(BMM024) SGD Battery Maintenance

e c n a n e t n i a M r e tt a B

a w is S n a u d n a P u k u B

Caterpillar Service Technician Module APL TCL023 BA TTERY MAINTENANCE

Diterbitkan oleh Asia Pacific Learning 1 Caterpillar Drive Tullamarine Victoria Australia 3043 Versi 3.2, 2003

Hak Cipta © 2003 Caterpillar of Australia Pty Ltd Melbourne, Australia. Hak cipta dilindungi. Reproduksi dari dokumen ini tanpaatau ijin dari pemiliklebih Hak Cipta merupakan pelanggaran hukum.sebagian Permohonan untuk perijinan informasi lanjut harus dialamatkan ke Manager, Asia Pacific Learning, Australia.

Materi-materi subyek ini dikeluarkan oleh Caterpillar of Australia Pty Ltd dengan pengertian bahwa : 1. Caterpillar of Australia Pty Ltd, para staff, pengarang, atau siapapun yang terlibat dalam persiapan dari publikasi ini dengan tegas menyangkal seluruh atau yang berkaitan dengan kontrak apapun, kerugian, atau bentuk lain dari pertanggung jawaban kepada siapapun (pemilik publikasi ini ataupun bukan) yang berhubungan dengan publikasi dan segala akibat yang timbul dari penggunaannya, termasuk segala kelalaian yang dibuat oleh siapapun dalam hubungannya dengan keseluruhan atau sebagian isi dari publikasi ini. 2. Caterpillar of Australia Pty Ltd dengan tegas menyangkal seluruh atau segala pertanggung jawaban kepada siapapun yang berhubungan dengan akibat apapun dari segala yang telah dibuat atau kelalaian yang telah dibuat oleh orang-orang yang berkaitan, secara keseluruhan atau sebagian, atas keseluruhan atau sebagian atau bagian manapun dari isi subject material ini.

Ucapan Te rima Kasi h Terimakasih kepada Caterpillar Family untuk sumbangan mereka dalam meninjau kurikulum untuk program ini, khususnya: • • •

Para engineer dan instructor Caterpillar Para engineer dan instructor Dealer Caterpillar Institutes.

B ATTERY MAINTENANCE

PENGENALAM MODUL Judul Modul Battery Maintenance Gambara n Modul Modul ini mencakup pengetahuan dan keterampilan yang berhubungan dengan Perawatan Baterai. Setelah menyelesaikan modul ini siswa akan mampu melakukan perawatan dan pengisian baterai dan melakukan jump start pada suatu unit alat berat. Pra-Syarat Modul berikut harus dilengkapi sebelum mengikuti modul ini : • •

Keselamatan dan kesehatan kerja (Ocupattional Health & Safety) Alat-alat Kerja (Workshop Tools)

Pembelaja ran dan Development Penyampaian modul ini juga disertai dengan lembar kerja siswa Battery Maintenance. Menyelesaikan kurikulum akan memberikan pengetahuan sebagai hasil lebih lanjut, untuk penilaian kompetensi oleh Workplace Accesor yang terakreditasi. Referensi yang dianjurkan • • • •

Buku - Service Manual Baterai SEBD0625 Instruksi Khusus – Prosedur Tes Baterai SEHS7633 Instruksi Khusus – Tabel Kecepatan/ Waktu Pengisian Baterai SEHS9014 Video - "Bagaimana menguji sebuah baterai Caterpillar " SEVN1590.

Sumber Refere nsi • • •

1772330 Battery Analyser 4C4911 Battery Load Tester 9U7330 Digital Multimeter

• • • •

8T0900 AC/DC Clamp-on Ammeter IU7298 Coolant / Battery Tester Battery Hydrometer Battery Charger.

Metode Assessment Ruang kelas dan bengkel kerja Setelah melengkapi modul ini, siswa harus mendemostrasikan kompetensi semua hasil training. Lembar kerja dan Assesment akan memberikan penilaian yang dibutuhkan. Untuk modul ini, siswa diharapkan berpartisipasi di dalam kegiatan di kelas dan bengkel dan melengkapi : • • •

Lembar Kerja Siswa Penilaian Pengetahuan Kegiatan Praktikum


Bengkel Kerja Untuk memperlihatkan kompetensi, siswa diharuskan menyelesaikan penilaian keterampilan di bengkel kerja.

ii

APLTCL023 © Caterpillar Australia Pty Ltd


PENILAIAN PENGETAHUAN DAN K ETERAMPILAN Tujuan Pelajaran 1 :

Menjelaskan fungsi, konstruksi dan prinsip kerja baterai asam timbal yang digunakan pada aplikasi otomotif. Kriteria Penilaian 1.1 Menjelaskan fungsi baterai asam timbal pada aplikasi otomotif: 1.1.1 Arus suplai untuk menghidupkan engine. 1.1.2

Arus suplai ketika kebutuhan melampaui arus yang dapat diberikan oleh sistem charging.

1.1.3

Menstabilkan tegangan dalam sistem selama beroperasi.

1.2 Menggambarkan konstruksi baterai asam timbal. 1.2.1

Menjelaskan bagaimana sebuah baterai asam timbal dibuat dan menjelaskan istilah-istilah pada baterai. 1.2.1.1

Kotak (case)

1.2.1.2

Pelat Negatif

1.2.1.3

Pelat Positif

1.2.1.4

Sel Baterai

1.2.1.5

Tutup Ventilasi

1.2.1.6

Elektrolit

1.2.1.7

Penanganan elektrolit

1.2.1.8

Penyediaan elektrolit

1.2.1.9

Air dalam elektrolit

1.2.1.10 Terminal-terminal baterai 1.2.1.11 Tegangan baterai 1.3 Menjelaskan prinsip kerja dari baterai asam timbal 1.3.1 1.3.2

Tujuan Pelajaran 2 :

Bagaimana baterai bekerja Siklus kerja 1.3.2.1

Pengosongan

1.3.2.2

Pengisian

1.3.2.3

Rangkaian pengisian

1.3.3

Elektrolit

1.3.4

Sulphation

1.3.5

Tegangan terminal

1.3.6

Suhu

1.3.7

Deep Cycling

Menjelaskan konstruksi dan karakteristik baterai dengan jenis yang berbeda yang digunakan pada aplikasi atomotif. Kriteria Penilaian 2.1 Menjelaskan konstruksi dan karakter baterai basah.


iii


2.1.1

Konstruksi

2.1.2

Karakteristik 2.1.2.1

Mengandung elektrolit.

2.1.2.2

Kondisi pengisisan

2.1.2.3

Penyimpanan

2.1.2.4

Suhu

2.2 Menjelaskan konstruksi dan karakteristik baterai kering. 2.2.1 Konstruksi 2.2.2


Tidak mengandung elektrolit

2.2.2.2

Mempertahankan kondisi terisi penuh.

2.2.2.3

Penyimpanan

2.2.2.4

Elektrolit terbungkus.

2.3 Menjelaskan konstruksi dan karakteristik baterai bebas pemeliharaan. 2.3.1

Konstruksi

2.3.2


Ketinggian permukaan elektrolit baterai.

2.3.2.2

Gas

2.3.2.3

Pelat

2.4 Menjelaskan konstruksi dan karakteristik dari sebuah baterai Deep cycle. 2.4.1

Konstruksi

2.4.2

Aplikasi

2.4.3

Karakteristik

2.5 Menjelaskan konstruksi dan karakteristik dari sebuah baterai pasta. 2.5.1

Konstruksi

2.5.2

Prinsip kerja

2.5.3

Kelebihan

2.5.4

Kekurangan

2.6 Menjelaskan tingkatan baterai.


2.6.1

Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas baterai.

2.6.2

Arus engkol dingin /Cold Cranking Amperes (CCA)

2.6.3

Unjuk kerja engkol (Cranking Performance)

2.6.4

Kapasitas cadangan (Reverse Capacity)

Menentukan kondisi baterai asam timbal. Kriteria Penilaian 3.1 Menjelaskan peringatan keselamatan yang harus diperhatikan ketika melakukan pengujian kondisi baterai.

iv



3.2 Mengidentifikasi kerusakan fisik pada baterai asam timbal. 3.2.1

Kotak luar

3.2.2

Terminal-terminal

3.2.3

Elektrolit

3.2.4

Pelat-pelat

3.3 Mengenali peralatan pengujian dan menentukan keadaan pengisian yang menentukan kemampuan kerja sebuah baterai asam timbal.


3.3.1

Coolant/Baterai Tester

3.3.2

Hydrometer

3.3.3

Perawatan free baterai charge indicator

3.3.4

High rate discharge test

3.3.5

Starter load test.

Menjelaskan prosedur perawatan preventif dan pengisian baterai asam timbal. Kriteria Penilaian 4.1 Menjelaskan peringatan keselamatan yang harus diperhatikan ketika mengadakan tugas perawatan preventif pada baterai asam timbal. 4.2 Menjelaskan prosedur perawatan preventif pada baterai asam timbal. 4.2.1

Ketinggian permukaan elektrolit.

4.2.2

Pembersihan

4.2.3

4.2.2.1

Korosi

4.2.2.2

Kutub terminal dan klem kabel

4.2.2.3

Pembersihan baterai

Klem penahan baterai

4.3 Menjelaskan peringatan keselamatan yang perlu diperhatikan ketika melakukan pengisian baterai asam timbal 4.3.1

Petunjuk pengisian

4.3.2

Peralatan perlindungan diri

4.3.3

Baterai yang rusak atau membeku

4.3.4

Daerah yang berventilasi

4.3.5

Penyambungan

4.3.6

Pemutusan sambungan

4.4 Menjelaskan langkah-langkah pengisian, mengenali peralatan dan proses yang menyebabkan terjadinya pengisian baterai asam timbal. 4.4.1 Pengisian baterai asam timbal 4.4.2


Penyambungan baterai

v


4.4.3


Peralatan pengisian yang umum digunakan 4.4.3.1

Peralatan pengisian dengan tegangan tetap.

4.4.3.2

Peralatan pengisian dengan arus tetap.

4.4.3.3

Taper current charger

4.4.3.4

Peralatan pengisian otomatis

4.4.3.5

Peralatan pengisian sangat cepat

4.4.3.6 Trickle charger Mengetahui persyaratan untuk kerja kabel booster yang aman. Kriteria Penilaian 5.1 Mengetahui praktek kerja yang aman selama bekerja dengan kabel booster. 5.1.1

Perlindungan mata

5.1.2

Bersandar di atas baterai

5.1.3

Jump starting pada baterai yang rusak

5.1.4

Pemeriksaan baterai

5.2 Mengetahui metode yang tepat dari sambungan baterai booster. 5.2.1

Sambungan kabel

5.3 Mengetahui prosedur menghidupkan engine menggunakan baterai booster. 5.3.1

Menghidupkan dan memanaskan engine

5.3.2

Mematikan engine

5.4 Mengetahui langkah-langkah untuk melepaskan sambungan baterai booster. 5.4.1 Melepaskan sambungan kabel Tujuan Pelajaran 6 :

Melakukan tugas pemeliharaan pada baterai asam timbal. Kriteria Penilaian 6.1 Menyebutkan dan mengikuti peringatan keselamatan yang harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya bahaya bagi manusia dan kerusakan peralatan 6.2 Melakukan tugas perbaikan pada baterai asam timbal 6.2.1

Melepas baterai dari kendaraan.

6.2.2

Melakukan pemeriksaan visual pada kotak baterai.

6.2.3

Melakukan pemeriksaan visual pada kabel-kabel dan klem.

6.2.4

Melakukan pemeriksaan dan pembersihan terminal baterai.

vi

6.2.5

Melakukan pemeriksaan ketinggian permukaan elektrolit dan mengaturnya sesuai yang dibutuhkan.

6.2.6

Pengujian baterai



6.2.6.1

Pengukuran tegangan

6.2.6.2

Hydrometer atau Caterpillar Coolant dan BatteryTester

6.2.6.3

Baterai bebas perawatan (Free Maintenance Battery)

6.2.7

Melakukan pemeriksaan baterai carrier.

6.2.8 6.2.9

Melakukan pemeriksaan klem baterai. Memasang kembali baterai pada kendaraan.

6.2.10 Pengujian kegunaan 6.3 Facilitator harus memastikan tugas telah selesai dikerjakan: 6.3.1

Tanpa menyebabkan kerusakan pada komponen maupun kendaraan.

6.3.2

Menggunakan alat, teknik dan bahan yang tepat.

6.3.3

Sesuai dengan petunjuk, prosedur dan peraturan industri/ perusahaan.

6.3.4

Menggunakan dan mengartikan informasi yang tepat dari spesifikasi pabrik.

Tujuan Pelajaran 7:

Melakukan pekerjaan pada baterai asam timbal. Kriteria Penilaian 7.1 Menyebutkan dan mengikuti peringatan keselamatan yang harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya bahaya bagi manusia dan kerusakan peralatan. 7.2 Melakuakan pengujian pada baterai asam timbal. 7.2.1

Pengujian pengosongan cepat.

7.2.2

Pengujian beban starter.

7.3 Fasilitator harus memastikan bahwa tugas telah diselesaikan: 7.3.1


7.3.2


7.3.3


7.3.4

Menggunakan dan mengartikan informasi yang tepat dari spesifikasi pabrik

Tujuan Pelajaran 8:

Mengisi baterai asam timbal. Kriteria Penilaian 8.1 Menyebutkan dan mengikuti peringatan keselamatan yang harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya bahaya bagi manusia dan kerusakan peralatan. 8.2 Mengisi baterai asam timbal. 8.3 Fasilitator harus memastikan bahwa tugas telah diselesaikan:


vii


8.3.1


8.3.2


8.3.3


8.3.4


Menggunakan dan mengartikan informasi yang tepat

dari spesifikasi pabrik. Jump start pada kendaraan dengan menggunakan baterai booster. Kriteria Penilaian 9.1 Menyebutkan dan mengikuti peringatan keselamatan yang harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya bahaya bagi manusia dan kerusakan peralatan. 9.2 Jump start kendaraan menggunakan baterai booster. 9.2.1

Pemeriksaan visual.

9.2.2

Sambungan

9.2.3

Start

9.2.4

Pemutusan sambungan

9.3 Fasilitator harus memastikan bahwa tugas telah diselesaikan 9.3.1


9.3.2


9.3.3


9.3.4

Menggunakan dan mengartikan informasi yang tepat dari spesifikasi pabrik.

viii




ix


DAFTAR ISI TOPIK 1: B aterai Pendahuluan ............................................................................................................................ 1 Konstruksi Baterai ..................................................................................................................... 2 Potensial Baterai....................................................................................................................... 6 Siklus Kerja ............................................................................................................................... 6

TOPIK 2: Jenis -Jenis B aterai Kapasitas Baterai .................................................................................................................. 11

TOPIK 3: Pengu jian Baterai Pengujian Spesific Gravity ..................................................................................................... Tabel koreksi Hydrometer ...................................................................................................... High-rate Discharge Testing ................................................................................................... Starter Load Test ..................................................................................................................

18 21 24 24

TOPIK 4: BA TTERY MAINTENANCE dan Pengi si an Melepas Baterai ..................................................................................................................... Ketinggian Permukaan Elektrolit ............................................................................................ Pembersihan .......................................................................................................................... Pembersihan Baterai .............................................................................................................. Pengisian Baterai ................................................................................................................... Petunjuk Pengisian Baterai .................................................................................................... Pengisian Baterai Asam Timbal ............................................................................................. Penyambungan Baterai .......................................................................................................... Battery Charger, Pengontrolan dan Karakteristiknya .............................................................

26 27 29 33 34 35 36 37 38

TOPIK 5: Jump Starting Penggunaan Kabel Booster yang aman ................................................................................ 42

x




xi


TOPIK 1 Baterai PERINGATAN Baterai asam timbal mengandung elektrolit asam sulfur, yang merupakan bahan berbahaya yang sangat korosif. Yang menghasilkan hidrogen dan oksigen, ketika pengosongan dan pengisian kembali, dan bisa meledak jika disulut. Karena aksi pengosongan diri (SelfDischarging) menghasilkan hidrogen, bahkan ketika baterai tidak sedang bekerja, pastikan baterai disimpan dan digunakan dalam ruangan dengan ventilasi yang baik. Ketika bekerja pada baterai : -

Selalu gunakan alat perlindungan diri yang diakui untuk mata, wajah dan tangan. Jauhkan percikan api, nyala api dan rokok dari baterai. Jangan pernah mencoba membuka baterai tanpa tutup yang dapat dilepas. Jaga tutup ventilasi baterai yang dapat dilepas (removable vent cap) tetap rapat dan rata kecuali ketika mengganti elekrolit. Pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik. Jangan pernah bersandar di atas baterai ketika boosting, testing dan pengisian. Berhati-hatilah ketika bekerja dengan alat kerja yang terbuat dari logam atau konduktor (termasuk perhiasan dan jam tangan logam) untuk mencegah hubung singkat dan percikan bunga api. Jangan biarkan cairan elektrolit baterai bercampur dengan air garam. Bahkah dalam jumlah yang kecil cairan ini akan menghasilkan gas klorin yang bersifat MEMATIKAN . Usahakan untuk selalu mengikuti instruksi pabrik pada saat melaksanakan testing, jump starting, pemasangan dan pengisian baterai.

PENDAHULUAN Sebuah baterai adalah alat yang menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia dan dapat diubah kembali menjadi energi listrik untuk menyuplai sistem kelistrikan mesin yang meliputi rangkaian starting, pengisian, dan rangkaian asksesoris. Arus baterai dihasilkan oleh reaksi kimia antara bahan aktif pada pelat baterai dan asam sulfat yang terdapat dalam larutan elektrolit. Baterai adalah penstabil tegangan bagi sistem serta bertindak sebagai akumulator atau penyimpan energi. Setelah satu periode penggunaan, baterai akan mengalami pengosongan dan tidak lagi menghasilkan aliran arus. Baterai dapat diisi kembali dengan arus searah yang diberikan dalam arah yang berlawanan dengan arah arus yang keluar dari baterai pada saat penggunaan. Dalam operasi yang normal, baterai selau diisi oleh alternator. Fungsi Baterai dapat dikatakan bekerja dengan baik, jika mampu : • •

•

Menyuplai tenaga listrik untuk menghidupkan engine. Mensuplai tenaga listrik untuk aksesoris jika beban listrik melampaui keluaran yang dapat disuplai oleh sistem pengisian (Charging System).. Menstabilkan tegangan dalam sistem selama bekerja.


1


KONSTRUKSI BATERAI

Gambar 1 – Komponen-kompon en baterai

Pelat-pelat negatif dan positif Baterai dibuat dari sejumlah elemen terpisah yang disatukan pada kotak karet keras atau plastik. Komponen dasar dari tiap sel adalah pelat positif dan negatif, seperti yang digambarkan pada gambar 1. Pelat negatif dilapisi dengan timbal, berwarna kelabu. Sementara pelat positif dilapisi dengan timbal peroksida yang berwarna coklat. Beberapa pelat positif dan beberapa pelat negatif dihubungkan menjadi kelompok-kelompok pelat. Pada beberapa baterai, dalam kelompok pelat negatif selalu terdapat lebih banyak satu pelat daripada pelat positif dalam kelompok pelat positif, yang memungkinkan pelat negatif membentuk dua pembatas bagian luar ketika kelompok-keompok pelat ini saling dihubungkan. Namun pada beberapa baterai yang lain ada yang memiliki jumlah pelat positif dan negatif yang sama. Sel baterai Setiap kelompok pelat dijaga tetap terpisah dengan pelat tetangganya oleh pemisah atau separator. Separator dirancang selain untuk menjaga pelat-pelat tetap terpisah, juga dibuat berpori-pori sehingga larutan elektrolit dapat bersirkulasi diantara pelat-pelat. Separator terbuat dari berbagai macam bahan, seperti plastik, karet dan fiberglass.

Gambar 2 – a) & b) Grup pelat posi tif dan negatif yang dirangk ai dengan separator membentuk sebuah elemen. Elemen ini menjadi s atu sel ketika dim asukkan dalam kotak b aterai. c) Kotak baterai dengan pemisah sel-sel.

2



Pada saat pembuatan, elemen-elemen ditempatkan pada bagian terpisah dalam kotak baterai. Setiap kompartemen membentuk sebuah sel. Bagian atas kotak ditutup oleh sebuah pembungkus yang disegel ke kotak baterai (Gambar 2).

Gambar 3

Setiap sel adalah satu bagian yang terpisah, namun setiap sel ini terhubung satu dengan lainnya secara listrik (Gambar 3). Sel-sel tersebut dihubungkan secara seri di dalam baterai, dengan terminal positif sel dihubungkan ke terminal negatif pada sel yang berseberangan. Sel yang terletak diujung menjadi terminal utama baterai (kutub). Dengan rangkaian seri, maka tegangan setiap sel dijumlahkan. Setiap sel menghasilkan kira-kira 2.2 Volt, jadi jika terdapat enam sel yang dihubungkan bersama secara seri, maka baterai akan menghasilkan sekitar 13.2 Volt. Tutup Ventilasi

Gambar 4

Tutup ventilasi (plug) terletak di setiap penutup sel. Beberapa baterai memiliki tutup ventilasi tersendiri untuk setiap sel, sedangkan yang lain memiliki unit yang berkelompok yang menghubungkan tiga ventilasi sel bersama pada satu unit. Tutup ventilasi yang memiliki lubang-lubang keluar, berfungsi sebagai tempat untuk memeriksa ketinggian elektrolit serta sebagai tempat untuk melakukan penambahan elektrolit atau air (Gambar 4). Lubang-lubang


3


keluar berfungsi sebagai tempat keluarnya gas-gas yang terbentuk selama proses pengisian baterai. Elektrolit

AIR

ASAM

ELEKTROLIT

Gambar 5 – C ampuran Elektro lit

Larutan elektrolit adalah semua larutan yang dapat menghantarkan listrik. Pada baterai asam timbal, larutan elektrolit berfungsi untuk membuat proses galvanisasi atau reaksi kimia dapat terjadi. Larutan elektrolit pada baterai yang terisi penuh adalah larutan pekat asam sulfur (H2SO4) dicampur Air (H2O). Campuran yang tepat kira-kira 36% Asam Sulfur dan 64% Air. Untuk mengetahui berapa besar muatan listrik yang tersimpan dalam baterai maka kita perlu memahami besaran yang disebut specific gravity (SG). Specific gravity adalah perbandingan antara berat suatu zat dengan berat air murni. SG larutan elektrolit yang tepat dapat dilihat pada gambar 5, yaitu jika air memiliki specific gravity 1.00 dan persentasinya 64%, sedangkan asam sulfur dengan specific gravity 1.834 dengan konsentrasi sebesar 36% maka SG keseluruhan campuran elektrolit adalah 1.265. Proporsi asam dengan air tidak boleh dipertukarkan. Ketika sebuah baterai baru diaktifkan, campuran awal elekrolit dimasukkan ke dalam sel baterai. Larutan elektrolit pada baterai asam timbal bersifat konduktif (dapat menghantarkan listrik) dan reaktif (dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia).

PERINGATAN Penanganan Elektrolit Larutan elektrolit baterai adalah larutan asam sulfur dan air yang dapat menghancurkan pakaian dan menghanguskan kulit. Sangat berhati-hatilah jika menangani larutan elektrolit dan pastikan larutan penetral asam, seperti baking soda atau amonia yang dicampur dengan air telah tersedia. Penanganan Baterai -

Selalu gunakan alat pelindung mata, wajah dan tangan yang sesuai. Jika lautan elektrolit terpercik ke mata, segera paksakan mata terbuka dan basuh dengan air bersih yang dingin sedikitnya 15 menit. Segera cari perawatan medis. Jika larutan elektrolit tertelan, segera minum air atau susu dalam jumlah yang banyak. JANGAN paksa memuntahkan. Segera cari perawatan medis. Netralkan larutan elektrolit yang tercecer pada kendaraan atau di tempat kerja. Setelah menetralkan, cuci daerah yang terkontaminasi dengan air bersih.

Persiapan Larutan Elektrolit Untuk mempersiapkan larutan elektrolit dengan spesific gravity tertentu, campurkan konsentrat asam secara perlahan ke dalam air. JANGAN langsung menuangkankan air ke dalam asam karena akan cenderung membuat larutan menyembur . Aduk air ketika menambahkan sebagian kecil asam. Jika panas terbentuk, biarkan larutan mendingin sebelum melanjutkan penambahan.

Ai r d alam baterai Tambahkan air murni atau air suling kedalam baterai karena adanya pembentukan gas didalam baterai akan mengurangi jumlah air tersebut. Air murni atau air suling tidak menghantarkan listrik. Konduktifitas air tergantung pada kandungan partikel padat yang 4



terlarut (TDS = Total Dissolved Solid) atau mineral. Mineral bersifat konduktif. Mengunakan air biasa untuk ditambahkan pada larutan elektrolit dalam jangka panjang dapat menyebabkan sel baterai terhubung singkat. Reaksi kimia pada baterai selama pengosongan mengurangi perbandingan antara asam sulfur terhadap air sehingga mengurangi kepadatan atau specific gravity dari larutan. Terminal Baterai

Gambar 6 – Te rmin al-terminal Baterai

Baterai memiliki kutub-kutub atau terminal-terminal positif negatif (gambar 6). Kutub positif lebih besar dan berguna untuk mencegah baterai disambung dengan polaritas yang terbalik. Terminal positif memiliki tanda “+” di atasnya dan terminal negatif memiliki tanda “-“di atasnya. Tanda lain yang dapat dikenali pada atau dekat terminal-terminal tersebut adalah tulisan “POS” dan “NEG” atau gelang plastik berwarna yang dipasang pada terminalterminal, merah untuk positif dan hitam untuk negatif.


5


POTENSIAL BA TERAI

Gambar 7 – Sel-Sel Baterai terhub ung s eri

Setiap sel dalam kotak baterai asam timbal memiliki tegangan 2.2 Volt. Baterai 6 Volt memiliki tiga sel yang terhubung seri (gambar 7a), sementara baterai 12 Volt memiliki enam sel yang terhubung seri (gambar 7a). Untuk tegangan yang lebih tinggi, kombinasi bateraibaterai digunakan. Pada gambar 7b, dua baterai 12 Volt dihubungkan secara seri untuk menghasilkan tegangan 24 Volt. Gambar 7c memperlihatkan dua baterai 12 Volt dihubungkan secara paralel, menghasilkan tegangan 12 Volt.

SIKLUS KERJA

Gambar 8 - Baterai menghasilkan aliran arus

6



Baterai dapat menghasilkan arus karena adanya reaksi kimia antara bahan-bahan aktif yang terdapat pada pelat-pelat dan asam sulfur dalam larutan elektrolit (gambar 8). Ketika reaksi kimia ini terjadi, baterai mengalami pengosongan. Setelah hampir semua bahan aktif bereaksi, baterai akan kosong dan harus diisi kembali sebelum digunakan lagi. Perhatikan bahwa baterai dengan tegangan yang sama dapat menghasilkan arus yang berbeda, karena jumlah arus yang dihasilkan ditentukan oleh jumlah dan ukuran pelatpelatnya. Lebih banyak pelat berarti juga lebih banyak reaksi kimia yang bisa terjadi diantara larutan elektrolit dan pelat-pelat sehingga lebih banyak arus yang dapat dihasilkan. Jika dua baterai 12 Volt memiliki jumlah pelat-pelat yang berbeda, maka baterai dengan jumlah pelat yang lebih banyak akan menyuplai arus yang lebih besar dan juga akan memiliki kapasitas yang lebih tinggi. Sebuah baterai baterai memiliki dua siklus operasi: • •

Pengosongan (Discharging) Pengisian (Charging)

Siklus Pengosongan

Gambar 9 - Pe ngoso ngan Baterai

Ketika sebuah rangkaian listrik di hubungkan ke terminal baterai positif dan negatif serta diberi beban maka arus akan mengalir dalam rangkaian. Timbal peroksida (PbO 2) pada pelat positif bereaksi dengan larutan elektrolit asam sulfur (H2SO4), dan hasilnya adalah molekul oksigen (O2) yang dilepaskan ke dalam larutan elektrolit, membentuk air (H 2O). Dalam reaksi ini, pelat negatif (Pb) bereaksi dengan elektrolit membentuk sulfur timbal (PbSO 4). Gambar 9 memperlihatkan reaksi kimia yang terjadi selama siklus pengosongan. Reaksi kimialead ini akan berlanjut pelat positif dan pelat negatif terlapisi dengan timbal sulfida atau sulphate (PbSOsampai 2) dan eletrolit secara kimia telah berubah menjadi air (H 2O). Selama proses pengosongan, timbal sulfida terbentuk baik di pelat positif dan pelat negatif sehingga membuat kedua pelat menjadi sejenis. Lapisan timbal sulfida ini mengurangi perbedaan tegangan didalam sel, karena tegangan bergantung pada perbedaan potensial antara pelat positif dan negatif. Jika baterai terus digunakan , maka akan lebih banyak timbal sulfur yang terbentuk di pelatpelat dan lebih banyak juga air yang terbentuk didalam larutan elektrolit. Perlu diingat bahwa walaupun SO4 lepas dari larutan elektrolit tetapi ia tidak pernah keluar dari baterai. Karena itu, jangan pernah menambahkan asam sulfat (H2SO4) ke dalam baterai. Kelebihan SO4 hanya akan menyebabkan terjadinya proses self-discharging baterai dengan kecepatan yang lebih tinggi dari normal. Air adalah satu-satunya zat dalam baterai yang harus diganti. Hampir tidak mungkin mengubah larutan elektrolit baterai menjadi bentuk air murni yang menghasilkan pembacaan specific gravity 1.00. Dengan kata lain, baterai jarang menjadi kosong sampai ke titik yang netral secara listrik. Biasanya yang disebut sebagai baterai mati adalah baterai yang memiliki elektrolit dengan specific gravity 1.140 sampai 1.160.


7


Siklus Pengisian SELA MA PENGOSONGAN

SELA MA PENGISIAN

Gambar 10 – Siklus Pengisian

Reaksi kimia yang berlangsung dalam sel baterai selama siklus pengisian (gambar 10) sesungguhnya adalah kebalikan dari yang terjadi selama siklus pengosongan. Sulfur secara radikal meninggalkan pelat-pelat dan kembali ke elektrolit, memperbanyak jumlah asam sulfur. Oksigen dari air pada larutan elektrolit yang telah mengalami pengosongan bergabung kembali dengan timbal pada pelat positif dan membentuk timbal peroksida. Rangkaian Pe ngis ian

Gambar 11 - Pengisian Circu it

Pada Charging System (gambar 11), baterai bekerja bersama dengan alternator. Baterai memberikan arus ke rangkaian dan menjadi kosong. Alternator memberikan arus ke baterai untuk mengisinya kembali. Ketika engine dimatikan, hanya baterai yang memberikan arus ke rangkaian aksesori. Pada kecepatan rendah, baik baterai maupun alternator memberikan arus ke rangkaian aksesori. Pada kecepatan yang lebih tinggi, alternator dapat mengambil alih dan menyuplai cukup arus untuk mengoperasikan aksesoris dan juga untuk mengisi baterai. Regulator tegangan membatasi tegangan dari alternator pada nilai yang aman sehingga tidak mengisi baterai secara berlebihan pada saat engine berputar pada kecepatan tinggi. Elektrolisis Ketika arus listrik mengalir dalam air, molekul air terpisah menjadi atom hidrogen dan oksigen. Kedua gas tersebut naik ke permukaan dan bercampur dengan udara. Karena itu permukaan air menurun. Proses ini dinamakan elektrolisis dan terjadi ketika baterai diisi Sulphation Ketika baterai mengalami pengosongan, baik pelat positif maupun pelat negatif terlapisi oleh timbal sulfida atau lead sulphate (PbSO4). Selama siklus pengisian, lapisan sulfat ini diubah seperti yang telah dijelaskan sebelumya. Namun jika lapisan sulfat ini telah mengeras maka ia tidak bisa diubah lagi. Arus keluarannya menjadi terbatas dan kondisi ini mengarah pada kerusakan total. Sebuah baterai yang telah ter-sulfat adalah baterai yang telah rusak selama proses yang disebut sulphation. Kondisi ini biasanya tidak dapat diperbaiki dan baterai harus diganti dengan yang baru

8



Tegangan Termin al Tegangan baterai tidaklah konstan. Baterai tidak menghasilkan tegangan yang konstan setiap waktu. Faktor utama yang mempengaruhi tegangan terminal baterai adalah suhu, beban kerja dan tingkat pengisian. Suhu Baterai menghasilkan arus oleh reaksi kimia melalui aksi asam sulfur pada pelat positif dan pelat negatif. Pada suhu yang lebih rendah zat kimia tidak bereaksi secepat yang terjadi pada suhu normal dan karenanya baterai akan memiliki tegangan yang lebih rendah. Suhu akan mempengaruhi tegangan terminal baterai. Jika suhu menurun, baterai menjadi kurang efisien, sementara itu dibutuhkan usaha yang lebih besar untuk menghidupkan engine pada suhu rendah. Pada suhu 27°C (80°F) baterai 100% efisien dan memberikan tenaga penuh untuk cranking. Pada suhu -30°C (-22°F) baterai hanya 30% efisien. Deep Cycling Sebagian besar baterai kendaraan tidak dirancang untuk deep cycling. Deep cycling terjadi pada saat baterai hampir mencapai keadaan kosong total dan kemudian diisi kembali. Pengisian kembali sebuah baterai yang telah kosong sempurna cenderung lebih sulit karena panas yang timbul oleh adanya tahanan internal. Panas Ini dapat mengakibatkan pelat menjadi bengkok. Aplikasi khusus yang menggunakan baterai yang bisa sering mengalami deep cycling (cycling karena kosong total diikuti oleh pengisian penuh), seperti pada forklift elektrik, pelat-pelat dibuat lebih tebal. Baterai kendaraan tidak dirancang untuk deep cycling yang berulang dan akan rusak lebih awal jika secara berulang-ulang mengalami deep cycling.


9


10



TOPIK 2 Jenis-jenis Baterai

Gambar 12- Bate rai Heavy Duty Pada Umumnya

Pada dasarnya ada empat jenis baterai yang digunakan pada aplikasi otomotif dan alat berat: • • • •

Wet-Charge Dry-Charge Maintenance -Free Gelled Cell Battery.

Wet-Charged Baterai (Baterai Basah) Baterai wet-charged mengandung elemen-elemen yang terisi penuh dengan elektrolit pada saat baru dibeli. Baterai wet-charged akan mengalami pengososngan selama penyimpanan dan harus diisi kembali secara periodik. Selama penyimpanan, walaupun baterai sedang tidak digunakan, reaksi lambat terjadi di antara larutan elektrolit dan pelat-pelat, menyebabkan baterai kehilangan arus pengisiannya. Reaksi ini dinamakan, pengosongan diri atau self discharging. Tingkat pengosongan diri dipengaruhi langsung oleh suhu elektrolit. Baterai yang terisi penuh jika disimpan pada suhu 38°C (103°F) akan kosong total setelah disimpan selama 90 hari. Baterai yang sama jika disimpan pada suhu 15°C (59°F) hanya akan menjadi sedikit kosong setelah 90 hari. Karena itu baterai wet-charged harus disimpan di tempat terdingin yang paling memungkinkan tanpa membuat elektrolit menjadi beku. Perhatikan bahwa sebuah baterai wet-charged akan terisi penuh dan tidak akan membeku kecuali suhu turun di bawah -60°C (-76°F), sementara baterai kosong dengan specific gravity 1.100 akan membeku pada suhu -8°C (18°F). Baterai wet-charged yang disimpan untuk waktu yang lama tanpa diisi kembali, akan rusak permanen karena terbentuknya kristal sulfat yang keras dan berat pada pelat-pelat. Untuk mencegah pembentukan kristal, baterai wetcharged selama penyimpanan harus dijaga tetap terisi penuh setiap 30 hari. Baterai Dry-Charge (Batera i K ering) Baterai konvensional memiliki jenis Dry-Charged atau Wet-Charged. Baterai Dry-Charged terdiri dari elemen-elemen yang terisi penuh, tetapi tidak mengandung elektrolit. Sekali diaktifkan dengan mengisi elektrolit, maka baterai menjadi sama dengan baterai wet-charged. Baterai dry-charged akan terjaga kondisi penuhnya selama kelembaban tidak masuk ke dalam sel-selnya. Jika disimpan di tempat yang kering dan sejuk, tidak seperti baterai wetcharged, baterai Dry-Charged tidak akan kehilangan arus pengisian. Pengaktifan baterai dry-charged biasanya dilakukan segera sebelum dipergunakan. Untuk memastikan larutan elektrolit yang digunakan benar, dan baterai diaktifkan dengan benar, banyak pabrik pembuat baterai melengkapi larutan elektrolit untuk baterai dry-charged APLTCL023 © Caterpillar Australia Pty Ltd

11


dengan instruksi pengaktifan baterai. Instruksi tersebut harus diikuti dengan seksama. Jika instruksi tidak tersedia, hal berikut ini dapat dilakukan : 1.

Lepas tutup ventilasi dan cabut segel plastiknya, jika terpasang.

2.

Isi semua sel baterai secara berurut. Tunggu beberapa menit kemudian tambahkan larutan elektrolit lagi jika perlu. Namun jangan mengisi terlalu banyak.

3.

Sebelum membuang wadah elektrolit, untuk alasan keselamatan, kosongkan dan bilas dengan air untuk membersihkan asam. Wadah dan sisa asam harus dibuang sesuai peraturan perusahaan.

4.

Setelah mengisi baterai, baterai harus dibiarkan untuk waktu yang singkat supaya menjadi aktif sebelum pemakaian. Jika baterai tidak dipergunakan saat itu juga pada kendaraan, maka baterai harus diisi dengan arus yang kecil.

Baterai Maintenance-Free

Gambar 13 – Prinsip Kerja Built-in hydrometer

Untuk mengurangi perawatan baterai dan membuat baterai lebih dapat diandalkan serta tahan lama, maka dikembangkan baterai Free-Maintenace. Baterai Free-Maintenace bentuknya serupa dengan baterai konvensional, tetapi tidak memiliki tutup ventilasi, sehingga elektrolit tersegel sempurna di dalam. Beberapa baterai memiliki indikator tingkat pengisian. Indikator tersebut adalah sebuah hydrometer yang terpasang pada baterai yang didalamnya terdapat bola kecil berwarna hijau yang mengapung ketika specific gravity elektrolit lebih besar atau sama dengan 1.225. Indikator tersebut dapat juga digunakan dengan mudah dan cepat untuk menunjukkan apakah baterai terisi atau sudah kosong. Indikator tersebut harus dibaca sesuai rekomendasi pabrik. Karakteristik Karena larutan elektrolit tertutup rapat di dalam wadah baterai, larutan elektrolit ini tidak akan berkurang. Ketinggian permukaan elektrolit tidak perlu diperiksa dan juga penambahan air kedalam larutan elektrolit pada tiap-tiap sel tidak perlu dilakukan. Gas akan dihasilkan selama proses pengosongan dan pengisian. Gas yang naik ke bagian atas wadah baterai akan terperangkap oleh alat pemisah cairan dan gas, yang kemudian didinginkan dan terkondensasi, lalu dialirkan kembali ke penampungan elektrolit. Tekanan internal yang mungkin terjadi dilepaskan melalui lubang kecil penahan api yang terletak di sisi samping. 12



Baterai Maintenance-Free memiliki kelompok-kelompok pelat seperti pada baterai konvensional, namun dipasang dengan cara yang berbeda. Perbedaan lainnya adalah pelatpelat ditempatkan dalam amplop yang bertindak sebagai pemisah dan juga berfungsi untuk mengumpulkan sedimen ketika pelat rontok karena usia. Amplop disambungkan bersama sehingga memungkinkan elemen ditempatkan di dasar kotak baterai. Elemen pada baterai konvensional dinaikkan di dalam kotak baterai untuk memberikan ruangan bagi endapan yang terkumpul tanpa menyentuh pelat-pelat. Namun pada baterai maintenance-free, elemen-elemen diletakkan di dasar tangki sehingga memungkinkan lebih banyak elektrolit menutupi pelat-pelat yang lebih besar, sehingga efisiensi baterai meningkat. Perbedaaan rancangan lain yang penting pada baterai Maintenance-Free adalah material yang digunakan untuk membentuk alur untuk setiap pelat sel. Pada baterai konvensional alur dibuat dari lead antimony, tapi pada baterai Maintenance-Free, alur terbuat dari lead-calcium, cadmium dan strontium. Perbedaan material alur inilah yang membuat baterai MaintenanceFree tidak memerlukan penambahan air. Alur pelat dari bahan inilah yang bersifat mengurangi pembentukan gas sehingga baterai akan kehilangan air yang jauh lebih sedikit dibandingkan baterai dengan pelat lead antimony. Baterai Pasta Baterai dengan elektrolit pasta biasanya dikenal sebagai baterai sel pasta. Sel pasta ini adalah baterai asam timbal yang cara kerjanya sama dengani baterai asam timbal yang lain. Perbedaan utama baterai sel pasta adalah elektrolitnya. Baterai sel pasta menggunakan elektrolit thixotropic khusus yang ketika diaduk atau dikocok akan mencair, tetapi akan kembali menjadi bentuk pasta ketika dibiarkan diam. Baterai tersebut bertekanan dan disegel dengan menggunakan lubang ventilasi khusus. Oleh karena itu tidak dibutuhkan pengisian kembali. Beterai sel pasta dapat dioperasikan hampir di setiap posisi walaupun pemasangan terbalik tidak direkomendasikan. Pada kendaraan yang menggunakan gabungan baterai lebih dari satu dalam sistem baterai, sel pasta digunakan sebagai baterai pengisolasi. Prinsi p Kerja Sel Pa sta Baterai sel pasta dapat digolongkan sebagai baterai RECOMBINANT. Pada siklus pengisian baterai asam timbal, oksigen yang dilepaskan oleh pelat positif bergabung kembali dengan hidrogen yang dilepaskan oleh pelat negatif. Gabungan kembali hidrogen dan oksigen menghasilkan air, yang terserap kembali oleh elektrolit. Sel pasta seluruhnya bebas perawatan dan tidak pernah membutuhkan penambahan air. Bahan pasta juga tidak menyebabkan karat di sekeliling terminal baterai. Sel pasta dirancang dengan tingkat asam terbatas. Ini berarti elektrolitnya dilarutkan dalam kondisi yang kosong (discharge) pelat-pelat sulfat. Kondisi seperti ini akan melindungi pelat-pelat dari kondisisebelum ultra kosong, yang menjadi dapat menyebabkan terkupasnya pelat dan mempercepat terjadinya korosi alur positif yang pada akhirnya menghancurkan baterai. Jika pada sebuah baterai pasta diisi tegangan listrik yang melebihi 14,1 Volt, maka baterai akan melepaskan lebih banyak hidrogen dan oksigen yang kemudian dapat bergabung kembali. Gas yang berlebihan ini meningkatkan tekanan di dalam rumah baterai sehingga akan membuka katup buang yang sensitif dengan kenaikan tekanan. Setelah oksigen dan hidrogen yang berlebihan dilepaskan, ia akan menghilang dan tidak dapat disatukan kembali menjadi air. Ketika sel pasta diberikan pengisian berlebih, elektrolitnya mengering dan baterai akan cepat rusak. Karena baterai sel pasta bekerja dengan tekanan maka baterai ini kadang-kadang terlihat seperti mengembung terutama pada saat pengisian. Namun apabila pengembungan ini terlihat berlebihan, kemungkinan penyebab utamanya adalah karena diisi secara berlebihan (overcharging) atau karena katup buangnya yang tersumbat. Jika hal ini yang terjadi maka batere tidak boleh digunakan lagi. Apabila baterai pasta ini digunakan bersama-sama dengan beterai lain dalam suatu sistem kelistrikan kendaraan maka untuk pengisian, baterai ini harus secara langsung dihubungkan dengan charger-nya.


13


Kelebihan • • • • • • •

Terlindung terhadap kebocoran Tidak mengeluarkan oksigen atau hidrogen selama pengisian. Tahan getaran Masa pakai dua kali lipat atau lebih dari baterai Maintenance-Free yang lain. Dapat menahan operasi deep-cycling. Berkerja pada kondisi basah termasuk di bawah air. Jika diisi dan digunakan dengan benar, maka akan lebih ekonomis karena masa pakai yang lebih lama.

Kekurangan • • •

•

Lebih berat Akan rusak jika diberikan pengisian berlebih. Membutuhkan pengisian khusus (otomatis, pendeteksi suhu, dan pengaturan tegangan) yang mengatur tekanan pengisian dalam batas yang sempit sekitar 13.8V - 14.1V Perlakuan yang tidak benar dapat membuatnya cepat rusak dan tidak dapat dipakai lagi.

KAPASITAS B ATERAI Kapasitas baterai (besarnya arus yang dapat dihasilkan baterai) dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jumlah, ukuran, ketebalan pelat-pelat dan kualitas serta jenis elektrolitnya. Semula kapasitas baterai hanya diukur dalam amper-jam, sampai ukuran kapasitas baru diperkenalkan pada tahun 1971 oleh Society of Automotive Engineers (SAE)dan The Battery Council International (BCI). Tiga metode baru untuk mengukur kapasitas baterai tersebut adalah: • • •

Arus Engkol Dingin atau Cold Cranking Ampere Unjuk Kerja Engkol atau Cranking performance Kapasitas Cadangan atau Reserve capacity.

Cold Crankin g Amp eres (CCA) CCA adalah metode utama untuk mengukur kapasitas baterai kendaraan. Tugas utama baterai adalah untuk menghidupkan engine, yang memerlukan arus yang sangat besar dalam waktu yang singkat. Lebih sulit bagi baterai untuk memberikan tenaga ketika dingin dan engine sendiri membutuhkan tenaga yang lebih besar untuk berputar pada keadaan dingin ini, maka CCA didefinisikan sebagai : Ar us yang b is a dihasil kan ol eh sebu ah bat erai b aru yang ter is i p enuh p ada suh u -18°C (0°F) secara terus menerus s elama 30 detik sampai tegangannya menj adi 1.2 Volt per sel. Banyak baterai yang lebih murah hanya dapat memberikan arus 200 ampere sedang baterai yang lebih kuat akan memberikan arus di atas 1000 Ampere pada kondisi yang sama. Baterai yang digunakan pada engine haruslah sesuai dengan specifikasi arus yang diperlukan untuk menyalakan engine pada temperatur rendah. Jika engine dalam kondisi dingin membutuhkan arus 400 Ampere untuk bisa hidup, tentu saja baterai yang hanya memberikan 200 ampere tidak cukup.

14



Cranking Performance Unjuk kerja engkol (Cranking performance), yang diperkenalkan oleh BCI didefenisikan sebagai berikut: Ar us yang dapat di hasil kan ol eh sebuah baterai baru yang ter is i p enuh p ada su hu 0°C (32°F) selama 30 de tik secara terus m enerus sampai t egangannya turun menjadi 1.2 Volt per sel. Reserve Ca pacit y Kapasitas Cadangan (Reserve Capacity) didefenisikan sebagai kemampuan baterai untuk menyuplai beban listrik minimum sebuah mesin jika terjadi kesalahan dalam sistem charging. Besaran ini juga merupakan ukuran perbandingan kemampuan sebuah baterai untuk memberikan tenaga pada mesin yang memiliki suatu beban listrik parasitic (termasuk jenis gangguan atau fault) untuk waktu yang lama namun masih memiliki cukup kemampuan untuk menghidupkan engine. Tingkat kapasitas cadangan (reserve capacity) didefenisikan sebagai: Lamanya waktu dalam menit dimana sebuah baterai baru yang terisi penuh pada suhu 27°C (80°F) dapat menyu plai aru s s ebesar 25 a mpere secara terus menerus d an menjaga tegangan tetap sama atau lebih besar dari 1.75 V olt per sel.


15


16



TOPIK 3 Pengujian Baterai PERINGATAN Baterai asam timbal mengandung larutan elektrolit asam sulfat yang sangat korosif dan berbahaya dan akan menghasilkan oksigen dan hidrogen pada saat pengisian dan pengosongan, serta bisa meledak jika disulut. Karena aski self-discharging yang menghasilkan hidrogen, walaupun pada saat baterai tidak sedang bekerja, pastikan baterai disimpan dan digunakan di area dengan ventilasi yang baik. Ketika bekerja dengan baterai : -

Selalu gunakan alat perlindungan diri yang disetujui atau sesuai standar untuk mata, wajah dan tangan. Jauhkan percikan api, nyala api dan rokok dari baterai. Jangan pernah mencoba membuka baterai tanpa tutup yang dapat dilepas. Jaga tutup ventilasi baterai yang dapat dilepas tetap rapat dan rata kecuali ketika mengganti elekrolit. Pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik. Jangan pernah bersandar di atas baterai ketika boosting, testing dan pengisian. Berhati-hatilah ketikadan bekerja dengan alatterbuat yang dari terbuat dariuntuk logam atau konduktor (termasuk perhiasan jam tangan yang logam) mencegah hubung singkat dan percikan bunga api. Jangan biarkan cairan elektrolit baterai bercampur dengan air garam . Bahkah dalam jumlah yang kecil, cairan ini akan menghasilkan gas klorin yang MEMATIKAN . Usahakan untuk selalu mengikuti instruksi pabrik pada saat melaksanakan testing, jump starting, pemasangan dan pengisian baterai.

PERINGATAN Penanganan Elektrolit Larutan elektrolit baterai adalah larutan asam sulfur dan air yang dapat menghancurkan pakaian dan menghanguskan kulit. Sangat berhati-hatilah jika menangani larutan elektrolit dan pastikan larutan penetral asam, seperti baking soda atau amonia yang dicampur dengan air telah tersedia. Penanganan Baterai -

Selalu gunakan alat pelindung mata, wajah dan tangan yang sesuai. Jika lautan elektrolit terpercik ke mata, segera paksakan mata terbuka dan basuh dengan air bersih yang dingin sedikitnya 15 menit. Segera cari perawatan medis. Jika larutan elektrolit tertelan, segera minum air atau susu dalam jumlah yang banyak. JANGAN paksa memuntahkan. Segera cari perawatan medis. Netralkan larutan elektrolit yang tercecer pada kendaraan atau di tempat kerja. Setelah menetralkan, cuci daerah yang terkontaminasi dengan air bersih.

Persiapan Larutan Elektrolit Untuk mempersiapkan larutan elektrolit dengan specific gravity tertentu, campurkan konsentrat asam secara perlahan ke dalam air. JANGAN langsung menuangkankan air ke dalam asam karena akan cenderung membuat larutan menyembur . Aduk air ketika menambahkan sebagian kecil asam. Jika panas terbentuk, biarkan larutan mendingin sebelum melanjutkan penambahan.


17


Ketika baterai tidak bisa bekerja seperti yang diharapkan, pengujian akan menentukan penyebabnya. Tiga pengujian yang dilakukan adalah: • • •

Pemeriksaan visual Specific Gravity (pengujian kimiawi) Pengujian beban.

Periksa secara visual wadah atau kotak bateraikebocoran dan penutupnya untuk ada tidaknya kerusakan terminal yang dapat menyebabkan elektrolit ataumelihat kerusakan internal. Jika kerusakan berat terjadi, ganti baterai. Periksa ketinggian permukaan elektrolit di setiap sel. Jika permukaan larutan elektrolit berada di bawah ujung atas pelat di setiap sel, tambahkan air suling sampai permukaan larutan sedikit di atas separator dan setelah itu isi baterai selama 15 menit pada 15 - 25 ampere. Tindakan Ini dilakukan agar air tercampur dengan larutan elektrolit. Ketika memeriksa ketinggian permukaan elektrolit, periksalah pelat-pelat melalui lubang ventilasi. Ingat, walaupun baterai tidak sedang bekerja, ia masih tetap menghasilkan gas hidrogen. Jadi alat penerangan yang digunakan untuk melihat pelat-pelat tersebut tidak boleh berupa alat yang menghasilkan api. Panas yang timbul dalam baterai bisa menyebabkan pelat-pelat membengkok. Jika pelatpelat bersentuhan, sel tidak akan beroperasi dengan benar dan tegangan penuh baterai tidak akan tercapai.

PENGUJIA N SPECIFIC GRAVITY Specific gravity adalah berat cairan dibandingkan air. Ketika pengujian specific gravity dilakukan pada baterai, pada dasarnya kita sedang mengukur besarnya muatan dalam bentuk persentase asam terhadap air didalam larutan elektrolit. Kekuatan larutan elektrolit bervariasi berdasarkan tingkat pengisian setiap sel. Semakin tinggi specific gravity semakin besar kemampuan baterai untuk menghasilkan potensial listrik. Dua metode pengujian specific gravity larutan elektrolit pada baterai konvensional adalah: • •

Coolant/battery tester Hydrometer test.

Gambar 14 - Hydrometer - Coolant dan B

aterai Tester

Gambar 14 memperlihatkan alat penguji dengan dua fungsi pada sistem Caterpillar (IU72728). Alat penguji ini dapat mengukur specific gravity larutan asam baterai dan juga dapat mengukur konsentrasi antifreeze pada coolant.

18



Gambar 15

Untuk mengukur specific gravity, ambil sempel larutan elektrolit dari sel dengan menggunakan probe. Letakkan sempel larutan elektrolit tersebut di atas pelat dan tutup dengan penutup plastik bening (Gambar 15).

Gambar 16

Arahkan alat ini ke sumber cahaya dan lihat melalui lensanya. Nilai specific gravity-nya akan terbaca pada suatu skala. Tidak diperlukan koreksi suhu untuk alat ini. Bersihkan probe dan pelat sebelum mengambil contoh elektrolit dari sel berikutnya..

PERINGATAN Berhatu-hatilah jangan sampai elektrolit masuk ke mata.


19


Pengujian Hydrometer

Gambar 17

Hydrometer (Gambar 17) adalah tabung kaca sederhana dengan pemberat yang mengambang di dalam pipa. Tabung kaca akan mengambang pada ketinggian tertentu dan ketinggian ini merupakan ukuran dari “specific gravity”. Specific gravity dari setiap sel harus diukur. Untuk menggunakan hydrometer dengan benar, posisikan hydrometer secara vertikal. Tekan dan lepaskan kantong karet sehingga larutan elektrolit naik secukupnya sehingga pemberat dapat mngambang (jika muatan baterai sangat kosong, ada kemungkinan pemberat tidak naik).

Gambar 18

Baca angka pada pemberat yang mengapung pada ketinggian permukaan elektrolit dalam pipa (gambar 18). Bacaan ini adalah nilai specific gravity-nya. Pembacaan hanya tepat pada suhu 27°F(80°F). Pada suhu lain, pembacaan harus dikoreksi. Bilas hydrometer dengan air bersih dan baca untuk sel berikutnya. Jika semua pembacaan serupa (hanya selisih 0.100), maka tidak ada sel yang terhubung singkat dan nilai rata-rata specific gravity akan memberitahukan anda “tingkat pengisian muatan” baterai (setelah koreksi suhu). 20



Beberapa hydrometer memiliki pita berwarna untuk mengindikasikan kondisi baterai. Hijau berarti muatan baterai penuh dan merah berarti muatan baterai kosong. Jika air baru ditambahkan ke dalam baterai, hydrometer tidak akan memberikan pembacaan tingkat pengisian baterai yang tepat. Lakukan pengisian muatan baterai cukup lama untuk memastikan pencampuran yang sempurna antara air dan elektrolit dan kemudian periksa setiap sel dengan hydrometer. Specific gravity pada baterai yang terisi penuh bervariasi berdasarkan jenis baterai. Muatan

Specific Gravity

Voltage*

100%

1.265

12.7

60%

1.225

12.4

50%

1.19

12.2

25%

1.12

11.9

*Crank selama 5 detik untuk membuang muatan permukaan Table 1 - 12 Volt Baterai – 80

0

F

Kolom pertama pada tebel ini (Table 1) menunjukkan “tingkat pengisian” baterai jika specific gravity diketahui (dan telah dikoreksi pembacaannya berdasarkan suhu). Pembacaan specific gravity kurang dari 1.225 berarti baterai perlu diisi kembali. Perhatikan juga bahwa di kolom terakhir untuk pembacaan tegangan dan untuk baterai Maintenance-Free yang tidak memiliki lubang ventilasi, pembacaan dengan hydrometer tidak dapat dilakukan. Pembacaan tegangan saja sudah cukup akurat cepat.. Larutan elektrolit harus terlihat jernih. Warna yang coklat kelabu mengindikasikan material pelat telah luruh dan baterai telah rusak. Ketika pembacaan specific gravity di bawah 1.250 (setelah koreksi suhu), baterai mungkin dalam kondisi memuaskan tetapi tingkat pengisian muatannya rendah. Lakukan pengisian muatan baterai sebelum melakukan pengujian lebih lanjut. Ketika pembacaan specific gravity di atas 1.280 (setelah koreksi suhu), baterai mungkin dalam kondisi memuaskan tetapi diatas nilai pengisian penuh. Nilai specific gravity harus diturunkan ke nilai normal. Lakukan pengujian lebih lanjut untuk menentukan kondisi baterai. Besarnya variasi nilai specific gravity pada sel-sel harus sekitar 100 poin (0.100). Jika nilai variasi sel melampaui nilai ini, akan mengidikasikan kondisi yang tidak memuaskan. Kemungkinan disebabkan oleh konsumsi elektrolit yang tidak seimbang dalam sel yang diakibatkan oleh kerusakan internal, hubung singkat, pengaktifan yang tidak sepantasnya atau penuaan karena penggunaan yang lama. Pada keadaan ini baterai biasanya harus diganti, namun baterai tidak boleh dinilai hanya berdasarkan pembacaan specific grafity saja. Pengujian lebih lanjut harus dilakukan.

TABEL KOREKSI HYDROMETER Ukur specific gravity setiap sel. Gunakan hydrometer jenis syringe-type (tabung kaca terapung) atau alat penguji baterai Caterpillar. Semua pembacaan harus dikoreksi suhunya ke 27°C (80°F).


21


Catatan : Caterpillar Batery & Coolant Testermampu mengkoreksi sendiri terhadap perbedaan suhu (asalkan nilai pembacaannya pada suhu 27°C (80°F) atau lebih). Alat pengujian jenis Syringe harus dikoreksi secara manual.

Kurangi 4 poin (0.400) untuk setiap penurunan suhu sebesar 5.5°C (10°F) dibawah 27°C (80°F) dan tambah 4 poin untuk setiap kenaikan suhu 5.5°C (10°F) diatas 27°C (80°F).

SUBTRACT °C 27 21 16 10 4 -1

(°F) (80) (70) (61) (50) (39) (30)

CORRECTION FACTOR 0 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020

ADD °C 27 32 38 43 49 54

(°F) (80) (90) (100) (110) (120) (130)

Table 2 – Tabel koreksi Hydrometer

Perbedaan antara sel adalah 0.100 atau kurang Jika sebaran nilai specific gravity sel ke sel kurang dari 100 poin, lanjutkan

Catatan: Kapan saja sebuah baterai, apakah baru atau telah digunakan, jika memiliki sebaran specific gravity lebih besar dari 100 poin, dengan mengabaikan tingkat pengisian muatan, baterai tersebut harus diganti.

Nilai terendah specif ic g ravity sel adalah 1. 225 atau lebih Jika nilai specific gravity semua sel pada sebuah baterai adalah 1.225 atau lebih (setelah koreksi suhu). Baterai terisi kira-kira 60%. Tingkat pengisian ini adalah nilai minimum yang diperlukan untuk tersebut pengujian beban.

Catatan : Baterai yang dipergunakan di daerah tropis seringkali diaktifkan dengan menggunakan elekrtolit khusus dengan specific gravity yang lebih rendah. Jika digunakan eletrolit khusus ini, gunakan nilai specific gravity 1.185. PENTING : Baterai yang diaktifkan dengan asam kadar rendah ini mungkin tidak lulus pengujian “ 9,5 V beban” . Karena sangat sulit untuk menentukan specific gravity jika baterai menggunakan asam kadar rendah maka pengujiannya harus benar-benar tepat.

22



Referensi: Caterpillar Special instruction SEHS7633. “Battery Test Procedure”.

Baterai Maintenance-Free Pada baterai Maintenance-Free, perhatikan tingkat pengisian muatan pada indikator pengisian yang ada pada baterai (jika dilengkapi) untuk menentukan apakah baterai membutuhkan pengisian sebelum pengujian yang apabila : •

Titik Hijau terlihat Jika titik hijau pada indikator tingkat pengisian baterai terlihat, maka muatan baterai dan ketinggian cairan elektrolit dalam batas yang dapat diterima. Pada keadaan lain, setelah pengengkolan (cranking) yang lama, titik hijau mungkin masih terlihat, tetapi baterai tidak akan memiliki cukup tenaga. Jika ini terjadi, baterai harus diisi kembali.

•

Titik Hijau tidak terlihat Lakukan pengisian muatan baterai sesuai spesifikasi pabrik.

•

Indikator kuning Pada beberapa kasus, indikator pengujian akan berubah menjadi kuning muda yang menunjukkan rendahnya permukaan larutan elektrolit. Jika ini terjadi, baterai tidak boleh diuji, diisi muatannya atau melakukan jump-started karena sangat besar kemungkinan baterai akan meledak.

•

Jika terdapat keraguan, kembali mengacu pada spesifikasi pabrik. Menggunakan Voltmeter digital, periksa tegangan baterai pada terminal baterai. Jika tegangan baterai dibawah 12,4 Volt, baterai harus diisi. Gunakan baterai load tester untuk membuang muatan permukaan baterai. Atur load tester ke nilai 50% dari nilai Cold Cranking Amps (CCA) baterai selama 5 detik. Biarkan baterai selama 5 menit sebelum pengujian. Periksa tegangan baterai pada terminal baterai. Tegangan harus lebih besar dari 12.4 Volt (yang menunjukkan paling sedikitnya muatan baterai adalah 75%) sebelum pengujian beban dapat dilakukan. Jika tegangan di bawah 12.4 Volt (menunjukkan muatan baterai di bawah 75%) isi muatan baterai dan lakukan pengujian kembali.


23


HIGH-RATE DISCHARGE TESTING

Gambar 19 - Baterai Load Tester

Pengujian beban memberikan petunjuk terbaik tentang kondisi baterai. Jika tingkat pengisian 75% atau lebih, pengujian beban dapat dilakukan. Jika muatan di bawah 75%, baterai perlu diisi. Prosedur pengujian beban: 1. Tombol kontrol beban harus berada di posisi “off “. Hubungkan kabel pengukur Voltmeter dan Ammeter dengan lead berwarna hitam pada terminal negatif (-) dan lead merah pada terminal positif (+). 2. Putar tombol searah jarum jam sampai pembacaan ammeter setengah dari nilai cold cranking ampere baterai atau sesuai dengan spesifikasi pabrik. 3. Tahan beban selama 15 detik, kemudian catat pembacaan multimeter dan putar tombol kontrol kembali ke posisi “off “. Jika pembacaan multimeter berada di jalur hijau, 9.6 Volt untuk sistem 12 Volt, baterai memiliki kapasitas keluaran yang baik. Namun, setelah pengujian ini walaupun hasilnya bagus, baterai harus diisi kembali agar dapat bekerja secara maksimal. Untuk menentukan apakah baterai masih dapat digunakan atau tidak, nilai tegangan selama pengosongan cepat (fast discharging) sebaiknya dibandingkan dengan nilai yang sesuai spesifikasi pabrik.

STARTER LOA D TEST Pengujian yang serupa dapat dilakukan pada saat meng-crank engine dimana pada saat ini baterai menyuplai beban maksimum dengan menghubungkan sebuah Voltmeter pada baterai. Voltmeter harus terbaca 9.5 Volt atau lebih jika baterai dalam kondisi bagus. Pembacaan nilai yang lebih rendah menunjukkan baterai rusak. Perhatikan juga bahwa starting motor dan kabel adalah bagian dari pengujian dengan cara ini. Apabila starting motor dalam keadaan rusak akan mempengaruhi pembacaan Voltmeter.

24



PERINGATAN Sebelum melakukan pengujian, harus dipastikan bahwa engine tidak akan hidup. Untuk menentukan apakah baterai dapat digunakan atau tidak, nilai tegangan baterai selama pengujian beban start harus selalu diperiksa dan dibandingkan dengan spesifikasi pabrik.


25


TOPIK 4 Perawatan Baterai dan Pengisian PERINGATAN Baterai asam timbal mengandung larutan elektrolit asam sulfat yang sangat korosif dan berbahaya dan akan menghasilkan oksigen dan hidrogen pada saat pengisian dan pengosongan, serta bisa meledak jika disulut. Karena aski self-discharging yang menghasilkan hidrogen, walaupun pada saat baterai tidak sedang bekerja, pastikan baterai disimpan dan digunakan di area dengan ventilasi yang baik. Ketika bekerja dengan baterai : -

Selalu gunakan alat perlindungan diri yang disetujui atau sesuai dengan standar untuk mata, wajah dan tangan. Jauhkan percikan api, nyala api dan rokok dari baterai. Jangan pernah mencoba membuka baterai tanpa tutup yang dapat dilepas. Jaga tutup ventilasi baterai yang dapat dilepas tetap rapat dan rata kecuali ketika mengganti elekrolit. Pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik. Jangan pernah bersandar di atas baterai ketika boosting, testing dan pengisian. Berhati-hatilah ketika dan bekerja alat kerja yang logam atau konduktor (termasuk perhiasan jam dengan tangan yang terbuat dariterbuat logam)dari untuk mencegah hubung singkat dan percikan bunga api. Jangan biarkan cairan elektrolit baterai bercampur dengan air garam. Bahkah dalam jumlah yang kecil cairan ini akan menghasilkan gas klorin yang MEMATIKAN. Usahakan untuk selalu mengikuti instruksi pabrik pada saat melaksanakan testing, jump starting, pemasangan dan pengisian baterai.

MELEPAS BATERAI Pelepasan Baterai 1. 2. 3. 4.

5.

26

Untuk mencegah kemungkinan terjadinya hubung singkat pada baterai, lead negatif atau ground harus dilepas terlebih dahulu dari terminal baterainya. Lepaskan lead positif, dan simpan di tempat yang tidak memungkinkan terjadinya kerusakan. Lepaskan klem baterai. Lepaskan baterai dari baterai carrier menggunakan battery strap atau dengan carrier tool. Hati-hati dengan gaya yang berlebihan pada satu sisi baterai karena dapat mengakibatkan larutan elektrolit keluar dari sel-sel. Jika strap atau alat untuk mengangkat tidak tersedia, maka baterai harus diangkat dengan titik angkat adalah ujung baterai yang saling berseberangan. Berhati-hatilah ketika melepas baterai dari kendaraan yang memiliki Electronic Control Module yang membutuhkan sistem baterai backup untuk menyimpan unit memori atau dimana radio dan perangkat elektronik lainnya mungkin membutuhkan PIN untuk mengaktifkan kembali komponen. Mengaculah kepada spesifikasi pabrik.



Preventive Maintenance Preventive Maintenance yang teratur akan memperpanjang masa pakai dan performa baterai kendaraan. Langkah kunci untuk perawatan adalah : •

• •

Pada baterai konvensional, ketinggian permukaan air harus selalu diperiksa untuk setiap 100 jam masa pakai. Pada baterai low-maintenance jangka waktu yang dibutuhkan sekitar 250 jam, dan pada baterai Maintenance-Free tidak perlu ditambahkan air. Bersihkan dan buang korosi.yang terjadi pada baterai. Periksa klem

Sebagian besar kegagalan karena melalaikan tiga langkah ini.

KETINGGIAN PERMUKAAN ELEKTROLIT

Gambar 20

Larutan elektrolit dalam baterai adalah campuran dari asam sulfur dan air, tetapi hanya air yang mengalami penguapan. Jika ketinggian larutan elektrolit rendah tambahkan air saja dan bukan asamnya. Tindakan ini dilakukan pada setiap sel (gambar 20) termasuk pemeriksaan kerusakan ventilasinya. Jika level permukaan larutan elektrolit rendah bahkan sampai berada dibawah ujung atas barisan pelat maka untuk jangka waktu lama akan terjadi perubahan kimiawi permanen (sulphation) pada sebagian pelat yang terbuka ke udara. Bagian baterai ini menjadi mati (tidak aktif secara permanen) dan dengan menambahkan air tidak akan mengaktifkannya lagi. Pada akhirnya masa pakai baterai dan kapasitasnya menjadi berkurang.


27


Gambar 21

Tambahkan air untuk mempertahankan ketinggian permukaan larutan elektrolit pada satu setengah inci di atas pemisah, atau menyentuh cincin yang ada di dasar lubang ventilasi (Gambar 21).

Gambar 22

Jangan mengisi terlalu banyak karena larutan elektrolit dapat menyembur keluar pada saat sedang diisi (Gambar 22).

28



Gambar 23

Wadah pengisian elektrolit diperlihatkan pada gambar 23 berguna terutama bila ada banyak baterai yang perlu diisi. Perhatikan jika baterai memerlukan pengisian yang lebih sering dari biasanya. Kalau ini terjadi, ada kemungkinan bahwa charging system pada mesin atau engine mengisi baterai secara berlebihan. satusingkat. sel menggunakan air lebih banyak dari yang lain, ada kemungkinan sel ituDan telahapabila terhubung

PEMBERSIHAN Karat

Gambar 24

Karat diakibatkan oleh asam baterai yang menyerang kabel-kabel, klem-klem, baut-baut dan bagian logam yang lain. Ketika komponen berkarat, nilai tahanan meningkat dan rugi-rugi tegangan antara baterai dan starting motor meningkat. Akibatnya arus yang mengalir ke baterai pada saat pengisian menjadi berkurang sehingga baterai mengalami kekurangan muatan (undercharged) dan tejadi proses pembentukan sulfat. Material korosi seperti yang terlihat di gambar 24 bisa dihilangkan dengan menyiramkan air hangat di atas daerah yang terkena karat. Jangan gunakan air mendidih karena dapat merusak kotak baterai.


29


Terminal dan Kabel Klem

Gambar 25

Terminal baterai (Gambar 25) dan klem baterai terbuat dari timah dan karena itu tidak akan rusak bila terkena zat asam. Namun, timah bisa teroksidasi dan warnanya berubah menjadi gelap. Ketika oksidasi terbentuk antara terminal dan klem, nilai resistansi meningkat dan akan mengurangi aliran arus. Terminal baterai yang terbuat dari timah dan yang masih baru akan terlihat mengkilap serta memiliki daya hantar paling baik. Dalam melaksanakan perawatan rutin lepaskan kabel klem, bersihkan terminal dan klem untuk menghilangkan oksidasi.

Gambar 26

Timah adalah logam yang sangat lunak, mudah berubah bentuk dan tidak kuat. Klem pada terminal yang tirus seringkali sulit untuk dilepas karena karat dan oksidasi. Jangan memukul terminal karena akan merusak baterai Gunakan cable puller khusus untuk melepaskan klem dari terminal (Gambar 26).

30



Gambar 27

Klem yang telah dikencangan disekeliling terminal dengan bolt dan nut akan berubah bentuk, dan karena sifat timah yang lunak yang tidak akan berubah kembali ke bentuk aslinya seperti baja, klem harus dibuka dengan cable clamp spreader sebelum dipasang kembali (Gambar 27).

Gambar 28

Karat ringan dapat dihilangkan dengan sikat pembersih terminal (Gambar 28).


31


Gambar 29

Ini adalah sikat dua bagian yang akan membersihkan baik terminal maupun diameter dalam kabel klem (Gambar 29). Jenis lain dari alat bantu yang tersedia adalah pisau tajam untuk membuang karat permukaan.

Gambar 30

Apabila karat telah banyak menyerang terminal maka gunakan amplas untuk membuat permukaan mengkilap dan berkilau. Namun jangan menghilangkan lebih banyak dari yang diperlukan (Gambar 30).

32



Gambar 31

Setelah pembersihan, untuk mencegah tidak terjadi karat atau oksidasi, lapisi klem dan terminal dengan high temperature grease (e.g. 5N5561 Silicone Lubricant) atau petroleum jelly (Gambar 31).

PEMBERSIHAN BATERAI

Gambar 3 2 – Bersihkan koto ran dari sambung an baterai

Bagian atas baterai bisa saja tertutupi dengan lapisan tipis grease yang mengandung elektrolit. Lapisan ini dapat menghantar listrik dan dapat menciptakan “jalur kebocoran” diantara bagian atas baterai yang menyebabkan pengosongan muatan selama waktu tertentu. Buat campuran 2/3 cangkir baking soda atau amonia dengan seperempat bagiannya air dan pakai cairan ini untuk menyikat tutup baterai. Kemudian bilas dengan air bersih (Gambar 32).


33


Gambar 33

Periksa klem hold-down baterai dan pastikan terpasang erat (Gambar 33). Periksa alas di bawah baterai untuk melihat tanda-tanda kebocoran dan korosi dari kotak baterai yang retak. Pastikan tidak ada debu di bawah baterai karena debu dapat membuat keausan atau bahkan membuat lubang-lubang kecil pada dasar baterai.

PENGISIAN BATERAI PERINGATAN PROSEDUR PENGISIAN YANG AMAN Jangan pernah mencoba melakukan pengisian muatan baterai tanpa melihat instruksi terlebih dahulu tentang bagaimana cara menggunakan charger-nya. Sebagai tambahan terhadap yang ada pada buku petunjuk penggunaan dari pabrik pembuat charger, peringatan berikut ini harus diikuti : -

-

-

Selalu gunakan alat perlindungan diri yang disetujui atau sesuai dengan standar untuk mata, wajah dan tangan. Selalu lakukan pengisian muatan baterai di dalam ruang dengan ventilasi yang baik. Putar charger dan timer ke posisi "OFF" sebelum menghubungkan lead ke baterai untuk mencegah percikan api yang berbahaya. Jangan pernah mencoba mengisi baterai dengan kerusakan yang jelas terlihat. Hubungkan lead charger ke baterai: Lead merah positif (+) ke terminal positif (+) baterai. Lead hitam negative (-) ke terminal negatif (-) baterai. Jika baterai masih berada di atas kendaraan, hubungkan lead negatif ke engine block yang bertindak sebagai ground. Yakinkan pengapian dan semua aksesoris pada posisi OFF (jika kendaraan memiliki ground positif, hubungkan lead positif dengan engine block). Pastikan lead ke baterai tidak terjumbai, rusak atau longgar. Atur timer, hidupkan charger dan naikkan kecepatan pengisian secara perlahan sampai nilai arus yang diinginkan tercapai. Jika baterai menjadi panas, keluar asap atau jika terjadi semburan elektrolit, matikan charger dan biarkan baterai mendingin. Setelah baterai dingin, hubungkan charger kembali dan kurangi kecepatan pengisian. Selalu putar cherger ke posisi OFF sebelum melepaskan lead charger dari baterai untuk mencegah timbulnya percikan bunga api yang berbahaya.

34



Gambar 34 - Baterai Charger

Selama digunakan, baterai berubah diantara dua keadaan, yaitu antara terisi penuh dan menjadi kosong. Baik tidaknya sebuah baterai untuk diisi dengan charger bergantung pada hasil test yang dilakukan. Pada saat engine hidup, muatan baterai dijaga oleh sistem pengisian yang mencegah turunnya muatan pada baterai yang membuat baterai tidak akan cukup kuat untuk menghidupkan engine. Ketika muatan baterai rendah, maka baterai harus diisi kembali. Pengisian kembali dapat dilakukan pada baterai baik yang masih berada di kendaraan atau yang telah dilepas.

PETUNJUK PENGISIAN BATERAI Tingkat Kapasitas Baterai

Pengis ian Lambat

Pengisian Cepat

(Reserve Menit) 80 menit atau kurang

15 jam @ 3 amperes

2.5 jam @ 20 amperes 1.5 jam @ 30 amperes

Diatas 80 sampai 125 menit

21 jam @ 4 amperes


22 jam @ 5 amperes


23 jam @ 6 amperes

Diatas 250 menit

24 jam @ 10 amperes

3.75 jam @ 20 amperes 1.5 jam @ 50 amperes 5 jam @ 20 amperes 2 jam @ 50 amperes 7.5 jam @ 20 amperes 3 jam @ 50 amperes 6 jam @ 40 amperes 4 jam @ 60 amperes

Table 3 – Petunjuk Pengis ian Baterai (Baterai 6 Volt dan 12 Volt) Besar arus dan kecepata n pengisian yang direkomendasika n untuk kondisi kosong total (“ flat discharged”)


35


PENGISIAN BA TERAI A SAM TIMBA L Tujuan pengisian kembali adalah untuk mengubah kembali timbal sulfat pada pelat-pelat positif dan negatif menjadi timbal dioksida (pelat positif) dan timbal logam atau spon (pelat negatif). Selama pengubahan atau proses pengisian, air dalam larutan elektrolit diubah menjadi asam sulfur karena bereaksi dengan sulfat yang ada pada permukaan pelat-pelat. Sebelum pengubahan ini, tidak ada energi istrik yang tersimpan antara pelat positif dan negatif. Kapasitas penyimpanan listrik baterai ditentukan oleh rancangan, umur, suhu, kecepatan pengosongan, dan beberapa faktor lain. Kapasitas baterai menjadi maksimal jika semua timbal sulfat yang ada telah diubah menjadi timbal oksida dan timbal logam. Ketika baterai telah mencapai kondisi muatan penuh, setiap pengisian tambahan hanya akan menghasilkan panas yang tidak berguna dan habisnya air dalam larutan elektrolit karena air yang terurai menjadi gas oksigen dan hidrogen. Panas yang berlebihan akan merusak pelat-pelat (alur dan tempelannya) dan separator, serta kehabisan air akan menurunkan ketinggian permukaan larutan elektrolit sehingga meningkatkan specific gravity larutan elektrolit. Semua faktor tersebut memberi kontribusi terhadap pendeknya masa pakai baterai. Ikuti petunjuk pengisian charger baterai jika tersedia). Jika tidak tersedia, gunakan kecepatan yang terlihat di “ Petunjuk pengisian bate rai” di atas. Jika waktunya cukup gunakanlah arus pengisian yang kecil karena inilah yang direkomendasikan. Apabila baterai dicurigai memiliki masalah misalnya terjadi sulfatisasi atau 0 suhu dibawah 15°F (-26. C) maka baterai harus diisi dengan arus yang kecil.

NOTE : Jika sebuah baterai hendak diisi semalaman (10 - 16 jam), gunakan kecepatan pengisian yang rendah yang telah ditentukan. Jangan mengisi baterai yang tersegel secara berlebihan, karena akan menghabiskan airnya. Baca “ Petunjuk pengisian bate rai” yang menjelaskan perkiraan seberapa banyak pengisian kembali yang diperlukan oleh baterai yang telah kosong total.

Metode yang lebih akurat untuk menentukan seberapa banyak pengisian yang diperlukan oleh sebuah baterai adalah sebagai berikut: 1.

Tentukan tingkat pengisian muatan baterai dengan hydrometer atau Voltmeter. Nilai tingkat pengisian muatan baterai yang diperoleh mungkin saja terdapat kesalahan karena variasi volume larutan elektrolit pada jenis baterai yang berbeda. Kelebihan elektrolit akan mengasilkan specific gravity yang lebih tinggi dari normal ketika baterai telah kosong. Pembacaan specific gravity yang lebih rendah dari normal akan diperoleh jika baterai kekurangan asam.

2.

Anggap nilai specific gravity yang telah dikoreksi yang diperoleh pada langkah satu adalah 1.155. Pembacaan ini mewakili tingkat pengisian 25 %. Pada tingkat pengisian 25% berarti baterai telah kosong 75%.

3.

Anggap baterai memiliki tingkat kapasitas cadangan (reverse capacity) 120 menit. Seperti yang telah ditentukan sebelumnya, kapasitas cadangan berdasarkan tingkat pengosongan 25 ampere. Karena itu, kapasitas ampere per jam baterai ini adalah 25 ampere x 2 jam (120 menit/60 menit/jam = 2.0 jam) = 50 ampere per jam.

4.

Ketika melakukan pengisian kembali pada sebuah baterai yang kosong, direkomendasikan baterai tersebut menerima 20% lebih banyak muatan dari nilai tepatnya pengisian yang diperlukan.

5.

Sekarang hitung berapa besar ampere per jam yang dibutuhkan baterai ini untuk mengembalikannnya ke kondisi muatan terisi penuh:

36



75% x 50 ampere-jam = 37.5 ampere-jam 37.5 ampere-jam x 20% = 7.5 ampere-jam 37.5 ampere-jam + 7.5 ampere-jam = 45 ampere jam. Ini adalah perkiraan nilai pengisian kembali yang dibutuhkan baterai. Metode terbaik untuk meyakinkan apakah baterai terisi penuh adalah dengan mengukur specific grafity sel setiap jam. Baterai dianggap terisi penuh saat sel-sel pada baterai menghasilkan gas pada kecepatan pegisian rendah dan perubahan nilai specific gravity kurang dari 0.003 terjadi selama waktu tiga jam. Untuk baterai yang tersegel dengan kandungan air sedikit harap mengacu pada spesifikasi pabrik. Ketika baterai sedang diisi, secara berkala ukur suhu larutan elektrolit. Jika suhu melempaui 125°F (51.6°C), atau jika asap atau semburan larutan elektrolit terjadi, kecepatan pengisian harus dikurangi atau sementara dihentikan dulu untuk mencegah terjadinya kerusakan pada baterai. Sebelum menempatkan baterai pada charger, bersihkan terminal dan jika perlu tambahkan air supaya menutupi pelat-pelat. Isi sampai ketinggian permukaan yang tepat, pada saat mendekati akhir pengisian. Jika baterai sangat dingin, biarkan dulu berada pada suhu ruang sebelum menambahkan air karena ketinggian permukaan akan naik jika suhu naik. Dan pada dasarnya, baterai tidak dapat diisi dengan baik apabila suhunya tidak dinaikkan.

PENYAMBUNGAN B ATERAI

Gambar 35 – Hubungan Parallel

Baterai dapat dihubungkan dengan sumber pengisian secaraada seri,lebih paralel, tergantung pada jenis charger yang digunakan. Apabila dari atau satuterpisah, baterai (semuanya harus memiliki tegangan yang sama) dapat diisi oleh high-rate fast charger. Ketika ini dilakukan, hubungkan baterai secara paralel, dalam hal ini terminal positif (+) satu


37


baterai ke terminal positif baterai berikutnya, dan terminal negatif (-) satu baterai dengan terminal negatif baterai berikutnya (Gambar 35). Jumlah baterai yang dapat disambungkan secara paralel bergantung pada kapasitas arus charger tersebut. Keluaran charger akan dibagi rata sesuai jumlah baterai yang diparalelkan jika mereka identik (sama kapasitasnya, sama tingkat pengisian muatannya). Sebagai contoh, jika lima baterai diisi secara paralel, dan keluaran charger adalah 20 amper, maka setiap baterai akan menerima 20% jumlah arus total, atau 4 amper. Beberapa baterai yang memiliki kapasitas yang berbeda dapat diisi secara bersama-sama dengan menggunalkan satu charger, namun nilai arus pengisian dan waktu yang digunakan didasarkan pada rating baterai yang paling rendah kapasitasnya.

Gambar 36 – Hubungan Series

Hubungan seri adalah jika terminal positif (+) baterai yang satu dihubungkan dengan terminal negatif (-) baterai berikutnya (Gambar 36.) Setiap baterai yang terhubung seri menerima arus total yang dikeluarkan oleh charger. Jumlah baterai yang dapat dihubungkan seri tergantung pada nilai tegangan sumber pengisian. Baterai dengan kapasitas yang berbeda dapat diisi secara seri, tetapi kecepatan pengisian dan lamanya pengisian yang sesuai untuk kapasitas baterai yang terendah yang harus digunakan.

BA TTERY CHARGER, PENGONTROLA N DAN KARAKTERISTIKNYA 1. Constant Voltage Charger Jenis charger ini, mengisi baterai pada tegangan pengisian maksimum yang telah dirancang baginya, biasanya di atas 13,8 Volt dan di bawah 18.0 Volt untuk baterai 12 Volt. Seringkali tegangan pengisian ini dapat diatur. Setelah baterai yang kosong diisi kembali selama waktu tertentu, dan tegangan maksimumnya telah tercapai, baterai charger mengontrol tegangan pengisian pada nilai yang tetap. Pada awalnya, charger akan memberikan arus dan tegangan maksimum yang dibutuhkan oleh baterai dan arus pengisian tinggi. Setelah pengisian 38



berlanjut, kebutuhan baterai untuk mengisian tenaga menurun. Jika tegangan pengisian baterai tetap konstan, arus pengisian akan menurun ke nilai minimum ketika baterai telah terisi penuh. Saat baterai terisi penuh, kapasitasnya maksimal, dan tidak ada lagi material aktif yang diubah. Setiap arus berlebih setelah titik ini tercapai menyebabkan kenaikan suhu dan terbentuknya gas. 2. Constant Current Charger Charger jenis ini, mengisi baterai pada nilai arus konstan yang telah diset sebelumya. Ketika baterai peningkatan diisi dengan muatan. constantKenaikan current tegangan charger, pada tegangan sesuai dengan setiapbaterai bateraiakan pada meningkat saat diisi memiliki batasan alami, biasanya akan lebih rendah pada baterai dari bahan antimonial alloy dan akan lebih tinggi pada baterai berbahan calcium alloy (Maintenance-Free). Ketika baterai telah terisi penuh, tidak seperti Constant Voltage Charger, arus pengisian tidak akan menurun tetapi tetap konstan. Setiap pengisian setelah baterai terisi penuh akan menghasilkan peningkatan suhu dan timbulnya gas. 3. Taper Current Charger Taper current charger tidak memiliki tegangan atau arus yang terkontrol. Tegangan dan arus pengisiannya benar-benar tergantung pada kebutuhan muatan baterai. Satu-satunya kapasitas pembatas adalah besar tenaga atau charger rating. Jika tegangan baterai meningkat, maka arus pengisiannya akan menurun ke nilai minimum. Pada nilai ini, baterai telah terisi penuh dan arus yang mengalir hanya terbuang dalam bentuk panas. Tegangan pengisian bergantung pada arus pengisian dan energi pengisian yang dibutuhkan oleh baterai atau energi maksimumnya. Jika baterai terisi penuh oleh taper current charger, baterai akan mencapai nilai tegangan maksimum yang nilainya ditentukan oleh kandungan kimiawi baterai dan arus pengisian minimum. 4. Auto matic Charger Automatic charger telah dilengkapi dengan rangkaian yang dapat mengukur tegangan baterai dan akan mematikan charger jika baterai mencapai atau mendekati kondisi terisi penuh. Karena tegangan pengisian tergantung pada suhu baterai, maka kontrolnya juga harus memiliki pendeteksi suhu dan nilai koreksinya, bahkan rangkaian kontrolnya juga harus mampu mendeteksi polaritas dan mampu mencegah pengisian serta percikan bunga api jika klem charger dengan ceroboh telah dipasang terbalik. Automatic charger adalah yang direkomendasikan karena mampu memberikan muatan penuh dengan aman, walupun operator yang melakukan pengisian memiliki pengetahuan dan keterampilan yang terbatas. 5. High Rate atau Boos t Fast Charger High ratearus fast charger menyediakan arus pengisian tanpa memperhatikan apakah tersebut mampu digunakan untuk mengubah bahanyang aktif tinggi dalam baterai atau tidak. Charger yang dapat memberikan arus 40 amper secara terus menerus digolongkan sebagai high rate fast charger. Kecepatan pengisian biasanya lebih besar dari kecepatan pengubahan bahan aktif dalam baterai. Apabila baterai yang diisi dengan high rate charger ini dibiarkan terlalu lama karena tidak adanya pengawasan, maka baterai akan mengalami overheating dan akan timbul gas. Itulah sebabnya, charger jenis ini dilengkapi dengan timer untuk menghentikan pengisian. High rate fast charger, seringkali disebut boost charger, karena dapat dengan cepat mengisi baterai yang akan digunakan untuk menghidupkan mesin dengan segera. Namun tidak dianjurkan untuk mengisi baterai dalam waktu lama, apalagi tanpa pengawasan. 6. Trick le Charger Trickle bateray charger cherger dengan arus kecil. Normalnya, pengisiannya adalah kurangadalah dari satu amper per baterai, bahkan seringkali kurangkecepatan dari 0.03 amper per baterai. Trickle charger tidak dapat mengisi penuh baterai otomotif yang kosong. Fungsinya semata-mata untuk menjaga baterai agar tetap pada kondisi muatan penuh, untuk waktu yang lama, dengan menggantikan muatan yang hilang karena pengosongan diri. APLTCL023 © Caterpillar Australia Pty Ltd

39


Charger ini tidak menyebabkan korosi pada alur dalam baterai karena charger ini hanya mengeluarkan arus yang kecil untuk jangka waktu yang lama. Baterai Baru Jika sebuah baterai baru akan dipasang, baterai tersebut harus memiliki kapasitas yang sama atau lebih besar dari baterai aslinya. Nilai CCA adalah ukuran yang paling mudah untuk membandingkan baterai. Hal lain untuk dipertimbangkan adalah dimensi baterai dan ada jenisjuga terminalterminalnya. Banyak kendaraan memiliki baterai eksternal yang sama, namun yang memerlukan baterai yang lebih pendek atau yang memiliki terminal yang lebih kecil. Cara untuk menahan baterai pada dudukkan bermacam-macam. Beberapa baterai memiliki undak di sisi-sisinyanya (slide ledge) sehingga dapat dijepitkan ke wadahnya. Periksa spesifikasi pabrik untuk penggantian dengan baterai baru. Pemasangan Baterai Setelah dibersihkan dan dipasang ke dudukannya (mounting), baterai harus dipasang dengan cara yang benar, yaitu dengan terminal negatif dihubungkan ke ground (atau positif ke ground, tergantung pada konfigurasi kendaraan). Berhati-hatilah karena alternator dan komponen listrik yang lain bisa rusak jika polaritasnya tidak benar. Prosedur pemasangan baterai sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

40

Sebelum memasang baterai, kenali kabel positif dan negatif. Kenali terminal positif dan negatif baterai dan pasang baterai ke carrier-nya (dudukannya) sehingga terminal berada di posisi yang tepat untuk kabel-kabel. Pasang klem baterai. Pasang terminal kabel positif ke terminal positif baterai terlebih dahulu. Pasang terminal kabel negatif ke terminal negatif baterai. Untuk mencegah kemungkinan hubung singkat baterai, kabel negatif dipasang belakangan. Terminal baterai sebaiknya dikencangkan dengan pas dan berikan lapisan tipis grease untuk melindunginya dari karat. Lakukan Function Test.



TOPIK 5 Jump Starting

Gambar 3 7 - Jump startin g

Ketika charger tidak tersedia, cara praktis untuk menghidupkan kendaraan yang baterainya “mati” adalah menggunakan kabel jumper (kabel booster) dan battery pack (booster battery). Sebelum menghubungkan kabel jumper, yakinkan semua aksesoris listrik seperti lampu, radio dan wiper pada posisi OFF. Perhatikan nilai tegangan baterai ketika di-jump-start. Jump sebuah baterai 12 Volt dengan baterai 12 Volt dan jump baterai 24 Volt dengan baterai 24 Volt lain. Ini penting karena ketika menghubungkan kabel jumper yang tidak sesuai akan menimbulkan percikan bunga api dan dapat mengakibatkan baterai meledak. Pada sistem heavy duty starting system yang menggunakan dua baterai 12 Volt yang diserikan untuk menyediakan tegangan 24 Volt untuk pengengkolan (cranking), peringatan khusus harus diperhatikan untuk mencegah kerusakan komponen elektronik ketika melakukan jump-start. Periksa rekomendasi service manual sebelum mencoba melakukan jump-start pada kendaraan apapun dengan baterai ini. Anda mungkin membutuhkan dua set kabel jumper dan dua baterai 12 Volt.


41


PENGGUNAAN K AB EL B OOSTER YANG AMAN

Gambar 38 – Hubungkan g round negatif k endaraa n. Pastikan k endaraa n TIDAK DISEN TUH.

Ketika melakukan jump-starting selalu gunakan peralatan perlindungan mata, wajah, dan tangan. Jangan pernah bersandar pada baterai. Jangan melakukan jump-start pada baterai yang rusak; periksa kedua baterai sebelum terus menghubungkan kabel booster. Periksa kabel booster untuk mencari kerusakannya. Yakinkan tutup ventilasi rapat dan rata. Yakinkan kendaraan tidak disentuh dan tombol pengapian pada posisi OFF. Matikan semua peralatan listrik (radio, defroster, winshield wiper, lampu dal lain-lain) . Ikuti langkah berikut ini dengan tepat : 1.

Hubungkan kabel booster positif (+) ke terminal positif (+) baterai yang kosong.

2.

Hubungkan ujung yang lain dari kabel positif (+) ke terminal positif (+) baterai booster.

3.

Hubungkan kabel negatif (-) ke terminal negatif (-) baterai booster.

4.

LAKUKAN SAMBUNGAN TERAKHIR KABEL NEGATIF (-) KE ENGINE BLOCK ATAU FRAME KENDARAAN YANG DI-STALL, JAUH DARI BATERAI (Gambar 38).

5.

Yakinkan bahwa kabel jauh dari fan blade, belt dan kompenen bergerak lain di engine.

6.

Hidupkan kendaraan dimana baterai booster berada kemudian hidupkan kendaraan dengan baterai yang kosong. Lakukan menurut spesifikasi pabrik, jalankan sampai cukup panas dan kemudian matikan engine yang memiliki baterai booster.

7.

Lepas kabel-kabel dengan urutan penyambungan yang TERBALIK.

NOTE 1 : Beberapa pabrik merekomendasikan HEADLIGHT pada kendaraan dengan baterai yang kosong dihidupkan pada saat menyalakan engine. Beberapa merekomendasikan HEADLIGHT pada kendaraan dengan baterai booster dinyalakan pada saat engine dihidupkan. Tujuannya untuk melindungi peralatan elektronik yang sangat sensitif dari tegangan spike (tegangan kejut). Mengnyalakan lampu akan menolong meredam tegangan spike pada rangakaian elektronik. Periksa spesifikasi pabrik sebelum melakukan jumpstarting. NOTE 2: Ada beberapa lead jumper khusus yang memiliki light emitting diode yang dapat menunjukkan kalau kabel yang dihubungkan sudah benar dan juga memiliki perlindungan terhadap tegangan kejut

42


(BMM024) SGD Battery Maintenance

Recommend Documents