باتری يک عنصر لاينفک خودرو

باتری عنصری است كه برای شروع حركت در هر نوع خودرويی ايفای نقش می‌كند. مناسب بودن ظرفيت و توان باتری با سيستم برقی خودرو،‌ باعث راه اندازی مطلوب خودرو خواهد شد. هنگامی كه ظرفيت باتری پايين باشد، برای راه اندازی خودرو، طول زمانی استارت افزايش می‌يابد و گاهی اين استارت‌های طولانی بايد چندين بار و متوالی انجام شود تا موتور خودرو شروع به كار كند، استارت طولانی مدت و متوالی باعث گرم شدن بيش از حد استارت شده و احتمال دارد كه منجر به خرابی استارت شود و اگر ظرفيت باتری بيشتر از حد لازم برای خودرو باشد، عمر سيستم استارت خودرو كاهش می‌يابد. اگر مقاومت درونی باتری در حد معقول باشد با افزايش ظرفيت، شدت جريان توليد شده در هنگام استارت افزايش می‌يابد. بنابراين زمانی كه ظرفيت باتری خودرو بيش از توان سيستم برقی خودرو باشد، در هنگام استارت شدت جريان عبوری از سيستم برق استارت زياد بوده و باعث افزايش شديد دما می‌شود. اگر تعداد استارت‌ها با اين باتری افزايش يابد، استارت ماشين كاركرد خود را از دست خواهد داد. به عنوان مثال برای يک خودروی پيكان، ظرفيت باتری بايد A.h 45 تا A.h 60 و برای خودروی پرايد و پژو نيز حداكثر A.h 60 باشد. برخی از مصرف كنندگان خودرو تصور می‌كنند اگر يک باتری با ظرفيت بالا در خودرو نصب كنند، وضعيت استارت خودرو بهتر خواهد شد. اين تصور از اينجا ناشی می‌شود كه مدت زمانی استارت ماشين در اين حالت كاهش می‌يابد و موتور خودرو سريع شروع به كار خواهد كرد. ولی اين نوع استارت‌ها باعث كاهش عمر سيستم استارت می‌شود و همين طور به دليل شدت جريان بالای باتری، عمر چراغ‌هايی كه از باتری تغذيه می‌شوند،‌ كاهش می‌يابد.

انتخاب باتری مناسب برای خودرو

سيستم‌های برق خودروهای معمولی دارای ولتاژ اسمی خامی هستند كه معمولا ضريب ثابتی از 12 ولت می‌باشند و به همين دليل تقريبا تمام باتری‌های خودرويی موجود در بازار دارای همين ولتاژ نامی هستند. اغلب خودروهای سواری دارای ولتاژ نامی 12 ولت می‌باشند. خودروهای باری و سنگين دارای ولتاژهای نامی بالاتر از 12 ولت هستند ولی ولتاژ آنها به گونه‌ای است كه مضرب صحيحی از 12 است به عنوان مثال ولتاژ اسمی مورد نياز آن‌ها 24 (دو برابر 12)، 36 (سه بربر 12) و ... می‌باشد. در اين گونه خودرو به جای يک باتری اغلب از 2 يا 3 باتری 12 ولت برای تأمين ولتاژ مورد نياز استفاده می‌كنند. به همين دليل در بازار معمول فعلی فقط باتری 12 ولت خودرويی يافت می‌شود.

در طراحی‌های جديد خودروها كه بحث آن از اوايل قرن 21 ميلادی آغاز شده و تحقيقات فراوانی نيز در اين زمينه صورت گرفته است مربوط به استفاده از باتری‌های 36 ولت هيبريد و 42 ولت هيبريد و تغيير در سيستم برق خودروها می‌باشد. مقالات تحقيقی چاپ شده در زمينه باتری‌های اين خودروها نشان می‌دهد كه اين سيستم برق خودرو كارایی بسيار بهتری از سيستم‌های معمولی دارد. در اين باتری‌های هيبريدی، سيستم باتری شامل يک باتری معمولی با ولتاژ 36 يا 42 ولت و يک ابر خازنی است كه از مجموع اين دو به عنوان باتری خودرو استفاده می‌شود. حضور يک ابر خازن، كارآيی و عمر باتری را افزایش داده و توانايی توليد جريان در اين سيستم افزايش می‌يابد.

1 – ظرفيت اسمی باتری
ظرفيت باتری يک پارامتر بسیار مهم و اساسی در انتخاب باتری است. اولين قدم در انتخاب باتری، آشنايی با اطلاعات اوليه سيستم برق خودرو است كه اغلب توسط شركت‌های خودروساز به صورت يک كتابجه به همراه خودرو ارائه می‌كنند. در اطلاعلت فنی سيستم برق خودرو، اطلاعاتی در مورد ظرفيت باتری مورد نياز ارائه می‌شود. در انتخاب باتری بايد ظرفيت باتری در حد مطلوب باشد. هميشه يک استارت خوب استارتی است كه توسط يک باتری با عملكرد و ظرفيت مناسب در يک بازه زمانی كمتر از 2 ثانيه اجرا می‌شود.

2 – شدت جريان استارت سرد
اين پارامتر يک ويژگی فنی باتری است كه يک معيار بسيار خوب برای انتخاب باتری به ويژه برای فصول سرد سال است. هر چه مقدار در يک ظرفيت اسمی خاص بالاتر باشد، توانايی باتری برای استارت در دماهای پايين بيشتر خواهد بود. يكی از مشكلات اغلب باتری‌ها، ضعف آن‌ها در آب و هوای سرد است. اين مشكل را هر مصرف كننده خودرو در يک صبح سرد زمستان به خوبی احساس می‌كند. باتری در آب و هوای گرم ضعف خود را نشان نمی‌دهد ولی با كاهش دمای محيط، عدم توانايی باتری آشكار می‌شود .
در دستورالعمل استاندارد ملی ايران شماره 71 برای باتری‌های سرب – اسيد خودرو، اين پارامتر به صورت زير تعريف شده است:
حداكثر جريانی كه يک باتری 12 ولتی می‌تواند در دمای 18- درجه سانتيگراد در مدت 10 ثانيه توليد كند با اين شرايط كه ولتاژ آن در طی اين مدت از 5/7 ولت كمتر نشود. مقدار شدت جريان استارت سرد هر باتری به دو عامل ظرفيت اسمی و مقاومت درونی باتری بستگي دارد. هر چه ظرفيت باتری بالاتر باشد، مقدار شدت جريان استارت سرد آن نيز افزايش می‌يابد. هرچه مقاومت درونی باتری بالاتر باشد، این مقدار كاهش می‌يابد. زياد بودن مقاومت درونی باتری يک عيب اساسی باتری است كه به فرآيند توليد و ساخت باتری ارتباط دارد. هر باتری بايد حداقل جريانی معادل سه برابر ظرفيت اسمی خود بتواند در دمای 18- درجه سانتي گراد توليد كند. به عنوان مثال يک باتری A.h 60 بايد حداقل شدت جريان استارت سرد A180 را تأمين كند.

3 - آب بندی باتری‌ها
باتری‌های خودرو از لحاظ آب بندی دارای دو نوع كلی هستند. نوع معمولی باتری‌ها كه به باتری‌‌های منفذدار معروف هستند دارای دريچه‌هايی بر روی درب باتری جهت افزايش الكتروليت و گاهی يک منفذ كناری برای خروج اسيد اضافی می‌باشند. اگر باتری منفذدار دارای دريچه كناری نباشد بايد بر روی درب‌های دريچه‌های مخصوص افزايش اسيد، دارای منافذ ريزی باشد تا گازهای اضافی داخل باتری بتواند از آن خارج شود.
اين نوع باتری‌ها تا قبل از مصرف بدون اسيد و خشک هستند و هنگام مصرف بايد تا حد نشان داده شده بر روی بدنه با اسيد سولفوريک 37% (GR/CM3 28/1) پر شوند. بعد از ريختن الكتروليت باتری بايد حدود یک ساعت به باتری فرصت داده شود تا الكتروليت بتواند به درون مواد فعال آندی، كاتد و درون جداكننده‌های آن (Seprator) نفوذ كند بعد از اين مدت می‌توان باتری را بر روی خودرو نصب كرد.

نوع دوم باتری‌های خودرو، باتری‌های آب بندی شده هستند كه به آن‌ها Free MF Sealed Maintenance می‌گویند و گاهی به غلط به آن‌ها باتری خشک نیز گفته می‌شود. در اصل اين باتری‌ها خشک نيستند و فقط بدنه و درب آنها آب بندی شده و اسيد مورد نياز توسط سازنده در طی توليد اضافه می‌شود و مصرف كننده لازم نيست به آن‌ها اسيد اضافه كند. در اين باتری‌ها، در طول مصرف نيز،‌ نيازی به مراقبت و اضافه كردن اسيد وجود ندارد. در انتخاب باتری‌های منفذدار بايد توجه بيشتری شود، چون پديده ريزش و نشت الكتروايت اسيدی در آنها بيشتر مشاهده می‌شود .
اين باتری‌ها نبايد هنگامی كه با زاويه 55 درجه نسبت به حالت قائم با سرعت كج می‌شود، دچار ريزش و نشت الكتروليت شوند. اين كار را می‌توان به سادگی بعد از اضافه كردن اسيد به اين نوع از باتری‌ها انجام داد و بعد از اطمينان از عدم نشت، می‌توان آن‌ها را بر روی خودرو نصب كرد.

4 – ابعاد بيرونی باتری
هنگام ساخت با توجه به ظرفيت برق خودرو، يک جای مشخصی برای باتری در نظر گرفته می‌شود. بنابراين ابعاد بيرونی باتری نيز بايد متناسب با جای در نظر گرفته در خودرو باشد. اين مسأله در خودروهای مدل بالا اهميت بيشتری دارد چون نشيمنگاه باتری محدود بوده و فضای اضافی در آن‌ها وجود ندارد و باتری نمی‌تواند ابعاد بزرگتری داشته باشد.

5 – ترمينال‌های باتری
هر باتری خودرو دارای دو ترمينال خروجی + و – است كه از طريق آن‌ها باتری به سيستم برق خودرو متصل می‌شود. در نگاه اول اين ترمينال‌ها كه از جنس آلياژ سرب می‌باشد که بايد شكل مناسب داشته و سطح آنها كاملا صاف و هموار بوده و هيچگونه منفذ و ناصافی نداشته باشد.
در هنگام خريد باتری‌هايی از نوع آب بندی شده (Sealed) علاوه بر مطلب فوق، بايد به رنگ اين ترمينال‌ها نيز توجه شود. در اين نوع باتری‌ها به دليل حضور الكتروليت اسيد سولفوريک در مدت انبار سازی، اگر فرمولاسيون آلياژ اين ترمينال‌ها و نحوه جادهی آن‌ها در روی درب باتری صحيح نباشد، سولفات سرب سفيد رنگی بر روی آن‌ها ظاهر خواهد شد كه به اصطلاح ترمينال‌ها سولفاته می‌شوند. استفاده از اين باتری‌ها يا ترمينال‌های سولفاته شده، باعث خوردگی شديد در سيم‌های اتصال (سر باتری) خودرو می‌شود كه اين خوردگی از طريق نشت بسيار آرام و نامحسوس الكتروليت از طريق سيم‌ها ممكن است از سر باتری نيز فراتر رود. علاوه بر خوردگی باتری‌هایی كه دچار مشكل سولفاته شدن ترمينال‌ها هستند، معمولا در طول مصرف دچار سولفاته شدن شبكه‌های درونی باتری نيز می‌شوند كه اين پديده‌ها باعث كاهش طول عمر و كارايی باتری می‌شود. مسأله سولفاته شدن ترمينال‌ها در باتری‌های منفذدار معمولی در هنگام خريد مشاهده نمی‌شود، چون اين باتری‌ها در طول مدت انبارسازی فاقد الكتروليت هستند در غياب الكتروليت سولفات شدن اتفاق نمی‌افتد و پديده سولفاته شدن اين باتری‌ها فقط در طول مصرف می‌تواند مشاهده شود.

6- بدنه باتری
علاوه بر ابعاد مناسب، بدنه باتری بايد دارای شكل مناسب و جايگاه‌های مناسب برای نصب روی خودرو باشد.