

Reserve 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).

Gambar 6.  Rating Baterai

Ampere Hour Capacity (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 oC

Stiker 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

Gambar 7.  Spesifikasi baterai

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.