باتری خودرو گونهای از باتریهای قابل شارژ هستند که بیشتر از گونه اسید-سرب میباشند و جهت استارت زدن، روشنایی و تأمین برق دیگر لوازم الکتریکی خودروها از آن استفاده میشود. البته امروزه به دلیل مشکلات باتریهای نوعِ تَر از جمله خطرات ناشی از اسید باتری، استفاده از نوع خشک این نوع باتریها در حال گسترش است. باتریهای خودروهای سواری و وانت بارها معمولاً از نوع ۱۲ ولتی و خودروهای سنگین و دیزلی از نوع ۲۴ ولتی هستند.
انواع باتری خودرو
پیش از آشنایی با انواع باتری خودرو، باید به صورت کلی نگاهی به انواع باتری بیندازیم. آشنایی با این موارد باعث میشود تا درک درستی از انواع باتری خودرو داشته باشیم. به صورت کلی دو نوع باتری یا پیل وجود دارد که شامل باتری یا پیل اولیه و باتری یا پیل ثانویه میشود و هر کدام از این دو کاربردها و ساختار متفاوتی دارند.
پیل یا باتری اولیه
پیل الکتریکی ناشی از مجاورت دو فلز غیرهمجنس است که باعث از بین رفتن دو فلز شده و جریان بسیار ضعیفی تولید میکند. از این نوع باتری در فلاش دوربین عکاسی و رادیو استفاده میشود.
پیل یا باتری ثانویه
اگر دو فلز غیرهمجنس درون الکترولیت بازی یا اسیدی قرار بگیرند، باتری ثانویه تشکیل میشود. نمونهی بارز این نوع پیل ثانویه، باتری سربی-اسیدی موجود در خودروها است. اگر از این نوع باتری استفاده شده و برق آن مصرف شود، باتری تخلیه یا دشارژ میشود. در این صورت به وسیلهی وارد کردن جریان برق به باتری توسط دینام یا آلترناتور یا دستگاه شارژ، میتوان دوباره آن را پر یا شارژ کرد.
انواع دستهبندی باتریهای ثانویه
باتری ثانویه به روشهای گوناگونی دستهبندی میشود که مهمترین آنها در این مقاله ارائه شدهاند.
دستهبندی باتریها از نظر جنس مواد تشکیلدهنده
تقسیمبندی باتریها از نظر جنس مواد تشکیلدهنده، مهمترین روش به شمار میرود. در واقع با دانستن نوع مواد تشکیلدهنده یک باتری میتوان به خصوصیات کلی آن پی برد. معروفترین باتریها از این نظر، شامل باتری سربی-اسیدی، باتری نیکل کادمیوم (آلکالاین)، باتری سدیم-گوگرد و باتری نیکل-آهن میشود.
دستهبندی باتریها از نظر حالت الکترولیت
باتریهایی که الکترولیت آنها جامد است (الکترولیت مانند ژل است)، باتریهای خشک و باتریهایی که الکترولیت آنها مایع است، باتریهای تر نامیده میشوند. در گروه خاصی از باتریها، الکترولیت به صورت گاز به داخل باتری وارد شده و پس از انجام واکنش شیمیایی مربوطه از باتری خارج میشود. به این نوع باتریها، پیل سوختی (Fuel Cell) میگویند که معروفترین آنها پیل سوختی هیدروژن است. پیل سوختی هیدروژنی، هیدروژن را از منبع و اکسیژن را از هوای اطراف که به نحوی وارد باتری میشود، دریافت میکند.
به جز این دو روش دستهبندی، روشهای دیگری نیز وجود دارد که شامل ولتاژ تولیدی، قابلیت شارژ مجدد، قابلیت تغییرپذیری و سایز میشود و کمتر مورد توجه هستند. باتری خودروها معمولا از نوع سربی-اسیدی است و از نظر حالت الکترولیت نوع تر و خشک آن وجود دارد. ولتاژ این باتریها ۱۲ ولت است و قابلیت شارژ مجدد دارند و در سایزهای مختلف تولید میشوند.
دستهبندی باتریهای سربی-اسیدی
باتریهای سربی-اسیدی به دو روش دستهبندی میشوند؛ یکی از نظر کاربرد باتری و دیگری از نظر موارد افزودهشده به باتریها.
میتوان باتریهای سربی-اسیدی را از نظر کاربرد به دو گروه تقسیم کرد:
- باتری خودروها (ُStarting, Lighting, Ignition) یا SLI
- باتریهای با سیکل کاری بالا (Deep Cycle Battery)
باتری خودروها معمولا SLI نیز خوانده میشوند. همانطور که از نام این باتریها بر میآید، وظیفهی اصلی آنها استارت زدن، روشنایی و روشن نگه داشتن پیشرانه است. باتریهای SLI میتوانند آمپر زیادی در مدت زمان کوتاه در اختیار استارتر خودرو قرار دهند. تعداد صفحات مثبت و منفی در این نوع باتریها زیاد، اما ضخامت آنها کم است. طول عمر این نوع باتریها در بهترین حالت به ۳۰ تا ۱۵۰ سیکل کاری میرسد.
باتریهای با سیکل کاری بالا دارای طول عمر بسیار طولانی نسبت به باتریهای SLI هستند و عمر آنها معمولا بین ۲۰۰ تا ۸۰۰ سیکل کاری است. در این نوع باتریها، صفحات ضخیمتر بود و معمولا برای سیستمهای پشتیبانی و برخی کشتیها مورد استفاده قرار میگیرند.
گاهی در دستهبندیهای بالا، نوع دیگری از باتریها را با نام باتریهای دریایی قرار میدهند که در حقیقت حالتی بین باتریهای SLI و Deep Cycle هستند.
دستهبندی باتریهای سربی-اسیدی از نظر مواد افزودهشده
از نظر مواد افزودهشده باتریهای سربی-اسیدی به دو دستهی بزرگ تقسیم میشوند:
- باتریهای VLA یا سوپاپدار
- باتریهای VRLA یا دارای سوپاپ تنظیمشونده
در ادامه به بررسی باتریهای سربی - اسیدی میپردازیم.
باتریهای VLA
این باتریها که به باتریهای تر (Wet Battery) نیز معروف هستند، قسمت عمدهای از باتریهای خودروها را تشکیل میدهند. در حقیقت میتوان گفت که بیش از ۹۵ درصد خودروها دارای باتری VLA یا سوپاپدار هستند. همانطور که از نام این باتریها مشخص است، از الکترولیت مایع استفاده میکنند. اصطلاح VLA به این مفهوم است که خانههای باتری به وسیلهی مجرایی به هوای آزاد راه پیدا میکنند، تا بخارهای تولیدی در زمان شارژ یا دشارژ از آنجا تخلیه شوند. این مجرا میتواند روی درپوش خانهی باتری یا در کنار جعبهی باتری قرار داده شود.
باتریهای این گروه نیز خود به سه دسته تقسیمبندی میشوند که عبارتاند از :
- باتریهای استاندارد (آنتیموان-آنتیموان)
- باتریهای با نگهداری کم (Low Maintenance Batteris) یا (آنتیموان-کلسیم)
- باتریهای بدون نگهداری (Maintenance Free Batteries) یا MF یا (کلسیم-کلسیم)
- باتریهای استاندارد
باتریهای استاندارد (اسید آنتیموان/آنتیموان) در حدود ۱۰۰ سال است که روی خودروها استفاده میشوند و هنوز هم با توجه به کم بودن قیمت تمام شدهی این نوع باتریها، جزو باتریهای متداول هستند. سادهترین راه برای تشخیص این نوع باتریها، وجود یک درپوش برای هر خانهی باتری است که روی هر درپوش، سوراخی وجود دارد. برای تولید صفحات این باتری، آلیاژ سرب-آنتیموان را به مواد اصلی صفحات مثبت و منفی اضافه میکنند. با این کار میتوان میزان آمپراژ باتری تحت شرایط سرد (CCA) را افزایش داد؛ البته میزان تبخیر آب باتری (الکترولیت) در این نوع بسیار زیاد است. به همین دلیل، این باتریها بیشتر از سایر انواع، نیاز به بازدید سطح الکترولیت دارند. از جمله سایر ویژگیهای این باتریها میتوان به دشارژ خودبخودی بالا، مقاومت کم در برابر افزایش دما، نیاز به نگهداری دقیق و مرتب مخصوصا برای سطح الکترولیت و امکان بازدید و افزایش الکترولیت درون باتری اشاره کرد. با توجه به خصوصیات و معایب یادشده، این باتریها به تدریج از خودروها حذف شده و باتریهای با نگهداری کم و بدون نگهداری جایگزین آنها شدهاند؛ اگرچه هنوز هم در برخی پیشرانههای خاص مانند پیشرانههای زمینی، این باتریها هنوز رایج هستند.
- باتریهای با نگهداری کم
باتریهای با نگهداری کم (آنتیموان/کلسیم) تقریبا شبیه باتریهای استاندارد هستند؛ با این تفاوت که درپوش خانههای باتری سوراخ ندارند، بلکه زیر درپوش اصلی، مجرایی برای این کار تعبیه شده که در طرفین باتری به هوای آزاد راه دارد. همانطور که از نام این باتریها بر میآید، در هنگام تولید صفحات باتری، آلیاژی از سرب-آنتیموان و کلسیم به صفحات اضافه میشود. کلسیم، مقاومت باتری را در برابر دما افزایش میدهد. در نتیجه میزان تبخیر در این نوع باتریها به مقدار درخور ملاحظهای کمتر از باتریهای استاندارد است. برخی از کارخانهها هنگام تولید، عبارت شمال یا جنوب را روی این نوع باتریها درج میکنند که در حقیقت برای دو نوع آب و هوای متفاوت طراحی شدهاند. نوع شمال دارای CCA بیشتری بوده و برای هوای سرد تولید میشود و نوع جنوب دارای ظرفیت ذخیره باتری (RC) بیشتر بوده و مخصوص آبوهوای گرم هستند. غیراز مقاومت در برابر دما، تقریبا سایر خصوصیات این باتریها مشابه نوع استاندارد هستند، ولی قیمت بالاتری نسبت به نوع استاندارد دارند.
- باتریهای بدون نیاز به نگهداری
در این نوع باتریها، هنگام تولید صفحات مثبت و منفی، آلیاژ سرب-کلسیم و کلسیم به صفحات اضافه میکنند. از نظر ظاهری، این نوع باتریها درپوش نداشته و در واقع باتریهای کلسیمی احتیاج به افزودن الکترولیت ندارند. البته عدم وجود درپوش به معنی راه نداشتن به هوای آزاد نیست؛ در حقیقت این باتریها هم چون از نوع VLA هستند، به هوای آزاد از کناره جعبه باتری راه دارند. معمولا یک یا چند نشاندهنده میزان شارژ باتری روی آنها تعبیه میشود. از جمله خصوصیات باتریهای کلسیم-کلسیم میتوان به مقاومت بالاتر در برابر افزایش دما و تبخیر کمتر، عدم نیاز به افزودن مجدد الکترولیت، طول عمر بیشتر (حدود ۳ تا ۵ سال) و میزان تخلیه خودبخودی کمتر (حدود ۴۰۰ درصد) در مقایسه با باتریهای استاندارد اشاره کرد. مجرای کناری تعبیه شده در جعبه این نوع باتریها نباید مسدود شود، زیرا باعث افزایش فشار داخلی باتری شده و منجر به ترکیدن باتری میشود.
باتریهای VRLA یا دارای سوپاپ فشاری تنظیمشونده
باتریهای VRLA بهطور مستقیم با هوای آزاد در ارتباط نیستند یا در صورت ارتباط، دارای سوپاپ فشاری تنظیمشونده هستند که اگر به دلیلی فشار داخلی باتری بیش از حد استاندارد شود، با باز شدن سوپاپ، فشار داخلی کاهش مییابد. حد باز شدن سوپاپ فشاری معمولا حدود ۳ اتمسفر است.
این باتریها معمولا به عنوان باتریهای خشک (Dry Battrey) نیز معروف هستند و خود در دو دسته تقسیمبندی میشوند:
- باتریهای شبکهای (Absorbed Glass Mat) یا AGM
- باتریهای ژلی یا Gell Cell
باتریهای AGM
صفحات باتریهای شبکهای میتوانند از نوع کلسیم-کلسیم یا آنتیموان-کلسیم باشند. الکترولیت این نوع باتریها معمولا به صورت خمیری بوده و به همین دلیل به آنها باتری خشک نیز گفته میشود. الکترولیت در داخل شبکهای حصیریشکل از جنس فایبرگلاس (برن-سیلیکات) قرار میگیرد و این صفحه بین صفحات مثبت و منفی واقع میشود. از جمله خصوصیات اصلی این نوع باتریها میتوان به عدم نیاز به افزودن آب، نیاز به سرویس و نگهداری کمتر، کاهش احتمال آتشسوزی و افزایش ایمنی، میزان پایین تخلیه خودبخودی، مقاومت بیشتر در برابر ارتعاش و دما و امکان شارژ سریع نسبت به باتریهای بدون نگهداری در شرایط برابر اشاره کرد.
باتریهای Spiral Wound به دلیل مقاومت بالا، برای استفاده در خودرو مناسب هستند.
نوع خاصی از باتریهای شبکهای وجود دارد که به آن Spiral Wound گفته میشود. در این نوع باتریها، صفحات مثبت و منفی و الکترولیت در کنار هم پیچیده میشوند و دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر ارتعاشات هستند. با توجه به میزان بالای مقاومت آنها، استفاده در خودرو مناسب خواهد بود.
حجم این باتریها کمتر از نوع AGM معمولی هستند و سرعت شارژ بیشتری دارند و میتوان با ولتاژ بیشتری آنها را شارژ کرد. در این نوع باتریها از فناوری ترکیب مجدد گاز (Gas Recombine Technology) یا به اختصار GRT استفاده میشود. این فناوری باعث میشود تا مقدار خروج گازهای تولیدی به حداقل برسد و بهعلاوه، در صورت نیاز گازهای آزاد شده در فضای خانه باتری دوباره به فرایند برگردانده میشود.
باتریهای ژلی
برای غلیظ شدن الکترولیت این باتریها از مادهای مانند ژل سیلیکا استفاده میشود. با افزودن این ماده به الکترولیت، حالت آن به صورت ژلاتین در میآید. از جمله خصوصیات این نوع باتریها میتوان به سرعت شارژ بالا، مقاومت کمتر در مقابل ولتاژ بیش از حد شارژ، مقاومت دمایی مناسب و CCA کمتر از باتریهای AGM اشاره کرد. از جمله معایب این باتریها میتوان به محدود کاری بین ۲۲ تا ۳۷/۸ درجه سانتیگراد اشاره کرد که در صورت تجاوز از محدودهی یادشده، الکترولیت حالت ژلاتینی خود را از دست داده و در نتیجه باتری خراب میشود.
باتریهای سیلد یا پلمپ شده چیست؟
کسانی که با خودرو سروکار دارند ممکن است بارها نام باتری سیلد (Sealed) را شنیده باشند. اما باتری سیلد چیست؟ برخلاف باتریهای قابل شارژ غیرسیلد، باتریهای قابل شارژ سیلد حاوی مایع الکترولیت نیستند که در صورت شکستن باتری از آن خارج شود. در عوض، باتریهای قابل شارژ سیلد (مهروموم شده) فقط مقدار کافی از مایع را در خود نگه میدارند تا جریان یافتن الکترولیتها امکانپذیر باشد. این نوع باتریها به عنوان باتریهای بدون نیاز به نگهداری (MF) نیز شناخته میشوند.
دو نوع باتری سیلد قابل شارژ وجود دارد: نوعی ژلی و نوع AGM. باتریهای ژلی حاوی مادهای شبیه بتونه هستند، درحالیکه باتریهای AGM حاوی شبکههای فایبر گلاس مخصوص اشباع با اسید هستند. باتریهای AGM عموماً قدرتمندتر و مقرونبهصرفهتر هستند، اما باتریهای ژلی طول عمر بیشتری دارند.
باتری اتمی خودرو
باتری سیلد که در ایران به نام باتری اتمی شهرت دارد، باتری پلمپ شدهای است که به جای داشتن ۶ درپوش جدا از هم، دارای درپوشی یکپارچه بوده و به دلیل جنس خاص صفحات آن، به گونهای طراحی شده که نیاز به نگهداری و افزودن آب مقطر ندارد. ویژگی ظاهری این باتریها، نداشتن پیچ برای افزودن اسید است. این باتریها تا ۷ سال هم کارایی دارند.
باتریهای سیلد و غیرسیلد
امروزه باتریها در دو نوع اصلی وجود دارند: مهروموم نشده (پلمپنشده) یا غیرسیلد و مهروموم شده (پلمپشده) یا سیلد. باتری سیلد میتواند همانند نمونهی غیرسیلد، سرب اسیدی بوده و از همان الکترولیت شامل آب مقطر و اسید استفاده کند یا ممکن است از نوع باتری ژلی باشد که به جای مایع الکترولیت، از ژل در آن استفاده میشود. باتریهای ژلی سیلد نیز نیازی به تخلیه یا وجود درپوش و مجرایی برای تخلیه ندارند.
علت خالی شدن باتری خودرو چیست؟
صرفنظر از تفاوت آنها، هر دو نوع باتری سیلد قابل شارژ دارای مزایای مهمی هستند. مزایای آنها عمدتاً ناشی از این واقعیت است که الکترولیت باتری سیلد قابل شارژ کاملا در جداکننده (عایق بین صفحات) جذب میشود و نیازی به آب ندارد. آنها به نگهداری یا تهویه کمتر نیاز دارند و میتوانند آبوهوای مختلف را بهتر از باتریهای غیرسیلد تحمل کنند.
همچنین باتریهای سیلد قابل شارژ سریعتر از باتریهای غیرسیلد شارژ میشوند. با این حال، باتریهای سیلد قابل شارژ به اندازه باتریهای غیرسیلد دوام ندارند. شارژ بیش از حد یا کم شارژ شدن تصادفی میتواند این تأثیر را بر باتریهای سیلد و غیرسیلد تشدید کند.
باتریهای سیلد قابل شارژ اغلب در سیستمهای برق خارج از شبکه از جمله سیستمهای سازگار با محیط زیست مانند انرژی خورشیدی و باد یافت میشوند. آنها همچنین در سیستمهای تغذیه بدون وقفه (UPS) و همچنین در رباتیک و برخی از خودروهای همهجارو (ATV) و موتورسیکلتها مورد استفاده قرار میگیرند. باتریهای سیلد و غیرسیلد قابل شارژ، عملکردهای مهمی را در جامعه انسانی انجام میدهند. آنها انرژی مورد نیاز وسایل نقلیه، منابع اضطراری برق و حتی شبکههای برق را تأمین میکنند.
دلایل خرابی باتری خودرو چیست؟
تاکنون برای شما پیش آمده که حین رانندگی ناگهان خودروی شما خاموش شود و هرچه استارت میزنید، خودرو روشن نشود؟ به نشانگر سوخت خودرو نگاه میکنید که نشان از کافی بودن بنزین در باک خودرو دارد. با این وجود هر چه کلید خودرو را در سوییچ میچرخانید، هیچ صدایی مبنی بر احتراق در موتور خودرو شنیده نمیشود. در این حالت اولین فکری که به ذهن هر متخصص خودرویی خطور میکند، خرابی باتری است.[۲] این اشکال به سامانه مولد و آلترناتور ( که به اشتباه دینام گفته میشود) بر میگردد. باتری، یکی از قطعاتی است که توجه زیادی را از سوی راننده میطلبد؛ زیرا سلامت قطعات برقی خودرو در گرو این قطعه است، قطعهای که وظیفه تامین برق خودرو را بر عهده دارد، بنابراین نگهداری از آن میتواند بر عمر این قطعه بیفزاید و شما را از دردسر در راه ماندن حفظ کند.بنا به گفته کارشناسان، باتری یکی از قطعاتی است که در آن بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی، انرژی الکتریکی ذخیره میشود تا در صورت نیاز قابل استفاده باشد. بنابراین یکی از علائم خرابی باتری این است که هنگام استارت زدن، باتری نتواند استارت را به حرکت در آورد. علامت دیگر کم شدن پیدرپی آب خانههای باتری است.
نشانه سوم هم شیرین شدن آب باتری است که در صورت کنترل این سه موضوع میتوانید از عمر باتری خود آگاه شوید. کارشناسان یک راه نیز برای آزمایش باتری پیشنهاد میکنند، اینکه درب خانههای باتری را باز کنید و بهوسیله سیم نسبتا ضخیم دو قطب باتری را به هم وصل کنید، اگر آب داخل هر یک از خانههای باتری جوشید و غلیان کرد آن خانه باتری خراب است و باید صفحات داخل آن خانه عوض شود و چون این کار (تعویض صفحات) بهطور اصولی انجام نمیشود، بهتر است باتری خودرو عوض شود.
موضوع مهم دیگر تشخیص نوع باتری خودرو است. آنگونه که کارشناسان میگویند، دو نوع باتری برای خودروها وجود دارد، باتریهای «تر» یا باتریهای اسیدی که در دسته باتریهای قدیمی قرار میگیرند و باتریهای اتمی یا باتریهای پیلخشک که امروزه بیشتر استفاده میشوند. از راههای تشخیص خرابی در باتری اتمی را چراغ هشداری است که در صفحه پشت فرمان تعبیه شده است. درصورتیکه رنگ سبز این چراغ خاموش شده باشد، یعنی عمر باتری شما رو به اتمام است. باتریهای اسیدی نیز که درونش صفحههای سربی وجود دارد چون به مرور زمان دچار خوردگی میشوند؛ بنابراین باتری متورم و دچار زنگزدگی میشود و این موضوع نشاندهنده خراب شدن باتری خودرو است.
اما برای تشخیص سلامت باتری خودرو در نوع تر آن، میتوانید سطح الکترولیت یا آب باتری را کنترل کنید. میزان آب باتری موجود در محفظه باتری باید 10 تا 15 میلیمتر بالاتر از صفحات سربی آن باشد، در غیر این صورت نیاز به رسیدگی دارد. نکته مهم دیگر اینکه همیشه به چکههای زیر خودرو توجه کنید، زیرا ممکن است این چکهها مربوط به باتری خودروی شما باشد که در این صورت نشان از نشتی باتری خودرو دارد. این قطرههای اسیدی میتواند قطعات خودرو را دچار خوردگی و به آنها آسیبهای فراوانی وارد کند. نکته مهم دیگر در باتریهای «تر»،این است که اگر باتری به آب احتیاج دارد حتما به آنقداری گریس بر روی آن بمالید.
باتری خودرو گونهای از باتریهای قابل شارژ هستند که بیشتر از گونه اسید-سرب میباشند و جهت استارت زدن، روشنایی و تأمین برق دیگر لوازم الکتریکی خودروها از آن استفاده میشود. البته امروزه به دلیل مشکلات باتریهای نوعِ تَر از جمله خطرات ناشی از اسید باتری، استفاده از نوع خشک این نوع باتریها در حال گسترش است. باتریهای خودروهای سواری و وانت بارها معمولاً از نوع ۱۲ ولتی و خودروهای سنگین و دیزلی از نوع ۲۴ ولتی هستند.
انواع باتری خودرو
پیش از آشنایی با انواع باتری خودرو، باید به صورت کلی نگاهی به انواع باتری بیندازیم. آشنایی با این موارد باعث میشود تا درک درستی از انواع باتری خودرو داشته باشیم. به صورت کلی دو نوع باتری یا پیل وجود دارد که شامل باتری یا پیل اولیه و باتری یا پیل ثانویه میشود و هر کدام از این دو کاربردها و ساختار متفاوتی دارند.
پیل یا باتری اولیه
پیل الکتریکی ناشی از مجاورت دو فلز غیرهمجنس است که باعث از بین رفتن دو فلز شده و جریان بسیار ضعیفی تولید میکند. از این نوع باتری در فلاش دوربین عکاسی و رادیو استفاده میشود.
پیل یا باتری ثانویه
اگر دو فلز غیرهمجنس درون الکترولیت بازی یا اسیدی قرار بگیرند، باتری ثانویه تشکیل میشود. نمونهی بارز این نوع پیل ثانویه، باتری سربی-اسیدی موجود در خودروها است. اگر از این نوع باتری استفاده شده و برق آن مصرف شود، باتری تخلیه یا دشارژ میشود. در این صورت به وسیلهی وارد کردن جریان برق به باتری توسط دینام یا آلترناتور یا دستگاه شارژ، میتوان دوباره آن را پر یا شارژ کرد.
انواع دستهبندی باتریهای ثانویه
باتری ثانویه به روشهای گوناگونی دستهبندی میشود که مهمترین آنها در این مقاله ارائه شدهاند.
دستهبندی باتریها از نظر جنس مواد تشکیلدهنده
تقسیمبندی باتریها از نظر جنس مواد تشکیلدهنده، مهمترین روش به شمار میرود. در واقع با دانستن نوع مواد تشکیلدهنده یک باتری میتوان به خصوصیات کلی آن پی برد. معروفترین باتریها از این نظر، شامل باتری سربی-اسیدی، باتری نیکل کادمیوم (آلکالاین)، باتری سدیم-گوگرد و باتری نیکل-آهن میشود.
دستهبندی باتریها از نظر حالت الکترولیت
باتریهایی که الکترولیت آنها جامد است (الکترولیت مانند ژل است)، باتریهای خشک و باتریهایی که الکترولیت آنها مایع است، باتریهای تر نامیده میشوند. در گروه خاصی از باتریها، الکترولیت به صورت گاز به داخل باتری وارد شده و پس از انجام واکنش شیمیایی مربوطه از باتری خارج میشود. به این نوع باتریها، پیل سوختی (Fuel Cell) میگویند که معروفترین آنها پیل سوختی هیدروژن است. پیل سوختی هیدروژنی، هیدروژن را از منبع و اکسیژن را از هوای اطراف که به نحوی وارد باتری میشود، دریافت میکند.
به جز این دو روش دستهبندی، روشهای دیگری نیز وجود دارد که شامل ولتاژ تولیدی، قابلیت شارژ مجدد، قابلیت تغییرپذیری و سایز میشود و کمتر مورد توجه هستند. باتری خودروها معمولا از نوع سربی-اسیدی است و از نظر حالت الکترولیت نوع تر و خشک آن وجود دارد. ولتاژ این باتریها ۱۲ ولت است و قابلیت شارژ مجدد دارند و در سایزهای مختلف تولید میشوند.
دستهبندی باتریهای سربی-اسیدی
باتریهای سربی-اسیدی به دو روش دستهبندی میشوند؛ یکی از نظر کاربرد باتری و دیگری از نظر موارد افزودهشده به باتریها.
میتوان باتریهای سربی-اسیدی را از نظر کاربرد به دو گروه تقسیم کرد:
- باتری خودروها (ُStarting, Lighting, Ignition) یا SLI
- باتریهای با سیکل کاری بالا (Deep Cycle Battery)
باتری خودروها معمولا SLI نیز خوانده میشوند. همانطور که از نام این باتریها بر میآید، وظیفهی اصلی آنها استارت زدن، روشنایی و روشن نگه داشتن پیشرانه است. باتریهای SLI میتوانند آمپر زیادی در مدت زمان کوتاه در اختیار استارتر خودرو قرار دهند. تعداد صفحات مثبت و منفی در این نوع باتریها زیاد، اما ضخامت آنها کم است. طول عمر این نوع باتریها در بهترین حالت به ۳۰ تا ۱۵۰ سیکل کاری میرسد.
باتریهای با سیکل کاری بالا دارای طول عمر بسیار طولانی نسبت به باتریهای SLI هستند و عمر آنها معمولا بین ۲۰۰ تا ۸۰۰ سیکل کاری است. در این نوع باتریها، صفحات ضخیمتر بود و معمولا برای سیستمهای پشتیبانی و برخی کشتیها مورد استفاده قرار میگیرند.
گاهی در دستهبندیهای بالا، نوع دیگری از باتریها را با نام باتریهای دریایی قرار میدهند که در حقیقت حالتی بین باتریهای SLI و Deep Cycle هستند.
دستهبندی باتریهای سربی-اسیدی از نظر مواد افزودهشده
از نظر مواد افزودهشده باتریهای سربی-اسیدی به دو دستهی بزرگ تقسیم میشوند:
- باتریهای VLA یا سوپاپدار
- باتریهای VRLA یا دارای سوپاپ تنظیمشونده
در ادامه به بررسی باتریهای سربی - اسیدی میپردازیم.
باتریهای VLA
این باتریها که به باتریهای تر (Wet Battery) نیز معروف هستند، قسمت عمدهای از باتریهای خودروها را تشکیل میدهند. در حقیقت میتوان گفت که بیش از ۹۵ درصد خودروها دارای باتری VLA یا سوپاپدار هستند. همانطور که از نام این باتریها مشخص است، از الکترولیت مایع استفاده میکنند. اصطلاح VLA به این مفهوم است که خانههای باتری به وسیلهی مجرایی به هوای آزاد راه پیدا میکنند، تا بخارهای تولیدی در زمان شارژ یا دشارژ از آنجا تخلیه شوند. این مجرا میتواند روی درپوش خانهی باتری یا در کنار جعبهی باتری قرار داده شود.
باتریهای این گروه نیز خود به سه دسته تقسیمبندی میشوند که عبارتاند از :
- باتریهای استاندارد (آنتیموان-آنتیموان)
- باتریهای با نگهداری کم (Low Maintenance Batteris) یا (آنتیموان-کلسیم)
- باتریهای بدون نگهداری (Maintenance Free Batteries) یا MF یا (کلسیم-کلسیم)
- باتریهای استاندارد
باتریهای استاندارد (اسید آنتیموان/آنتیموان) در حدود ۱۰۰ سال است که روی خودروها استفاده میشوند و هنوز هم با توجه به کم بودن قیمت تمام شدهی این نوع باتریها، جزو باتریهای متداول هستند. سادهترین راه برای تشخیص این نوع باتریها، وجود یک درپوش برای هر خانهی باتری است که روی هر درپوش، سوراخی وجود دارد. برای تولید صفحات این باتری، آلیاژ سرب-آنتیموان را به مواد اصلی صفحات مثبت و منفی اضافه میکنند. با این کار میتوان میزان آمپراژ باتری تحت شرایط سرد (CCA) را افزایش داد؛ البته میزان تبخیر آب باتری (الکترولیت) در این نوع بسیار زیاد است. به همین دلیل، این باتریها بیشتر از سایر انواع، نیاز به بازدید سطح الکترولیت دارند. از جمله سایر ویژگیهای این باتریها میتوان به دشارژ خودبخودی بالا، مقاومت کم در برابر افزایش دما، نیاز به نگهداری دقیق و مرتب مخصوصا برای سطح الکترولیت و امکان بازدید و افزایش الکترولیت درون باتری اشاره کرد. با توجه به خصوصیات و معایب یادشده، این باتریها به تدریج از خودروها حذف شده و باتریهای با نگهداری کم و بدون نگهداری جایگزین آنها شدهاند؛ اگرچه هنوز هم در برخی پیشرانههای خاص مانند پیشرانههای زمینی، این باتریها هنوز رایج هستند.
- باتریهای با نگهداری کم
باتریهای با نگهداری کم (آنتیموان/کلسیم) تقریبا شبیه باتریهای استاندارد هستند؛ با این تفاوت که درپوش خانههای باتری سوراخ ندارند، بلکه زیر درپوش اصلی، مجرایی برای این کار تعبیه شده که در طرفین باتری به هوای آزاد راه دارد. همانطور که از نام این باتریها بر میآید، در هنگام تولید صفحات باتری، آلیاژی از سرب-آنتیموان و کلسیم به صفحات اضافه میشود. کلسیم، مقاومت باتری را در برابر دما افزایش میدهد. در نتیجه میزان تبخیر در این نوع باتریها به مقدار درخور ملاحظهای کمتر از باتریهای استاندارد است. برخی از کارخانهها هنگام تولید، عبارت شمال یا جنوب را روی این نوع باتریها درج میکنند که در حقیقت برای دو نوع آب و هوای متفاوت طراحی شدهاند. نوع شمال دارای CCA بیشتری بوده و برای هوای سرد تولید میشود و نوع جنوب دارای ظرفیت ذخیره باتری (RC) بیشتر بوده و مخصوص آبوهوای گرم هستند. غیراز مقاومت در برابر دما، تقریبا سایر خصوصیات این باتریها مشابه نوع استاندارد هستند، ولی قیمت بالاتری نسبت به نوع استاندارد دارند.
- باتریهای بدون نیاز به نگهداری
در این نوع باتریها، هنگام تولید صفحات مثبت و منفی، آلیاژ سرب-کلسیم و کلسیم به صفحات اضافه میکنند. از نظر ظاهری، این نوع باتریها درپوش نداشته و در واقع باتریهای کلسیمی احتیاج به افزودن الکترولیت ندارند. البته عدم وجود درپوش به معنی راه نداشتن به هوای آزاد نیست؛ در حقیقت این باتریها هم چون از نوع VLA هستند، به هوای آزاد از کناره جعبه باتری راه دارند. معمولا یک یا چند نشاندهنده میزان شارژ باتری روی آنها تعبیه میشود. از جمله خصوصیات باتریهای کلسیم-کلسیم میتوان به مقاومت بالاتر در برابر افزایش دما و تبخیر کمتر، عدم نیاز به افزودن مجدد الکترولیت، طول عمر بیشتر (حدود ۳ تا ۵ سال) و میزان تخلیه خودبخودی کمتر (حدود ۴۰۰ درصد) در مقایسه با باتریهای استاندارد اشاره کرد. مجرای کناری تعبیه شده در جعبه این نوع باتریها نباید مسدود شود، زیرا باعث افزایش فشار داخلی باتری شده و منجر به ترکیدن باتری میشود.
باتریهای VRLA یا دارای سوپاپ فشاری تنظیمشونده
باتریهای VRLA بهطور مستقیم با هوای آزاد در ارتباط نیستند یا در صورت ارتباط، دارای سوپاپ فشاری تنظیمشونده هستند که اگر به دلیلی فشار داخلی باتری بیش از حد استاندارد شود، با باز شدن سوپاپ، فشار داخلی کاهش مییابد. حد باز شدن سوپاپ فشاری معمولا حدود ۳ اتمسفر است.
این باتریها معمولا به عنوان باتریهای خشک (Dry Battrey) نیز معروف هستند و خود در دو دسته تقسیمبندی میشوند:
- باتریهای شبکهای (Absorbed Glass Mat) یا AGM
- باتریهای ژلی یا Gell Cell
باتریهای AGM
صفحات باتریهای شبکهای میتوانند از نوع کلسیم-کلسیم یا آنتیموان-کلسیم باشند. الکترولیت این نوع باتریها معمولا به صورت خمیری بوده و به همین دلیل به آنها باتری خشک نیز گفته میشود. الکترولیت در داخل شبکهای حصیریشکل از جنس فایبرگلاس (برن-سیلیکات) قرار میگیرد و این صفحه بین صفحات مثبت و منفی واقع میشود. از جمله خصوصیات اصلی این نوع باتریها میتوان به عدم نیاز به افزودن آب، نیاز به سرویس و نگهداری کمتر، کاهش احتمال آتشسوزی و افزایش ایمنی، میزان پایین تخلیه خودبخودی، مقاومت بیشتر در برابر ارتعاش و دما و امکان شارژ سریع نسبت به باتریهای بدون نگهداری در شرایط برابر اشاره کرد.
باتریهای Spiral Wound به دلیل مقاومت بالا، برای استفاده در خودرو مناسب هستند.
نوع خاصی از باتریهای شبکهای وجود دارد که به آن Spiral Wound گفته میشود. در این نوع باتریها، صفحات مثبت و منفی و الکترولیت در کنار هم پیچیده میشوند و دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر ارتعاشات هستند. با توجه به میزان بالای مقاومت آنها، استفاده در خودرو مناسب خواهد بود.
حجم این باتریها کمتر از نوع AGM معمولی هستند و سرعت شارژ بیشتری دارند و میتوان با ولتاژ بیشتری آنها را شارژ کرد. در این نوع باتریها از فناوری ترکیب مجدد گاز (Gas Recombine Technology) یا به اختصار GRT استفاده میشود. این فناوری باعث میشود تا مقدار خروج گازهای تولیدی به حداقل برسد و بهعلاوه، در صورت نیاز گازهای آزاد شده در فضای خانه باتری دوباره به فرایند برگردانده میشود.
باتریهای ژلی
برای غلیظ شدن الکترولیت این باتریها از مادهای مانند ژل سیلیکا استفاده میشود. با افزودن این ماده به الکترولیت، حالت آن به صورت ژلاتین در میآید. از جمله خصوصیات این نوع باتریها میتوان به سرعت شارژ بالا، مقاومت کمتر در مقابل ولتاژ بیش از حد شارژ، مقاومت دمایی مناسب و CCA کمتر از باتریهای AGM اشاره کرد. از جمله معایب این باتریها میتوان به محدود کاری بین ۲۲ تا ۳۷/۸ درجه سانتیگراد اشاره کرد که در صورت تجاوز از محدودهی یادشده، الکترولیت حالت ژلاتینی خود را از دست داده و در نتیجه باتری خراب میشود.
باتریهای سیلد یا پلمپ شده چیست؟
کسانی که با خودرو سروکار دارند ممکن است بارها نام باتری سیلد (Sealed) را شنیده باشند. اما باتری سیلد چیست؟ برخلاف باتریهای قابل شارژ غیرسیلد، باتریهای قابل شارژ سیلد حاوی مایع الکترولیت نیستند که در صورت شکستن باتری از آن خارج شود. در عوض، باتریهای قابل شارژ سیلد (مهروموم شده) فقط مقدار کافی از مایع را در خود نگه میدارند تا جریان یافتن الکترولیتها امکانپذیر باشد. این نوع باتریها به عنوان باتریهای بدون نیاز به نگهداری (MF) نیز شناخته میشوند.
دو نوع باتری سیلد قابل شارژ وجود دارد: نوعی ژلی و نوع AGM. باتریهای ژلی حاوی مادهای شبیه بتونه هستند، درحالیکه باتریهای AGM حاوی شبکههای فایبر گلاس مخصوص اشباع با اسید هستند. باتریهای AGM عموماً قدرتمندتر و مقرونبهصرفهتر هستند، اما باتریهای ژلی طول عمر بیشتری دارند.
باتری اتمی خودرو
باتری سیلد که در ایران به نام باتری اتمی شهرت دارد، باتری پلمپ شدهای است که به جای داشتن ۶ درپوش جدا از هم، دارای درپوشی یکپارچه بوده و به دلیل جنس خاص صفحات آن، به گونهای طراحی شده که نیاز به نگهداری و افزودن آب مقطر ندارد. ویژگی ظاهری این باتریها، نداشتن پیچ برای افزودن اسید است. این باتریها تا ۷ سال هم کارایی دارند.
باتریهای سیلد و غیرسیلد
امروزه باتریها در دو نوع اصلی وجود دارند: مهروموم نشده (پلمپنشده) یا غیرسیلد و مهروموم شده (پلمپشده) یا سیلد. باتری سیلد میتواند همانند نمونهی غیرسیلد، سرب اسیدی بوده و از همان الکترولیت شامل آب مقطر و اسید استفاده کند یا ممکن است از نوع باتری ژلی باشد که به جای مایع الکترولیت، از ژل در آن استفاده میشود. باتریهای ژلی سیلد نیز نیازی به تخلیه یا وجود درپوش و مجرایی برای تخلیه ندارند.
علت خالی شدن باتری خودرو چیست؟
صرفنظر از تفاوت آنها، هر دو نوع باتری سیلد قابل شارژ دارای مزایای مهمی هستند. مزایای آنها عمدتاً ناشی از این واقعیت است که الکترولیت باتری سیلد قابل شارژ کاملا در جداکننده (عایق بین صفحات) جذب میشود و نیازی به آب ندارد. آنها به نگهداری یا تهویه کمتر نیاز دارند و میتوانند آبوهوای مختلف را بهتر از باتریهای غیرسیلد تحمل کنند.
همچنین باتریهای سیلد قابل شارژ سریعتر از باتریهای غیرسیلد شارژ میشوند. با این حال، باتریهای سیلد قابل شارژ به اندازه باتریهای غیرسیلد دوام ندارند. شارژ بیش از حد یا کم شارژ شدن تصادفی میتواند این تأثیر را بر باتریهای سیلد و غیرسیلد تشدید کند.
باتریهای سیلد قابل شارژ اغلب در سیستمهای برق خارج از شبکه از جمله سیستمهای سازگار با محیط زیست مانند انرژی خورشیدی و باد یافت میشوند. آنها همچنین در سیستمهای تغذیه بدون وقفه (UPS) و همچنین در رباتیک و برخی از خودروهای همهجارو (ATV) و موتورسیکلتها مورد استفاده قرار میگیرند. باتریهای سیلد و غیرسیلد قابل شارژ، عملکردهای مهمی را در جامعه انسانی انجام میدهند. آنها انرژی مورد نیاز وسایل نقلیه، منابع اضطراری برق و حتی شبکههای برق را تأمین میکنند.
دلایل خرابی باتری خودرو چیست؟
تاکنون برای شما پیش آمده که حین رانندگی ناگهان خودروی شما خاموش شود و هرچه استارت میزنید، خودرو روشن نشود؟ به نشانگر سوخت خودرو نگاه میکنید که نشان از کافی بودن بنزین در باک خودرو دارد. با این وجود هر چه کلید خودرو را در سوییچ میچرخانید، هیچ صدایی مبنی بر احتراق در موتور خودرو شنیده نمیشود. در این حالت اولین فکری که به ذهن هر متخصص خودرویی خطور میکند، خرابی باتری است.[۲] این اشکال به سامانه مولد و آلترناتور ( که به اشتباه دینام گفته میشود) بر میگردد. باتری، یکی از قطعاتی است که توجه زیادی را از سوی راننده میطلبد؛ زیرا سلامت قطعات برقی خودرو در گرو این قطعه است، قطعهای که وظیفه تامین برق خودرو را بر عهده دارد، بنابراین نگهداری از آن میتواند بر عمر این قطعه بیفزاید و شما را از دردسر در راه ماندن حفظ کند.بنا به گفته کارشناسان، باتری یکی از قطعاتی است که در آن بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی، انرژی الکتریکی ذخیره میشود تا در صورت نیاز قابل استفاده باشد. بنابراین یکی از علائم خرابی باتری این است که هنگام استارت زدن، باتری نتواند استارت را به حرکت در آورد. علامت دیگر کم شدن پیدرپی آب خانههای باتری است.
نشانه سوم هم شیرین شدن آب باتری است که در صورت کنترل این سه موضوع میتوانید از عمر باتری خود آگاه شوید. کارشناسان یک راه نیز برای آزمایش باتری پیشنهاد میکنند، اینکه درب خانههای باتری را باز کنید و بهوسیله سیم نسبتا ضخیم دو قطب باتری را به هم وصل کنید، اگر آب داخل هر یک از خانههای باتری جوشید و غلیان کرد آن خانه باتری خراب است و باید صفحات داخل آن خانه عوض شود و چون این کار (تعویض صفحات) بهطور اصولی انجام نمیشود، بهتر است باتری خودرو عوض شود.
موضوع مهم دیگر تشخیص نوع باتری خودرو است. آنگونه که کارشناسان میگویند، دو نوع باتری برای خودروها وجود دارد، باتریهای «تر» یا باتریهای اسیدی که در دسته باتریهای قدیمی قرار میگیرند و باتریهای اتمی یا باتریهای پیلخشک که امروزه بیشتر استفاده میشوند. از راههای تشخیص خرابی در باتری اتمی را چراغ هشداری است که در صفحه پشت فرمان تعبیه شده است. درصورتیکه رنگ سبز این چراغ خاموش شده باشد، یعنی عمر باتری شما رو به اتمام است. باتریهای اسیدی نیز که درونش صفحههای سربی وجود دارد چون به مرور زمان دچار خوردگی میشوند؛ بنابراین باتری متورم و دچار زنگزدگی میشود و این موضوع نشاندهنده خراب شدن باتری خودرو است.
اما برای تشخیص سلامت باتری خودرو در نوع تر آن، میتوانید سطح الکترولیت یا آب باتری را کنترل کنید. میزان آب باتری موجود در محفظه باتری باید 10 تا 15 میلیمتر بالاتر از صفحات سربی آن باشد، در غیر این صورت نیاز به رسیدگی دارد. نکته مهم دیگر اینکه همیشه به چکههای زیر خودرو توجه کنید، زیرا ممکن است این چکهها مربوط به باتری خودروی شما باشد که در این صورت نشان از نشتی باتری خودرو دارد. این قطرههای اسیدی میتواند قطعات خودرو را دچار خوردگی و به آنها آسیبهای فراوانی وارد کند. نکته مهم دیگر در باتریهای «تر»،این است که اگر باتری به آب احتیاج دارد حتما به آنقداری گریس بر روی آن بمالید.
تسمه تایم چیست؟