خلاصه

باطری خودرو یکی از مهمترین قطعات خودرو می باشد. نحوه صحیح نگهداری از باتری خودرو و نیز آگاهی داشتن از عواملی که باعث خرابی و یا آسیب رساندن به باتری خودرو می شود بسیار حایز اهمیت است .

نحوه تشخیص پایان عمر باتری خودرو

عمر مفید باتری خودرو چقدر است ؟

باطری ها دارای بارهای مکانیکی و الکتریکی متغیری هستند و به همین دلیل حتی با وجود امکانات و تجهیزات موجود تست در لابراتورها نمی توان عمر مفید باتری خودرو را تخمین زد . یکی از بادوام ترین تست ها در باطری های دارای آنتیموان استفاده می گردد ، (آنتیموان در واقع همان سرب سخت است که به دلیل پدیده فرسایش و خوردگی صفحات مثبت به شدت تجزیه می شود و همین امر باعث افزایش دشارژ باتری و تجزیه آنتیموان
 می شود . ) به همین دلیل شرکت ها و کارخانجات بزرگ ، شرایط تست مخصوص را ایجاد نموده است . در انجام چنین تست هایی ، قابلیت  راه اندازی و استارت زنی باطری معمولی پس از 60 ماه در حدود 50 درصد افت
می کند و این در حالی است که در باطری های کلسیم - سرب این زمان تا 80 ماه طول می کشد .

در خودروهایی که در مناطق شلوغ  و پرتردد و با ترافیک بالا هستند چون تحت شرایط بارهای زیاد می باشند مثل ون و یا اتوبوس و تاکسی ها از باطری های سیلد ( اتمی ) به دلیل وجود مزایای فراوان استفاده می گردد .

علائم خرابی باتری خودرو و نشانه های ضعیف شدن و پایان عمر مفید باتری خودرو

باطری ( باتری ) سالم شارژ می‌شود و شارژ را نگه می‌دارد و می‌تواند شدت جریانی نزدیک به آمپری که روی آن نوشته شده است تولید کند. باطری ( باتری ) خراب شارژ نمی‌شود و شارژ را نگه نمی‌دارد.

نشانه های خراب بودن باطری ماشین ( خودرو)  کم نیستند ولی بسیاری از مواقع صرف عدم روشن نشدن خودرو و یا استارت نخوردن دال بر خراب بودن باتری خودرو نیست. در این مقاله نشانه های خراب بودن باتری خودرو و یا زمانی که کم کم باتری ( باطری ) در حال از بین رفتن است را مرور میکنیم  

باتری ( باطری ) برای ماشین مثل قلب برای بدن می ماند. همانطور که بدن ما با از کار افتادن قلب از حرکت باز می ایستد، ماشین هم با خراب شدن باتری ( باطری ) امکان ادامه ی مسیر ندارد. بنابراین باید حداقل کمی در مورد باتری خودرو اطلاعات داشته باشید و رایج ترین نشانه های خراب بودن باتری ماشین را بدانید.

باتری خودرو یکی از قطعات کلیدی آن است که در صورت خرابی ، مشکلات زیادی برای صاحبان خودرو ایجاد می‌کند. اطلاع از شرایط  باتری و زمان تعویض آن یکی از موارد مهمی است که مالکان خودرو باید از آن‌ها اطلاع داشته باشند.

در صورتی که از باتری اتمی (سیلد) استفاده می کنید ، یکی از راه‌ های تشخیص خرابی در باتری اتمی ( سیلد ) توجه به چراغ هشدار می باشد. این چراغ در پشت صفحه فرمان تعبیه شده است و برای این منظور به شما کمک می کند. به رنگ چراغ دقت کنید، در حالت نرمال رنگ این چراغ سبز می باشد. در صورتی که رنگ چراغ خاموش شده باشد به این معناست که عمر باتری خودرو شما ؛ رو به اتمام است و باید نسبت به تعویض یا شارژ آن اقدام کنید.

باتری‌‌ های اسیدی (آب اسید ) دارای صفحه‌های سربی می باشند. این دسته از باتری ها به مرور زمان دچار خوردگی می‌شوند. از این رو باتری خودرو متورم  شده و دچار زنگ‌ زدگی می‌شود. در صورتی که در باتری خودرو خود ، علائم زنگ زدگی را مشاهده کردید، باید بدانید که باتری خودرو شما خراب شده است.

یکی دیگر از راههای تشخیص باتری ناسالم خودرو این است که به نشتی های زیر ماشین توجه داشته باشید. چرا که امکان دارد این چکه‌ ها مربوط به باتری خودروی شما باشد. اگر این چنین است، یعنی باتری خودرو شما دارای نشتی بوده و قطرات اسید از آن نشت می کند. این قطرات علاوه بر این که به باتری آسیب می زنند می توانند قطعات دیگر خودرو را نیز تحت تاثیر قرار داده و خراب کنند.

نشانه های کلی خراب بودن یا مشکل داشتن باتری خودرو :

به علایم زیر توجه کنید تا سریعا این مطلب را در یابید:

1.  موتور هندل می زند اما روشن نمی شود.

2.  نه صدای هندل می آید، نه استارت می زند، نه چراغ روشن می شود ونه اصلا برق پشت فرمان می آید.

3.  یک روز، خوب استارت می زند ، روز بعد استارت نمی زند.

4. استارت زدن در هوای سرد خیلی سخت تر است.

5.  زیاد از اتصال ساز و یا فرایند باتری به باتری استفاده می کنید

6.  زمانی که خودرو برای مدتی خاموش باقی می ماند ، استارت نمی خورد ولی اگر در فواصل کوتاه روشن شود مشکلی ندارد.

برای بررسی وضعیت شارژ باطری خودرو کابل مثبت یا قرمز رنگ ولت ‌متر را به قطب مثبت باطری ( باتری ) متصل کنید. قطب مثبت باتری خودرو با علامت + و کابلی که به قطب مثبت باطری خودرو متصل شده معمولا با رنگ قرمز مشخص شده است.

کابل منفی یا سیاه‌ رنگ ولت ‌متر را به قطب منفی باتری خودرو متصل کنید. قطب منفی باطری خودرو با علامت - و کابلی که به قطب منفی باتری خودرو متصل شده معمولا با رنگ سیاه مشخص شده است.

سنجش ولتاژ باتری

به عددی که ولت ‌متر نشان می‌دهد توجه کنید و به جدول زیر مراجعه کنید:

ولتاژ باطری ............ وضعیت شارژ

۱۲.۶۶ولت ............ ۱۰۰درصد

۱۲.۴۵ولت ............ ۷۵درصد

۱۲.۲۴ولت ............ ۵۰درصد

۱۲.۰۶ولت ............ ۲۵درصد

۱۱.۸۹ولت ............ ۰درصد

توجه: ولتاژهای جدول بالا مربوط به دمای ۲۶درجه سانتی‌گراد است. ولتاژ باطری به ازای هر منفی ۱۲درجه سانتی‌گراد کاهش دما حدود ۰.۰۱ولت افت می‌کند. در دمای منفی ۱درجه سانتی‌گراد یک باطری با شارژ کامل ولتاژی معادل ۱۲.۵۸۸خواهد داشت و در دمای منفی ۱۷درجه سانتی‌گراد ولتاژ آن ۱۲.۵۱۶ولت خواهد بود.

بنابراین طبق جدول بالا یک باطری ( باتری ) با ولتاژ ۱۲.۲۹ولت حدود ۵۰درصد کمبود شارژ دارد و باید شارژ شود.

کاهش سرعت استارت و دیرروشن شدن خودرو

استارت خودرو یکی از مهمترین دلایلی که نشان از ضعف باتری ( باطری ) و رو به پایان بودن عمر آن می دهد ، کاهش سرعت چرخش موتور در هنگام استارت زدن است. اگر به تازگی متوجه شده اید که روز به روز از سرعت استارت زنی خودروی شما کاسته می شود و دیگر آن سرعت قبلی را ندارد ، باید آن را به عنوان یکی از علائم خرابی باتری خودرو در نظر بگیرید و برای تهیه یک باتری خودروی جدید، دست به کار شوید.

تغییر رنگ نشانگر سلامت باتری خودرو

نشانگر سلامت باتری ( باطری ) معمولا باتری های خودرو، یک چراغ نشانگر عمر مفید روی خود دارند که به رنگ سبز می باشد. اگر رنگ این نشانگر به سمت زرد یا قرمز متمایل شود، می تواند دلیلی بر پایان عمر مفید باتری خودرو و در نتیجه کاهش عملکرد باتری ( باطری ) باشد. در این شرایط توصیه می شود پس از اطمینان از خرابی باتری خودرو، آن را تعویض کرده و با یک باتری جدید، جایگزین نمایید.

انجمن بین المللی باتری (BCI) پارامترهایی را به عنوان مشخصات فنی باطری خودروها تعیین کرده که در ادامه با مهم ترین آن ها آشنا خواهیم شد.

اعدا BCI

نمونه ای از مشخصات حک شده روی بدنه یک باتری

شماره گروه BCI نوع باتری مورد استفاده در خودرو را مشخص می کند. اگر باتری اتومبیل شما به هر دلیلی خراب شد با داشتن مشخصات باتری که از روی اعداد BCI گردآوری می شوند، می توانید به راحتی مناسب ترین باتری‌ را جایگزین نمونه قبلی کنید.

شاخصه هایی نظیر ابعاد (طول، عرض و ارتفاع)، شکل کلی‌ باتری و نحوه قرارگیری ترمینال ها همگی از طریق عدد BCI قابل شناسایی هستند.

بسیاری از شرکت ها باتری های مختلفی، از نظر سایز و جنس صفحات، را تحت یک گروه بندی تولید می کنند. برای همین یک شماره گروه خاص می تواند شامل باتری هایی با ظرفیت های متفاوت از یکدیگر شود. بنابراین با اینکه شماره گروه BCI به خوبی ولتاژ و شاخصه های فیزیکی را برای خریدار مشخص می‌کند، معیار مناسبی برای سنجش ظرفیت باتری نیست.

ولتاژ

تعیین ولتاژ باتری راحت ترین بخش کار ا ست. تمام خودروهای تولید شده پس از سال 1960 میلادی از باتری 12 ولت استفاده می کنند. حتی تمام خودرو های تمام برقی و هایبرید هم از باتری هایی با چنین ولتاژی برای روشن کردن چراغ ها و سایر ادوات بهره می برند که در بخشی جدا از باتری تامین کننده قوای محرکه قرار دارد. پیشتر به دلیل حجم کمتر پیشرانه از باتری های 6 ولتی استفاده می شد.

CCA یا آمپر گردان میل لنگ در شرایط سرد

CCA که مخفف Cold Cracking Amps است نشانگر مقدار آمپریست که یک باتری در دمای صفر درجه فارنهایت یا منهای 17.8 درجه سانتی گراد از خود خارج می کند، با این شرط که میزان ولتاژ باتری به پایین 7.2 ولت نرسد. بنابراین این عدد توانایی باتری برای کار کرد در شرایط سرد را نشان می دهد. شدت جریان استارت سرد به 2 عامل وابسته است. ظرفیت اسمی باتری و مقاومت درونی باتری.

تاثیر هوای سرد بر عملکرد باتری

ظرفیت باتری با شدت جریان سرد رابطه مستقیم دارد یعنی هرچقدر که ظرفیت باتری بالا رود مقدار شدت جریان در هنگام استارت سرد در آن افزایش می یابد. اما شدت جریان آمپر سرد باتری با مقاومت درونی رابطه ی عکس دارد. CCA باتری که قصد خریدش را دارید حتما باید با مقادیر درج شده در دفترچه راهنمای خودرویتان مطابقت داشته باشد.

CA یا آمپرگردان میل لنگ

این عدد نشان دهنده میزان آمپریست که باتری خودرو در دمای 32 درجه فارنهایت یا 26.7 درجه سانتی گراد از خود خارج می کند. CA همواره 25 درصد بیشتر از CCA است.

RC یا ظرفیت ذخیره

باتری خودرو

(Reserve Capacity) RC دیگر مشخصه فنی باطری ماشین است. از دلایل اهمیت این پارامتر اثرات افزایش مقدار بار پارازیتی (در حالت کلید خاموش و در مواقع اضطراری است.

اما RC به صورت مدت زمانی که طول می کشد تا باتری با شارژ کامل در دمای 26.7 درجه سانتی گراد و با جریان 25 آمپر ساعت دشارژ شده و مقدار ولتاژ آن کمتر از ۱۰.۵ولت نشود.

به زبان ساده تر هر چه پارامتر مورد بحث افزایش یابد، طول عمر باتری در صورت قطع شدن منبع تغذیه آن (مولد برق) یا روشن ماندن چراغ های خودرو افزایش خواهد یافت. 1 ساعت و نیم شارژدهی در بین باتری خودرو ها متوسط محسوب می شود و باتری های خوب به راحتی تا بالای 2 ساعت، انرژی مصرفی را تامین می کنند.

هر چه ظرفیت ذخیره عدد بزرگتری باشد به علت وجود صفحات بزرگتر و سرب بیشتر باتری سنگین تر خواهد بود.

آمپر ساعت (AH)

آمپر ساعت برابر است با حاصل ضرب شدت جریان باتری در مدتی زمانی که طول می کشد تا باتری این شدت جریان را تامین کند. عوامل دخیل در میزان ظرفیت باتری عبارت اند از جنس صفحات باتری، مساحت صفحات، الکترولیت، دما و مواردی این چنین. در صورت اضافه شدن تجهیزات برقی اضافی به خودرو آمپراژ باید افزایش پیدا کند.

تاریخ تولید باتری ماشین

هیچگاه باتری که حداقل شش ماه از تاریخ تولید آن گذشته است خریداری نکنید، چون حدودا بعد گذشت این زمان از تاریخ تولید باتری، عمل سولفاته شدن در آن آغاز می شود. تاریخ تولید باتری ها به صورت ترکیبی از اعداد و حروف روی بدنه درج می شود که حروف نشان دهنده ماه تولید و اعداد سال و روز تولید را مشخص
 می کنند.

در یک باتری ساخت کره، کدی مثل 8LR14 به این شکل خوانده می شود:

8: سال ساخت 2018

L: حرف دوازدهم الفبای انگلیسی، نشانگر ماه ساخت که ماه دوازدهم میلادی (سپتامبر) است.

R: علامت اختصاری نام شرکت تولید کننده

14: روز تولید باتری

در یک باتری ایرانی با کدی مثل 960423G40081 عدد 96 نشانگر سال ساخت است. یا مثلا 971117 از راست به چپ خوانده می شود و نشانگر 17 بهمن 1397 به عنوان تاریخ تولید باتریست.

سایز باتری ماشین

در ساخت باتری ها مشخصاتی که توسط BCI یا انجمن بین المللی باتری پذیرفته شده و با ارقامی نظیر 24، 27، 58، 75 و...  نشان داده می شوند. این شماره گروه ها بر اساس مواردی مثل محل تعبیه ترمینال، پلاریته ترمینال و ابعاد ظاهری بدنه باتری تعیین شده اند. دقت کنید که سایز باتری مناسب هر خودرو درون دفترچه راهنما آن ذکر می شود و دانستن آن مهم است.

مشخصات و ابعاد باتری ها بر اساس گروه بندی

در پایان برای جمع بندی نگاهی به باتری های مناسب برای خودروی پراید خواهیم انداخت.

ولتاژ:  12 ولت

آمپر ساعت: 50 تا 62 AH

حداکثر فضا برای باتری (طولxعرضxارتفاع): 23x18x23 سانتی متر

نوع باتری: سیلد و اسیدی هر دو مناسبند

همانطور که اشاره شد، آمپر باتری وابسته به میزان مصرف برق خودرو و توان تولید انرژی دینام است. اگر به سیستم اتومبیل مورد نظر تجهیزات برقی پر مصرف مثل اسپیکرهای قدرتمند اضافه شده باشد، استفاده از بالاترین میزان آمپر و در غیر این صورت کمترین آمپر پیشنهاد شده، کفایت می کند.

باطری خودرو از اصلی ترین بخش های تامین کننده انرژی درون خودروهاست و اهمیتی آنقدر بالا دارد که میزان سلامتی آن بر کیفیت راندمان خودرو تاثیر مستقیم می گذارد. وظیفه عمده باتری، تامین انرژی مورد نیاز استارتر است. پس از روشن شدن پیشرانه، آلترنیتور یا دینام، نیروی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات جانبی و رفاهی را تامین می کند.

در اتومبیل های ابتدایی، به دلیل فراگیر نبودن سیستم ها و تجهیزات الکتریکی، باتری ها نیز در این صنعت چندان رایج نبودند. چراغ های جلو گازسوز بودند، به جای بوق از زنگ استفاده می شد و عمل استارت پیشرانه به شکل دستی و با شفت صورت می پذیرفت. اما روند استفاده از باتری در خودروها، برای تامین نیروی الکتریکی مورد نیاز ادوات گوناگون، از حوالی سال 1920 میلادی رشد چشمگیری گرد.

تا اواسط دهه پنجم میلادی استفاده از باتری های 6 ولت ادامه پیدا کرد تا اینکه در نهایت با معرفی و ساخت پیشرانه های جدیدتر که نیروی الکتریکی بیشتری برای شروع به کار نیاز داشتند باتری های 12 ولت وارد چرخه شدند.

البته حتی پس از جایگزینی تقریبا کامل باتری های 12 ولت تعدادی از کمپانی ها، تا چند سال بعد به استفاده از باتری 6 ولت در اتومبیل های کوچک خود ادامه دادند که به عنوان نمونه می توان از بیتل، ساخت فولکس واگن و سیتروئن 2CV یاد کرد.

اتمام عمر باتری خودرو اتفاقی غیر منتظره نیست، با فرا رسیدنش به اطلاعتی نیاز پیدا می کنید که پیش از این توجهی به آن ها نکرده بودید. اعداد BCI (انجمن بین المللی باتری)، آمپرگردان میل لنگ در شرایط سرد یا تست باتری در شرایط سرد (CCA)، ساختار داخلی باتری و موارد دیگر به هنگام خرید و انتخاب باتری مناسب از اهمیت زیادی برخوردارند.

پس تنها چند دقیقه از وقت خود را به خواندن این مطلب اختصاص داده و از دردسرهای خرید باتری راحت شوید. با اینکه در ادامه با اصلی ترین مشخصه های مورد نیاز هنگام خرید باتری نو آشنا خواهیم شد، برای اطمینان بیشتر در خرید، به دفترچه راهنمای خودرو و مکانیک خود مراجعه کنید.

انواع باتری خودرو

ابتدا با انواع باتری های رایج در صنعت اتومبیل آشنا خواهیم شد. در خودروهای غیر الکتریکی باتری ها به دو نوع اسیدی و سیلد (AGM)، که باتری خشک هم نامیده می شود و به دلیل ساختارش به دو نوع تقسیم شده، طبقه بندی می شوند.

باتری اسیدی یا Lead Acid

در باتری های اسیدی 6 محفظه قرار دارد و درون هر محفظه تعدادی صفحه سربی با بار مثبت و منفی قرار گرفته. این صفحات سربی درون محلول الکترولیت محتوی 35 درصد اسید سولفوریک و 65 درصد آب قرار گرفته اند و مابین آن ها، جداکننده ای با قابلیت نفوذپذیری نصب شده. صفحات هر محفظه به وسیله اتصال دهنده ای به هم متصل هستند و هر کدام قادر به تولید 2 تا 2.2 ولت برق هستند و دلیل نام گذاری باتری 12 ولتی همین موضوع است.

مقدار محلول داخل این باتری ها باید مدام چک شود تا در صورت نیاز آب مقطر به آن اضافه شود. باتری های اسیدی جدیدتر همانند قبل به راحتی آب خود را از دست نمی دهند ولی هنوز در مقایسه با باتری های AGM عمر کوتاه تری دارند.

باتری AGM از نوع مارپیچ

باتری های AGM (Abrsorbed Glass Mat) یا جداکننده جذبی در سال 1971 میلادی اختراع شدند و در دو نوع مارپیچ (Spiral) و مسطح (flat) تولید می شوند. در نوع مارپیچی، صفحات مثبت و منفی توسط جداکننده‌ جذب کننده و فایبرگلس درون محفظه‌ با ساختار مارپیچی قرار دارند و اکثر مواقع از جنس سرب هستند.

مزیت استفاده از چنین صفحاتی با خلوص بالای سرب، افزایش شاخص CCA با به عبارت دیگر آمپراژ باتری در هوای سرد و کاهش مقاومت داخلی است که هر دو جریان الکترون ها را سرعت می بخشند. مزیت وجود فایبرگلس در خاصیت جذب مولکول ها توسط آن تعریف می شود. بنابراین با جذب محلول الکترولیت توسط فایبرگلس عملیات اضافه کردن آب مقطر به باتری عملا بی معنی می شود و نیاز به چک کردن مداوم باتری نیست. این باتری هه به دلیل ساختار و طراحی بهتر تا 3 برابر مقاومت بیشتر از خود در برابر ضربات و تکان های شدید نشان می دهند.

باتری هایAGM مسطح از منظر شیمیایی مشابه مدل اسیدی هستند؛ اما از نظر ساختار و طراحی متفاوت اند. بر خلاف جداکننده نفوذپذیر در باتری اسیدی، در این باتری ها جداکننده AGM بین صفحات مثبت و منفی جای گرفته که اجازه خروج هیدروژن و اکسیژن را از درون محلول الکترولیت نمی دهد و از شناور بودن محلول نیز جلوگیری می کند. بنابراین مثل مدل مارپیچی این مدل نیز نیازی به اضافه کردن آب مقطر ندارد.

باتری های AGM  برای عملکرد بالا مناسب هستند و در اغلب خودروهای مدرن استفاده می شوند؛ همچنین قادرند تا چرخه های بیشتری از فرآیند شارژ و تخلیه شارژ را تحمل کنند. باتری های AGM در قیاس با باتری های اسیدی قیمت بالاتری دارند.

از دیگر مزایای باتری های سیلد نسبت به باطری ماشین اسیدی می توان به نبود بخارات اسیدی به دلیل جامد بودن مواد و ریخته نشدن اسید روی خودرو و قطعات آن، عمر بیشتر، نوسانات ولتاژی کمتر و ایمنی کلی بیشتر اشاره کرد.

باتری هایی که به تعداد بالا در مدل های هیبریدی و تمام الکتریکی استفاده می شوند ار نوع لیتیوم یونی و دیپ سایکل (Deep Cycle) هستند؛ البته بر خلاف مورد اول، باتری های دیپ سایکل در خودروهای غیر برقی نیز قابل استفاده اند.

باتری های لیتیوم یونی قادر به ذخیره حجم بالایی از انرژی هستند. همچنین ابعاد جمع و جوری دارند و با سرعت مناسبی هم شارژ می شوند. استفاده از این نوع باتری ها با وجود افزایش در چند سال اخیر هنوز به قدر کافی رواج پیدا نکرده است. عیب بزرگ باتری های لیتیوم یونی عمر کوتاه آنهاست.

باتری لیتیوم یون

باتری های دیپ سایکل به دلیل قدرت بالا در تامین نیرو در بازه زمانی طولانی نه تنها در خودروهای معمولی استفاده می شوند، بلکه در ماشین آلات ارتشی، خودروهای الکتریکی و حتی خودروهای زمین گلف نیز کاربری دارند و به راحتی با نور خورشید شارژ می شوند.

روند کاهش عمر باتری خودرو

معیار اصلی تشخیص سلامت باتری خودرو، ورقه های سربی درون آن است. واکنش اسيد سولفوريک با ورقه های سربی، زمینه ساز تولید جریان درون باتری محسوب می شود. زمانی كه باتری خالی می شود، سولفات روی ورق های سرب انباشته شده و توانايی باتری را برای ایجاد جريان كاهش می دهد. اما زمانی كه مولد با وادار كردن جريان برای حركت در جهت عكس دوباره باتری را شارژ می كند، سولفات انباشته شده روی ورق های سربی به محلول باز می گردد.

با گذر زمان، مقادیری از سولفات به طور ثابت روی ورقه ها باقی مانده و چرخه کاهش توانایی باتری در تولید و ذخیره الکتریسیته آغاز می شود. اگر باتری زود به زود خالی شود یا برای بیش از چند روز خالی بماند، این چرخه سرعت بیشتری هم می گیرد. در نهایت ورقه های سربی کاملا سولفاته شده و دیگر پذیرای شارژ نخواهند بود.

همچنين ممكن است باتری بر اثر مواردی مانند شارژ شدن های ناقص بر اثر مشكلات در شارژ كردن یا رفت و آمد مکرر در مسافت های كوتاه، يا کم شدن سطح آب درون باتری تا زیر قسمت فوقانی ورقه ها بر اثر هوای داغ زودتر سولفاته شود. برای مطالعه نکاتی حیاتی درباره افزایش عمر و شارژ باطری ماشین می توانید به این لینک مراجعه کنید.

باتری اسیدی

باتری اسیدی یک اتومبیل

باتری اسیدی یا باطری ماشین سربی-اسیدی گونه‌ای از باتری قابل شارژ است که در سال ۱۸۵۹توسط فیزیکدان فرانسوی، گاستون پلانته اختراع شد. علی‌رغم ذخیره انرژی کم نسبت به وزن و حجم آن، به دلیل هزینه پایین و عرضه زیاد در وسایل نقلیه موتوری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختار یک باتری ترکیبی است از مواد شیمیایی، نکات الکتریکی، نگهدارنده‌ها وفرم دهنده‌های مکانیکی. بطور کلی می‌توان باتری سرب اسید را متشکل از ۴بخش کلی دانست:

الکترود یا صفحات مثبت که به آن‌ها آند نیز گفته می‌شود. الکترونها در حین دشارژ جذب این قطب یا صفحات می‌شوند. در باتریهای سرب اسیدی ماده شیمیایی عمده تشکیل دهنده صفحات مثبت، اکسید سرب (PbO2) می‌باشد. الکترود یا صفحات منفی که به آن‌ها کاتد نیز گفته می‌شود. الکترونها در حین دشارژ از این قطب خارج می‌شوند. ماده شیمیایی عمده تشکیل دهنده الکترودهای منفی، سرب (Pb) است. لازم به ذکر است که سرب یا اکسید آن از لحاظ مکانیکی قابلیت فرم‌گیری مناسب ندارند و اغلب به کمک افزودن آلیاژهای مختلف و همچنین شبکه‌های نگهدارنده حالت دهی می‌شوند. ضمناً اصطلاحاً آن‌ها را مواد فعال یا Active Material نیز می‌گویند زیرا در اصل واکنش شیمیایی داخل باتری به کمک سرب و اکسید آن صورت می‌گیرد.

الکترولیت که محیط ما بین دو الکترود را پر می‌کند و در واقع بستری برای عبور شارژ بین الکترودهای مثبت و منفی را فراهم می‌آورد. در باتریهای سرب اسیدی هر دو قطب در محلولی از اسید سولفوریک (H2SO4) با غلظتی در حدود ۲۵تا ۴۰درصد و آب (H2O) با غلظتی در حدود ۶۰تا ۷۵درصد، غوطه ور هستند. ترکیب آب و اسید سولفوریک باعث می‌شود که اسید سولفوریک به صورت یونیزه درآمده و به یونهای H+ و HSO4- تبدیل شود.

جداکننده و فاصله دهنده، بخش دیگر باتریهای سرب اسیدی را تشکیل می‌دهند. وظیفه اصلی آن‌ها جداسازی و ایزوله کردن الکتریکی قطبهای مثبت و منفی از یکدیگر است. بخشی از تکنولوژی ساخت باطری ماشین سرب اسیدی مربوط به طراحی این ایزولاتورهای الکترومکانیکی است. در بعضی از انواع که از نظر حجم باتری محدودیتی وجود ندارد این ایزولاسیون به کمک ایجاد فاصله فیزیکی بین الکترودها ایجاد می‌شود که باعث ارزانتر شدن باتری ولی افزایش حجم آن می‌شود. انواع مختلفی از جداکننده‌ها تا بحال ابداع شده‌اند که مرسوم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

جداکننده‌های PVC این نوع جداکننده‌ها اغلب در باتریهای معمولی (Normal) دریچه دار (Vented) با آلیاژ سرب – آنتیموان استفاده می‌شود که از لحاظ هدایت الکتریکی از جمله بدترین جداکننده‌های باتری می‌باشد.

جداکننده‌های سلولزی که از هدایت الکتریکی نسبی و تخلخل مناسبی برخوردار می‌باشند.

جداکننده‌های پلی اتیلنی، از استحکام مکانیکی و هدایت مناسبی برخوردار هستند و به دلیل فرم‌پذیری مناسب خود اغلب به صورت پاکتی الکترودهای مثبت را در بر می‌گیرند.

جداکننده‌های AGM (Absorptive Glass Mat) تقریباً به عنوان بهترین نوع جداکننده شناخته می‌شوند و تأثیر بسزایی در برگشت‌پذیری مجدد اکسیژن آزاد شده در واکنش‌ها به محیط شیمیایی باتریها بازی می‌کنند.

جداکننده‌های Gel تقریباً مشابه AGM می‌باشند و بطور کلی در باتریهایی که از این نوع جداکننده‌ها استفاده می‌کند الکترولیت به صورت مایع جریان ندارد و اغلب به صورت ژلی یا خمیری شکل است.

به‌طور کلی اختلاف ولتاژ ایجاد شده به کمک یک سلول از الکترودهای مثبت و منفی در باتریهای سرب اسیدی حدود ۲تا ۲٫۱ولت است؛ لذا ولتاژهای بالاتر مثل ۱۲ولت از اتصال سری چندین سری از الکترودهای مثبت و منفی تشکیل می‌شود. قطر صفحات مثبت و منفی نقش اساسی در تعیین ظرفیت باتری بازی می‌کنند. اغلب برای کاربردهای با ظرفیت معمول همچون باتریهای استارتر خودرو قطر این صفحات کمتر از ۲میلی‌متر است. اما در کاربردهایی با قابلیت شارژ دهی طولانی قطر الکترودها به ۶میلی‌متر نیز خواهد رسید. در ایران هنوز شرکت صبا باتری باتری اسیدی عرضه میکند اما تقریبا در دنیا این باتری ها کمتر استفاده میشوند و بیشتر از باتری های بدون نیاز به نگهداری استفاده میشود. عوارض زیست محیطی و سلامتی پرسنل دو چالش فراروی این صنعت است.اسید سولفوریک به کار رفته در این گونه باتری ها باعث آسیب جدی به سیستم تنفسی مشخصا بیماری های انسدادی ریه مانند برونشیت و آمفیزم میگردد.سرب نیز یکی از ریسک های این صنعت است و بخارات ذوب آن و پودر سرب بکار رفته در صفحات باتری ها پیامد های بسیار ناگوار بر سلامتی کارگران دارد. از جنبه های زیست محیطی میتوان به ریختن اسید روی خاک و آلودگی آب و خاک و هوا به غبارات سرب اشاره کرد.دفع نامناسب پس آبهای کارخانه که بسیار آلوده هستند جنبه ای دیگر زیست محیطی است فرایند تولید به این صورت است ابتدا شمش های سرب به کارخانه وارد میشود دور کارگاه نوار سازی با ذوب کردن شمش ها نوار های صفحه های مثبت و منفی با ترکیب متفاوت ساخته میشود این نوارها به کارگاه خمیر مالی برده میشود و طی پروسه ای با دستگاه های ویژه تبدیل به صفحه مشبک مثبت یا منفی میگردد و خمیر بر روی آن قرار میگیرد.که پس از خشک شدن در دستگاه کیو رینگ صفحه آماده مصرف است. آنگاه صفحات به کارگاه مونتاژ برده میشود.اولین دستگاه مونتاژ البک نام دارد که صفحات مثبت یا منفی را در عایق قرار میدهد و صفحه دیگر را روی آن میگذارد که بسته به آمپراژ باتری تعداد صفحات متفاوت است از 4 مثبت 4 منفی تا 18 مثبت و منفی متفاوت است.دستگاه بعدی ریخته گری روی پرچم یا cos (costing. on strap)  است و گروه بندی ها را ریختگی با سرب میکند اپراتور آن گروه بندی ها را داخل جعبه قرار میدهد و اپراتور کنترل و اصلاح میکند گروه بندی ها را و به دستگاه پلمپ حرارتی هدایت میکند و اپراتور درب روی جعبه قرار میدهد و آن را وارد دستگاه پلمپ حرارتی می نماید و پس از پلمپ شدن قطب ها توسط جوش گاز خودکار جوش داده میشود تا اینجا محصول نیمه ساخته داریم.و این محصول روی پالت قرار می‌گیرد و به کارگاه شارژ ارسال میشود.در کارگاه شارژ اسید سولفوریک با دانسیته 1/65 پر میشود و وارد وان میشود و با کانکتور سری میشود و به منبع برق متصل میشود بین 12 تا 20 ساعت شارژ میشود و در نهایت باطری ماشین شسته و کنترل و بسته بندی میشود.

ساختار

جداساز

جداساز بین دو صفحه قرار می‌گیرد و از اتصال کوتاه ، جلوگیری می‌کند.

خودروی برقی یا خودروی الکتریکی (به انگلیسی: Electric vehicle) به خودرویی گفته می‌شود که از باتری‌های قابل شارژ به عنوان منبع انرژی، و از موتور الکتریکی به عنوان نیروی محرکه استفاده می‌کند.

اولین خودروهای برقی عملی در دهه ۱۸۸۰معرفی شدند.تولید این‌گونه خودروها با تولید انبوه خودروهای موتور احتراقی ارزان‌، دچار افت شدید گردید. در دهه‌های ۱۹۷۰و ۱۹۸۰میلادی با وقوع بحران انرژی مجدداً خودروی برقی مورد توجه قرار گرفت ولی این علاقه‌مندی سبب تولید انبوه و ایجاد بازار رقابتی نشد.

از سال ۲۰۰۸میلادی با توجه به پیشرفت فناوری باتری‌ها، نگرانی‌ها در خصوص قیمت نفت و نیاز به کاهش گازهای گلخانه‌ایانقلابی اساسی در تولید خودروهای برقی صورت گرفته‌است.

از مزایای خودروی برقی نسبت به خودروی احتراقی می‌توان به کاهش قابل ملاحظه آلودگی هوای محلی،کاهش گازهای گلخانه‌ای و کاهش وابستگی به نفت اشاره کرد.تعداد زیادی از کشورها و دولت‌های مربوطه به منظور ترویج و گسترش بازار خودروهای برقی از انگیزاننده‌های دولتی برای خودروهای برقی استفاده می‌کنند.

در مقایسه با خودروهای احتراق داخلی، خودروهای برقی کم صداتر هستند و هیچ گونه آلودگی خروجی از اگزوز ندارند.

شارژ خودروهای برقی علاوه بر اینکه در ایستگاه‌های شارژ بین راهی امکان‌پذیر است می‌توان شارژرهای مخصوص را در خانه‌ها نیز نصب کرد.موفق‌ترین خودروهای برقی تاریخ که نیسان لیف و تسلا مدل اس هستند توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا رده‌بندی شده که به ترتیب قادر به طی مسافت ۲۴۳کیلومتر و ۶۰۰کیلومتر هستند.

باتری‌ها

کانکتور SAE J۱۷۷۲–۲۰۰۹

در فناوری خودروهای برقی باتری یکی از نقش‌های مهم را بر عهده دارد. عواملی چون ظرفیت باتری عملکرد باتری، دوام باتری، طول عمر، چگالی انرژی، چگالی توان، حساسیت نسبت به دما، زمان شارژ و قیمت از شاخصه‌های مهم انتخاب باتری می‌باشد.

باتری بسیاری از خودروهای برقی که امروزه تولید می‌شوند از نوع لیتیوم-یون هستند. اگرچه باتری‌های لیتیومی اغلب به خاطر ظرفیت زیاد و چگالی انرژی مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند ولی عمر مفید و دوام آن‌ها محدود است و این مسئله از عمده عواملی است که هزینه‌های ساخت و تولید خودروی برقی را بالا برده‌است. تحقیقات برای استفاده از ترکیبات دیگری از لیتیوم مانند فسفات‌آهن-لیتیوم و لیتیوم-تیتانات برای حل مشکل دوام و عمر باتری‌ها در جریان است.

انواع دیگر باتری‌های مورد استفاده در خودروی برقی عبارتند از:

باتری ماشین اسیدی که هنوز در بسیاری از مدل‌های خودروی برقی استفاده می‌شود. هزینه‌های اولیه کمتری نسبت به بقیه باتری‌ها دارد و افزایش توان خروجی با اضافه کردن تعداد باتری‌ها به سادگی قابل انجام است.

باتری نیکل–کادمیم

باتری نیکل– هیدرید فلز

باتری نیکل-آهن

استفاده از چندین نوع باتری نیز در حال تحقیق و بررسی است. مانند:

باتری روی-هوا

باتری آلومینیوم - هوا

باتری نمک مذاب

باتری روی-برم

باتری اکسایش‌کاهش وانادیم

دوره طلایی

در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم میلادی خودروی برقی به واسطه ترجیح استفاده از انرژی الکتریکی به عنوان نیروی محرکه و عملکرد بهتر، پرطرفدار بود. در سال ۱۹۰۰میلادی، ۴۰٪خودروها در آمریکا با بخار، ۳۸٪با برق و ۲۲٪با بنزین کار می‌کردند.

اصطلاح‌شناسی

خودروی برقی (به انگلیسی: Electric car) نوعی وسیله نقلیه برقی (به انگلیسی: Electric vehicle (EV)) است. از عبارت «وسیله نقلیه برقی» برای وسایل نقلیه ای استفاده می‌شود که نیروی پیشرانه خود را از برق تأمین می‌کند در حالیکه عبارت «خودروی برقی» فقط برای خودروهایی استفاده می‌شود که توانایی و امکان حرکت در بزرگراه را داشته باشد.

خودروی برقی که از سلول خورشیدی برای تأمین برق خود استفاده می‌کند خودروی خورشیدی و خودرویی که برای تأمین برق از ژنراتور بنزینی استفاده می‌کند خودروی هیبریدی نامیده می‌شود. خودرویی که فقط از باتری همراه برای تأمین برق مورد نیاز خود استفاده می‌کند خودروی تمام-برقی نامیده می‌شود. معمولاً منظور از خودروی برقی، خودروی تمام-برقی است.

ساختار

قوای محرک یک وسیله نقلیه الکتریکی شامل سه زیر مجموعهٔ اصلی است: نیرو محرکهٔ الکتریکی، منبع انرژی و کمک دهنده که این سه زیر مجموعه، خود دارای زیر مجموعه‌هایی هستند که در شکل به‌طور کامل نمایش داده شده‌اند.

بسته به ورودی‌هایی که از طریق پدال‌های گاز و ترمز اعمال می‌شوند، کنترل‌کنندهٔ وسیله نقلیه سیگنال کنترل مناسبی را به مبدل الکترونیکی قدرت ارسال می‌کند که وظیفهٔ مبدل الکترونیکی قدرت، تنظیم توان جاری شده بین موتور الکتریکی و منبع انرژی می‌باشد. جریان توان برگشت، به دلیل احیای ترمز وسیله نقلیهٔ الکتریکی رخ می‌دهد. این انرژی بازیافت شده می‌تواند در منبع انرژی ذخیره شود زیرا منبع انرژی قابلیت پذیرش این انرژی را دارد. اکثر باتری‌های وسایل نقلیهٔ الکتریکی همچون ابرخازن‌ها و فلای‌ویل‌ها، به آسانی توانایی پذیرش انرژی بازیافت شده را دارند. واحد مدیریت انرژی با کنترل‌کنندهٔ وسیله نقلیه همکاری می‌کند تا احیای ترمز و انرژی بدست آمده از طریق آن را کنترل کند. این بخش همچنین با واحد سوخت‌گیری در ارتباط است تا آن را کنترل کند و میزان قابلیت استفاده از منبع انرژی را به تصویر بکشد. منبع توان کمکی، توان مورد نیاز با سطوح ولتاژهای مختلف را برای همهٔ بخش‌های کمکی وسیله نقلیهٔ الکتریکی تأمین می‌کند، مخصوصاً برای واحدهای کنترل‌کنندهٔ شرایط هوا و توان فرمان.

مقدمه ای بر باتری های سرب اسیدی

سابقه سلول سرب- اسیدی که اصطلاح صحیح تر آن « سلول سرب- اکسید سرب» می باشد به سال 1859 برمی گردد که یک فیزیکدان فرانسوی به نام Gaston Plante اولین سلول قابل شارژ عملی را متشکل از دو باریکه سرب حلقه شده که با یک پارچه کتانی جدا می شدند ساخت، این سیستم مبنای پرمصرف ترین باطریماشین ثانویه کنونی(سلول سرب- اسیدی) می باشد.

علت موفقیت عظیم این سیستم به خاطر عوامل متعددی مثل هزینه نسبتاً پایین و دسترسی به مواد خام، سهولت ساخت، طول عمر باتری، و خواص الکتروشیمیایی مطلوب می باشد.این باتری ها را می توان از سلولی دارای یک الکترود منفی از جنس سرب متخلخل (اسفنج سرب) و یک الکترود مثبت از جنس دی اکسید سرب ،pbp2  هر دو در محلول آبی اسیدسولفوریک غوطه ورند معرفی نمود.

 شارژ

این نوع باتری ها در انواع سوپاپ دار valve regulated lead acid) VRLA) به منظور ارتقاء بخشیدن به باز ترکیب (recombination)  شیمیایی اکسیژن در الکترود منفی و در نتیجه به حداقل رساندن کاهش آب طراحی شده اند. بنابراین این باتری ها بازترکیبی هستند بدین معنا که اکسیژنی که به طور نرمال روی صفحات مثبت تولید می شود ،

توسط صفحه منفی جذب شده و به آب تبدیل می گردد و از تولید هیدروژن در صفحه منفی جلوگیری می کند. بنابر این ظرفیت الکتریکی به طور مؤثر در اثر خشک شدن الکترولیت از دست نرفته و از دست رفتن ظرفیت و پایان احتمالی طول عمر از فساد تدریجی الکترولیت ناشی می شود. لذا این موضوع که فرایند فساد تدریجی با دمای بالا و ولتاژ شارژ بالا تسریع می شود می بایست بسیار مورد توجه قرار گیرد. 

در انواع سیلد شده سوپاپ دار ( valve regulated lead acid)  این باتری ها به دلیل باز ترکیب درونی گازها هیچ نیازی به افزودن آب و یا اسید و کنترل آنها نمی باشد و سوپاپ های این باتری ها به هیچ وجه نمی بایست باز شوند چرا که به شدت موجب از دست رفتن گازهای درونی باتری می شوند و در نتیجه از طول عمر باتری کاسته خواهد شد.

باتری ماشین یک باتری قابل شارژ است که برق مورد نیاز برای ماشین را فراهم می کند. اگر لازم است برای انجام تعمیرات، نسبت به قطع اتصال باطری ماشین خودتان اقدام کنید؛ این مقاله به شما کمک می کند تا با نکات لازم و نحوه انجام این کار آشنا شوید.

وسایل و ابزارهای مورد نیاز برای قطع اتصال باتری خودرو

1. ست آچار- سوکت

2. ابزار بلند کننده طول آچار

3. عینک محافظ

4. دستکش کار عایق بندی شده

5. مسواک کهنه

6. ظرف کوچک

7. جوش شیرین

8. آب

9. بند برای بستن کابل ها

مراحل قطع اتصال باتری خودرو

قبل از این که باتری را جدا کنید نکات ایمنی لازم را رعایت کنید.

باتری ماشین علاوه بر داشتن برقی که می تواند کشنده باشد حاوی یکسری مواد اسیدی است که می توانند گازهای قابل اشتعال ایجاد کنند. بنابراین قبل از جداکردن و برداشتن باتری ماشین این مراحل را انجام دهید.

ماشین را خاموش کنید.

برای محافظت از چشم ها و دستهایتان دستکش پوشیده و عینک ایمنی به چشم بزنید.

قبل از شروع کار همه جواهرات تان بخصوص حلقه و گردنبند را در آورید.

قطب منفی را بالای باتری ماشین پیدا کنید.

معمولا این قطب یک پوشش سیاه رنگ دارد یا ممکن است بجای آن روی خود باتری کنار رابط، علامت منفی باشد. قطب مثبت هم معمولا روکشی قرمز دارد یا کنار رابط این قطب روی خود باتری علامت بعلاوه دیده می شود.

اندازه سوکتی را که برای باز کردن پیچ قطب منفی لازم دارید مشخص کنید.

در هنگام قطع اتصال باتری همیشه باید اول روی قطب منفی و بعد روی قطب مثبت کار کنید.

یک سوکت از جعبه ابزار برداشته و نزدیک قطب منفی باتری برده و بصورت تقریبی و چشمی اندازه سوکت لازم برای باز کردن پیچ را مشخص کنید.

سوکت انتخابی را روی آچار بگذارید. ممکن است برای رسیدن آچار به پیچ نیاز به استفاده از ابزار مخصوص برای بلند کردن طول آچار باشد.

آچار را روی سرپیچ قطب منفی گذاشته و عکس جهت حرکت عقربه های ساعت (به خاطر بسپارید: حرکت به سمت راست پیچ را محکم تر و چرخاندن به چپ آن را شل تر می کند) بچرخانید. برای باز کردن پیچ نیاز به چرخش کمی است.

پس از باز کردن پیچِ قطب منفی، سیم منفی را از باطری ماشین بکشید. سیم را جایی قرار دهید که حین انجام کار با باتری تماس پیدا نکند.

اگر کابل محکم به باتری وصل شده نیاز به یک ابزار خاص برای جدا کردن کابل از قطب منفی باتری است. می توانید این ابزار را از مکانیکی یا فروشنده های لوازم جانبی تهیه کنید.

همین کار را برای جدا کردن قطب مثبت انجام دهید.

پس از جدا کردن کابل از قطب مثبت کاملا مراقب باشید که این کابل با هیچ یک از قطعات فلزی ماشین تماس پیدا نکند زیرا در این سیستم مقداری جریان برق وجود دارد که در صورت تماس آن با یک سطح فلزی به مدارات داخل ماشین آسیب می رساند.