چكيده :

باتری يك عنصر ضروري و لاينفك در هر نوع خودرو با هر نوع سوخت مي باشد ، ‌هر باتری با توجه به مشخصات فني آن از جمله ولتاژ اسمي ، ظرفيت ، توان و شدت جريان استارت سرد ، مي تواند فقط براي يك نوع خودروی خاص مناسب باشد ، هر سازنده خودرو بايد با توجه به توان استارت و مقدار برق مصرفي خودرو يك باتری مناسب را انتخاب كند ، مصرف كنندگان خودروها نيز بايد اطلاعات اوليه در مورد سيستم برق خودرو و مشخصات اصلي باتري مناسب خودروی خود را داشته باشند .

باتری يك عنصر لاينفك خودرو

مقدمه :

باتری عنصري است كه براي شروع حركت در هر نوع خودرويي ايفاي نقش مي كند . مناسب بودن ظرفيت و توان باتري با سيستم برقي خودرو ، ‌باعث راه اندازي مطلوب خودرو خواهد شد . هنگامي كه ظرفيت باتري پايين باشد ، براي راه اندازي خودرو ، طول زماني استارت افزايش مي يابد و گاهي اين استارت هاي طولاني بايد چندين بار و متوالي انجام شود تا موتور خودرو شروع به كار كند ، استارت طولاني مدت و متوالي باعث گرم شدن بيش از حد استارت شده و احتمال دارد كه منجر به خرابي استارت شود و اگر ظرفيت باتري بيشتر از حد لازم براي خودرو باشد ، عمر سيستم استارت خودرو كاهش مي يابد . اگر مقاومت دروني باتري در حد معقول باشد با افزايش ظرفيت ، شدت جريان توليد شده در هنگام استارت افزايش مي يابد . بنابراين زماني كه ظرفيت باتري خودرو بيش از توان سيستم برقي خودرو باشد ، در هنگام استارت شدت جريان عبوري از سيستم برق استارت زياد بوده و باعث افزايش شديد دما مي شود . اگر تعداد استارت ها با اين باتري افزايش يابد . استارت ماشين كاركرد خود را از دست خواهد داد . به عنوان مثال براي يك خودروي پيكان ، ظرفيت باتري بايد A.h 45 تا A.h 60 و براي خودروي پرايد و پژو نيز حداكثر A.h 60 باشد . برخي از مصرف كنندگان خودرو تصور مي كنند اگر يك باتري با ظرفيت بالا در خودرو نصب كنند ، وضعيت استارت خودرو بهتر خواهد شد . اين تصور از اينجا ناشي مي شود كه مدت زماني استارت ماشين در اين حالت كاهش مي يابد و موتور خودرو سريع شروع به كار خواهد كرد . ولي اين نوع استارتها باعث كاهش عمر سيستم استارت مي شود و همين طور به دليل شدت جريان بالاي باتري ، عمر چراغ هايي كه از باتري تغذيه مي شوند ،‌ كاهش مي يابد .

در انتخاب باتري مناسب براي خودرو بايد به موارد ذيل توجه شود :

 سيستم هاي برق خودروهاي معمولي داراي ولتاژ اسمي خامي هستند كه معمولا ضريب ثابتي از 12 ولت مي باشند و به همين دليل تقريبا تمام باتريهاي خودرويي موجود در بازار داراي همين ولتاژ نامي هستند . اغلب خودروهاي سواري داراي ولتاژ نامي 12 ولت مي باشند . خودروهاي باري و سنگين داراي ولتاژهاي نامي بالاتر از 12 ولت مي باشند ولي ولتاژ آنها به گونه اي است كه مضرب صحيحي از 12 مي باشند به عنوان مثال ولتاژ اسمي مورد نياز آنها 24 ( دو برابر 12 ) ، 36 ( سه بربر 12 ) و ... مي باشد .در اين گونه خودرو به جاي يك باتري اغلب از 2 يا 3 باتري 12 ولت براي تامين ولتاژ مورد نياز استفاده مي كنند . به همين دليل در بازار معمول فعلي فقط باتري 12 ولت خودرويي يافت مي شود .

در اصل اين باتري ها خشك نيستند و فقط بدنه و درب آنها آب بندي شده و اسيد مورد نياز توسط سازنده در طي توليد اضافه مي شودو مصرف كننده لازم نيست به آنها اسيد اضافه كند . در اين باتريها ، در طول مصرف نيز ،‌ نيازي به مراقبت و اضافه كردن اسيد وجود ندارد . در انتخاب باتري هاي منفذدار بايد توجه بيشتري شود ، چون پديده ريزش و نشت الكتروايت اسيدي در آنها بيشتر مشاهده مي شود . اين باتريها نبايد هنگامي كه با زاويه 55 درجه نسبت به حالت قائم با سرعت كج مي شود ، دچار ريزش و نشت الكتروليت شوند . اين كار را مي توان به سادگي بعد از اضافه كردن اسيد به اين نوع از باتريها انجام داد و بعد از اطمينان از عدم نشت ، مي توان آن ها را بر روي خودرو نصب كرد .

ابعاد بيروني باتري

 هنگام ساخت با توجه به ظرفيت برق خودرو ، يك جاي مشخصي براي باتري در نظر گرفته مي شود . بنابراين ابعاد بيروني باتري نيز بايد متناسب با جاي در نظر گرفته در خودرو باشد . اين مساله در خودروهاي مدل بالا حائز اهميت بيشتري است چون نشيمنگاه باتري محدود بوده و فضاي اضافي در آنها وجود ندارد و باتري نمي تواند ابعاد بزرگتري داشته باشد .

ترمينالهاي باتري

هر باتري خودرو داراي دو ترمينال خروجي + و – است كه از طريق آنها باتري به سيستم برق خودرو متصل مي شود . در نگاه اول اين ترمينالها كه از جنس آلياژ سرب مي باشد بايد شكل مناسب داشته و سطح آنها كاملا صاف و هموار بوده و هيچگونه منفذ و ناصافي نداشته باشد . در طراحي هاي جديد خودروها كه بحث آن از اوايل قرن 21 ميلادي آغاز شده و تحقيقات فراواني نيز در اين زمينه صورت گرفته است مربوط به استفاده از باتريهاي 36 ولت هيبريد و 42 ولت هيبريد و تغيير در سيستم برق خودروها مي باشد . مقالات تحقيقي چاپ شده در زمينه باتري هاي اين خودروها نشان مي دهد كه اين سيستم برق خودرو كارايي بسيار بهتري از سيستم هاي معمولي دارد . در اين باتريهاي هيبريدي ، سيستم باتري شامل يك باتري معمولي با ولتاژ 36 يا 42 ولت و يك ابر خازني اشت كه مجموعه اين دو به عنوان باتري خودرو استفاده مي شود ، حضور يك ابر خازن كارآيي و عمر باتري را افزايش داده و توانايي توليد جريان در اين سيستم افزايش مي يابد .

ظرفيت اسمي باتري

ظرفيت باتري يك پارامتر يسيار مهم و اساسي در انتخاب باتري مي باشد . اولين قدم در انتخاب باتري ، آشنايي با اطلاعات اوليه سيستم برق خودرو است كه اغلب توسط شركتهاي خودروساز به صورت يك كتابچه به همراه خودرو ارائه مي كنند . در اطلاعات فني سيستم برق خودرو ، اطلاعاتي در مورد ظرفيت باتري مورد نياز ارائه مي شود . در انتخاب باتري بايد ظرفيت باتري در حد مطلوب باشد .هميشه يك استارت خوب استارتي است كه توسط يك باتري با عملكرد و ظرفيت مناسب در يك بازه زماني كمتر از 2 ثانيه اجرا مي شود .

شدت جريان استارت سرد

اين پارامتر يك ويژگي فني باتري است كه يك معيار بسيار خوب براي انتخاب باتري به ويژه براي فصول سرد سال است .

هر چه مقدار در يك ظرفيت اسمي خاص بالاتر باشد ، توانايي باتري براي استارت در دماهاي پايين بيشتر خواهد بود .يكي از مشكلات اغلب باتري ها ، ضعف آن ها در آب و هواي سرد است . اين مشكل را هر مصرف كننده خودرو در يك صبح سرد زمستان به خوبي احساس مي كند . باتري در آب و هواي گرم ضعف خود را نشان نمي دهد ولي با كاهش دماي محيط ، عدم توانايي باتري آشكار مي شود .

در دستورالعمل استاندارد ملي ايران شماره 71 براي باتريهاي سرب – اسيد خودرو ، اين پارامتر به صورت زير تعريف شده است . حداكثر جرياني كه يك باتري 12 ولتي مي تواند در دماي 18- درجه سانتيگراد در مدت 10 ثانيه توليد كند با اين شرايط كه ولتاژ آن در طي اين مدت از 5/7 ولت كمتر نشود . مقدار شدت جريان استارت سرد هر باتري به دو عامل ظرفيت اسمي و مقاومت دروني باتري بستگي دارد . هر چه ظرفيت باتري بالاتر باشد .مقدار شدت جريان استارت سرد آن نيز افزايش مي يابد . هرچه مقاومت دروني باتري بالاتر باشد مقدار كاهش مي يابد . زياد بودن مقاومت دروني باتري يك عيب اساسي باتري است كه به فرآيند توليد و ساخت باتري ارتباط دارد .

هر باتري بايد حداقل جرياني معادل سه برابر ظرفيت اسمي خود بتواند در دماي18- درجه سانتيگراد توليد كند . به عنوان مثال يك باتري A.h 60 بايد حداقل شدت جريان استارت سرد A180 را تامين كند .

آب بندي باتري ها

 باتريهاي خودرو از لحاظ آب بندي داراي دو نوع كلي هستند . نوع معمولي باتري ها كه به باتري هاي منفذ دار معروف هستند داراي دريچه هايي بر روي درب باتري جهت افزايش الكتروليت وگاهي يك منفذ كناري براي خروج اسيد اضافي مي باشند . اگر باتري منفذ دار داراي دريچه كناري نباشد بايد بر روي درب هاي دريچه هاي مخصوص افزايش اسيد ، داراي منافذ ريزي باشد تا گازهاي اضافي داخل باتري بتواند از آن خارج شود .

اين نوع باتري ها تا قبل از مصرف بدون اسيد و خشك هستند و هنگام مصرف بايد تا حد نشان داده شده بر روي بدنه با اسيد سولفوريك 37% ( GR/CM3 28/1 ) پر شوند . بعد از ريختن الكتروليت باتري بايد حدود يك ساعت به باتري فرصت داده شود تا الكتروليت بتواند به درون مواد فعال آندي ، كاتد و درون جداكننده هاي آن (Seprator) نفوذ كند بعد از اين مدت مي توان باتري را بر روي خودرو نصب كرد .

نوع دوم باتريهاي خودرو ، باتري هاي آب بندي شده هستند كه به آنها ( Free MF Sealed Maintenance ) و گاهي به غلط به آنها باتري خشك در هنگام خريد باتري هايي از نوع آب بندي شده ( Sealed ) علاوه بر مطلب فوق ، بايد به رنگ اين ترمينالها نيز توجه شود . در اين نوع باتري ها به دليل حضور الكتروليت اسيد سولفوريك در مدت انبار سازي ، اگر فرمولاسيون آلياژ اين ترمينالها و نحوه جادهي آنها در روي درب باتري صحيح نباشد ، سولفات سرب سفيد رنگي در روي آنها ظاهر خواهد شد كه به اصطلاح ترمينالها سولفاته مي شوند . استفاده از اين باتري ها يا ترمينال هاي سولفاته شده ، باعث خوردگي شديد در سيم هاي اتصال ( سرباتري ) خودرو مي شود كه اين خوردگي از طريق نشت بسيار آرام و نامحسوس الكتروليت از طريق سيم ها ممكن است از سر باتري نيز فراتر رود . علاوه بر خوردگي باتريهايي كه دچار مشكل سولفاته شدن ترمينالها هستند ، معمولا در طول مصرف دچار سولفاته شدن شبكه هاي دروني باتري نيز مي شوند كه اين پديده ها باعث كاهش طول عمر و كارايي باتري مي شود . مساله سولفاته شدن ترمينالها در باتريهاي منفذ دار معمولي در هنگام خريد مشاهده نمي شود ، چون اين باتريها در طول مدت انبارسازي فاقد الكتروليت هستند در غياب الكتروليت سولفات شدن اتفاق نمي افتد و پديده سولفاته شدن اين باتري ها فقط در طول مصرف مي تواند مشاهده شود .

  بدنه باتري

علاوه بر ابعاد مناسب ، بدنه باتري بايد داراي شكل مناسب و جايگاه هاي مناسب براي نصب روي خودرو باشد.