اجزای باتری خودرو

 باتری خودروها که عمدتا از نوع اسید-سرب(تر) هستند وزن زیادی نسبت به جسه‌ نه چندان بزرگش دارد. این وزن زیاد به دلیل اجزای آن است. اجزایی که هریک وظیفه‌ای دارند و در مجموع وظایف باتری را به سرانجام می‌رسانند. البته امروزه استفاده از باتری‌های خشک یا اتمی نیز رایج شده است. اجزای باتری‌های خودرو از هر دو نوع عبارتند از:

• جعبه‌ باتری

جعبه‌ باتری محفظه‌ اصلی آن است که سایر اجزا را در خود جای می‌دهد. این جعبه از جنس پلی‌پروپلن و یا نوعی پلاستیک ساخته و درون آن خانه‌هایی مجزا تعبیه شده است. کف خانه‌ها برجستگی‌هایی پل مانند قرار داده شده که تکیه‌گاه صفحات هستند. جعبه‌ باتری ضربات ارتعاش را به حداقل رسانده و از آسیب رسیدن به صفحات و الکترولیت‌ها جلوگیری می‌کند.

• درپوش باتری

باتری توسط این درپوش که از جنس جعبه است مهر و موم می‌شود. این درپوش شامل ۶ دریچه‌ کوچک است که روی آن‌ها محل تزریق الکترولیت تعبیه می‌شود. همچنین این دریچه‌ها سوراخ‌های سوزنی ریزی دارند که برای خروج گازهای تولید شده از واکنش‌های شیمیایی درون خانه‌های جعبه قرار داده شده‌اند.

• ترمینال‌های باتری

ترمینال یا بوشینگ‌های اتصال واسط بین باتری و سیستم برقی خودرو هستند که یکی به کابل مثبت و دیگری به کابل منفی وصل می‌شود.

حتما بخوانید: ۱۰ نقص در خودرو که می‌تواند در رانندگی حادثه‌ساز شود
 

• صفحات باتری

صفحه‌های باتری که روی پل‌های درون جعبه قرار می‌گیرند به بالای جعبه نیز متصل هستند و در خانه‌های اختصاصی خود جاسازی می‌شوند. این صفحه‌ها به سه دسته‌ صفحه‌ منفی و صفحه‌ مثبت و صفحه‌ عایق تقسیم می‌شوند. صفحه‌های مثبت و منفی از دو بخش اسکلت اصلی و ماده‌ فعال که چسب یا خمیر باتری نیز نامیده می‌شود تشکیل می‌شوند. برای تولید آن‌ها ابتدا اسکلت فلزی سبک‌شان با حالت اسفنجی تهیه شده و سپس ماده‌ فعال روی آن‌ها قرار داده می‌شود. حالت اسفنجی صفحه به نفوذ بهتر الکترولیت درون آن‌ها کمک می‌کند. تعداد صفحات منفی درون جعبه‌ باتری همواره یکی بیشتر از صفحات مثبت است. به همین دلیل صفحات مثبت بیشتر تحلیل رفته و سریع‌تر خورده می‌شوند. صفحات باتری به هم‌قطبان خود از طریق اجزایی به نام اتصال وصل هستند.

– صفحه‌ منفی: جنس اسکلت این صفحه که به رنگ خاکستری دیده می‌شود، از سرب، کلسیم و آنتیموان است. مواد فعال (خمیر) این صفحه نیز از جنس اکسید سرب است.

– صفحه‌ مثبت: جنس اسکلت صفحه‌ مثبت که رنگش قهوه‌ای تیره یا مایل به قرمز به نظر می‌رسد، مانند اسکلت صفحه‌ منفی است، اما ماده‌ فعال (چسب) آن دی‌اکسید سرب در نظر گرفته می‌شود.

– صفحه‌ عایق یا جدا کننده: از جنس پی‌وی‌سی، پشم شیشه، کائوچو یا فایبرگلاس ساخته می‌شوند و نقش حائل بین قطعات مثبت را برای ایجاد جریان موثر الکتریکی از منفی بازی می‌کنند. به آن جداکننده‌ باتری هم می‌گویند.

ماده‌ فعال معمولا بین شبکه‌های اسکلت صفحات به صورت خمیری قرار می‌گیرد و در کوره‌های مخصوص خشک می‌شود. سپس الکترولیت‌ها به صفحات افزوده شده و زیر دستگاه شارژ قرار می‌گیرند و پس از فرایند شارژ الکترولیت، تخلیه و باتری به صورت خشک وارد بازار می‌شود. سپس هنگام استفاده، الکترولیت درون باتری تزریق می‌شود. البته این بخش تنها در باتری‌های اسید-سرب حاکم است و در باتری‌های اتمی نیاز به تزریق الکترولیت نیست.

حتما بخوانید: نحوه عملکرد سیستم ترمز خودرو و انواع آن

• الکترولیت یا اسید باتری

محلول موجود در جعبه‌ باتری‌های اسید سرب است. این محلول شامل درصد مشخصی اسید سولفوریک، آب مقطر است که پس از ترکیب و خنک شدن از منفذ‌های درپوش درون جعبه ریخته می‌شود.

• نشانگر باتری

 این قطعه وضعیت شارژ باتری را در سه حالت شارژ، نیمه شارژ و دِشارژ نشان می‌دهد. این قطعه استوانه‌ای است درون جعبه‌ باتری با یک گوی سبز رنگ داخلش. چگالی این گوی به شکلی در نظر گرفته می‌شود که با چگالی الکترولیت برابری کند. سطح این استوانه از بیرون جعبه‌ باتری قابل مشاهده است و زمانی که چگالی الکترولیت در حد مناسب باشد گوی روی سطح استوانه می‌ایستد و رنگ سبز آن قابل مشاهده است، اما وقتی چگالی الکترولیت به دلیل کاهش اسید و غالب شدن حجم آب پایین می‌آید گوی پایین‌تر رفته و رنگ آن کمتر مشاهده می‌شود. وقتی باتری کامل دشارژ باشد سطح استوانه یا نشانگر باتری سیاه دیده می‌شود. این نشانگر در باتری‌های اسید-سرب دیده می‌شود. نوع نشانگر در باتری‌های خشک به شکل یک نمایشگر رنگی است که میزان شارژ باتری را در سه حالت با رنگ‌های سبز و قرمز و مشکی نشان می‌دهد.

• قطب‌های باتری

قطب‌ها از جنس سرب هستند و از یک سمت بیرون از درپوش باتری هستند و از سمت دیگر درون مایع الکترولیت. دو قطب‌ باتری که بیرون از باتری و دو سمت جعبه به رنگ‌های قرمز و آبی دیده می‌شوند در دو نوع مثبت و منفی به کار می‌روند. قطب مثبت که از قطر منفی قطورتر است درون جعبه به صفحه‌ مثبت متصل است و قطب منفی با صفحه‌ منفی.

 نحوه‌ عملکرد باتری خودرو

همزمان با استارت زدن خودرو، باتری به مدار برق آن وصل شده و فرایند دشارژ شدن آن آغاز می‌شود. به این ترتیب که الکترولیت به عنوان رابط بین قطب‌های مثبت و منفی عملیات تبدیل نیروی شیمیایی به الکتریسیته را انجام می‌دهد. انرژی حاصل از این واکنش الکتروشیمیایی ماده‌ فعال روی صفحات را تبدیل به سولفات سرب کرده و در خلال این تبدیل ملکول‌های اکسیژن و هیدروژن آزاد می‌شوند. این ملکول‌ها با واکنش تبدیل به آب شده که نتیجه‌ آن آزاد سازی الکترون توسط صفحات مثبت است. این الکترون‌ها نیاز متقابل صفحات منفی به الکترون را برآورده می‌کنند. این تبادل الکترون ولتاژ یا پتانسیل الکتریکی را در دو سر باتری ایجاد می‌کند.

حتما بخوانید: علل استارت نخوردن ماشین و نحوه برطرف‌ کردن آن

ظرفیت ذخیره‌ باتری چیست؟

پیشتر گفته شد که از وظایف اصلی باتری ذخیره‌ی انرژی برای نیازهای برقی خودرو است. این ذخیره زمانی که سیستم شارژ خودرو به هر دلیلی قادر به فعالیت نباشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. ظرفیت ذخیره‌ باتری حداقل توان باتری در تامین و انتقال برق برای چنین مواقعی است. این حداقل باید بتواند در شرایط خرابی و نقص سیستم شارژ و در بدترین وضعیت‌های مواجه با این نواقص مانند فصل زمستان یا شب‌ها، انرژی لازم برای موارد زیر را تامین کند.

∗ انرژی لازم برای عمل جرقه‌زنی و احتراق

∗ برق لازم برای نور پایین چراغ‌های جلو

∗ برف پاک‌کن‌ها

در صورت تجهیز خودرو به سیستم گرم‌کن شیشه‌ خودرو، تامین نیاز این سیستم در این مواقع حساس در صورت خرابی سیستم شارژ را نیز تامین کند. باتری انرژی لازم برای استارت خودرو را نیز توسط همین ظرفیت فراهم می‌کند. یک باتری سالم می‌تواند از تمام ظرفیت ذخیره‌ خود استفاده کند. ظرفیت ذخیره‌ مورد نیاز برای موارد بالا در هر خودرو متفاوت است و خودروساز معمولا این رقم را در اطلاعات آن درج می‌کند.

انواع باتری خودرو

باتری‌های خودرو انواع مختلفی دارند ولی دو نوع درمیان آن‌ها از باقی معروف‌تر هستند؛

۱. باتری‌های غیر سیلد یا باتری‌های اسیدی

این باتری‌ها که LM نیز نامیده می‌شوند به عنوان باتری‌های حساس‌تر شناخته می‌شوند که نیاز به مراقبت بیشتری دارند. این باتری‌ها همچنین برای شرایط آب و هوایی گرم مناسب‌تر هستند، چرا که می‌توان در زمان نیاز به آن‌ها آب اضافه کرد. صفحات این باتری‌ها متشکل از سرب و دو آلیاژ کلسیم-آنتیموان هستند. این نوع باتری که مدل‌های قدیمی‌تر به حساب می‌آیند به دلیل هزینه‌ کمتر تولید و قیمت پایین‌تر خرید همچنان بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۲. باتری‌های سیلد یا باتری‌های اتمی

این باتری‌ها که به اختصار FM معروف هستند نیاز به مراقبت ندارند و از حساسیت کمتری برخوردارند. همچنین مقاومت آن‌ها در برابر حالت اُوِر شارژ یا شارژ بیش از حد بیشتر است. باتری‌های سیلد سریعتر شارژ می‌شوند و عمر بیشتری نسبت به غیر سیلد‌ها دارند به طوری که حتی عمر مجاز نگهداری بیشتری از سوی تولید کننده برای آن‌ها تعیین می‌شود. صفحات آن‌ها از جنس سرب و تک آلیاژ کلسیم-کلسیم است. نقطه ضعف این باتری‌ها دشارژ شدن عمیق است. در این صورت به طور کامل از کار افتاده و نیاز به تعویض دارند. چرا که در این باتری‌ها از اسید استفاده نمی‌شود و مواد فعال به صورت جامد و خشک فعالیت می‌کنند، در نتیجه تحت تاثیر دشارژ عمیق این مواد فعال به سرعت از صفحات ریزش کرده و باتری دچار آسیب جدی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود.

باتری خودروهای برقی و هیبریدی

همه‌ آنچه گفته شد خصوصیاتی مربوط به باتری خودروهای احتراق داخلی بنزینی یا دیزلی بود. بدون شک اوضاع در باتری‌های خودروهای برقی و هیبریدی کاملا متفاوت است. باتری خودروهای برقی علاوه بر منبع انرژی موتور، پمپ سوخت‌رسان آن‌ها هم محسوب می‌شوند. بنابراین ساختاری کاملا متفاوت دارند. در خودروهای تمام برقی باتری باید توان تامین شعاع حرکتی نیز داشته باشد و قدرت خروجی و ظرفیت ذخیره‌ انرژی آن نیز فاکتور مهمی برای خودرو محسوب می‌شود. در خودروهای هیبریدی اما چندان به ظرفیت ذخیره‌ باتری نیاز ندارند و توان خروجی و شعاع حرکتی آن فاکتورهای مهم باتری در این خودروها هستند.

در هر دو گروه این باتری‌ها از نوع لیتیوم یونی هستند یعنی چیزی مشابه باتری‌های مورد استفاده در گوشی‌های موبایل. این باتری‌ها که در صورت عدم استفاده به ندرت شارژ خود را از دست می‌دهند نقش باک خودروی برقی را بازی می‌کنند. ظرفیت آن‌ها با واحد کیلووات ساعت یا KWH بیان می‌شود و هرچه این ظرفیت بالاتر باشد مسافت قابل پیمایش با یک دور شارژ کامل آن نیز بیشتر خواهد بود، دقیقا مشابه حجم باک خودرو. البته نقطه‌ اشتراک این باتری‌ها با باتری‌های مورد استفاده در خودروهای بنزینی و دیزلی، عمر مفید آنها است و اینکه شارژ و دشارژ شدن مداوم آن‌ها را پس از مدت زمانی بین ۲ تا ۴ سال از کار می‌اندازد.

 

باتری خودرو چیست و چه کاربردی دارد؟

کار کردن همه بخش های خودرو مستلزم وجود یک نیروی اولیه است. الکتریسیته در حال حاضر اصلی ترین منبع نیرو  در تمام تکنولوژی های روز دنیا است. خودرو نیز از این قاعده مستثنی نیست.  در گذشته از انرژی برق تنها برای آتش زدن سوخت درون موتور استفاده می شد اما به مروز تجهیزاتی چون استارت، چراغ  ها، بوق و بخش های دیگر نیز به سیستم الکتریکی خودرو اضافه شد. همه این لوازم و تجهیزات به جریان برق نیاز دارند که نیروی آن توسط باتری خودرو تأمین می‌شود. در این مقاله از سایت اینفویدک به بررسی باتری خودرو می پردازیم .

باتری خودرو چیست؟

خودروهای امروز بسیار پیشرفته هستند و مدارهای الکتریکی پیچیده ای دارند. این مدارهای الکتریکی انرژی مورد نیاز بخش های مختلف خودرو را تأمین، ذخیره و تقسیم بندی می کنند. باتری خودرو محل تأمین و ذخیره نیروی برق مورد نیاز خودرو است و زندگی و حیات همه سیستم های برقی خودرو به این محصول وابسته است.

باتری خودرو از گونه باتری های قابل شارژ است و در انواع مختلفی از ولتاژ ( بسته به نیاز خودروها) تولید می شود. باتری خودرو دارای طول عمر مفید است و اغلب باتری ها در نهایت بعد از 4 سال استفاده از رده خارج و خراب می شوند. باید این نکته را در نظر داشت که طول عمر مفید باتری ها متفاوت است و به مواردی چون نحوه استفاده، کیفیت و … خواهد داشت.

انواع باتری خودرو

همانطور که گفتیم باتری خودرو انواع مختلفی دارد. با این حال اکثر خودروها تنها دو نوع از این باتری ها را استفاده می کنند که به این شرح است:

باتری های اسیدی یا غیر سیلد

به این باتری ها باتری LM نیز گفته می شود و بسیار حساس هستند. این باتری ها نیاز به مراقبت بیشتری دارند و استفاده از آنها برای شرایط آب و هوایی گرم مناسب است. باتری اسیدی دارای صفحه ای ساخته شده از آلیاژ کلسیم، آنتیموان و سرب است. باتری های اسیدی مدل قدیمی محسوب می شوند به همین دلیل است که از قیمت پایین تری برخوردار است و  همچنان طرفداران خود را دارا است.

باتری های اتمی یا سیلد

به این باتری ها به اختصار FM می گویند. این نوع باتری نیاز به مراقبت زیادی ندارد و مقاومت بالایی در برابر  حالت اورشارژ یا شارژ بیش از حد دارند. باتری های سیلد بسیار سریعتر شارژ می شوند و همچنین دارای طول عمر بیشتری در مقایسه با انواع دیگر دارند. صفحات باتری سیلد از جنس سرب و آلیاژ کلسیم است. شاید بتوان گفت که تنها نقطه ضعف  این باتری ها دشارژ شدن کامل است. در صورت بروز این اتفاق باتری به طور کامل از کار افتاده و باید تعویض شود.

اجزاء باتری خودرو

باتری خودرو از جزای متفاوتی تشکیل می شود. هریک از این اجزا دارای وظایفی مشخص است که در نتیجه عملکرد باتری را در پی دارد. مهمترین اجزای باتری عبارتند از:

جعبه باتری

جعبه باتری محفظه اصلی باتری است که همه اعضا را در خود جای می دهد. این جعبه از جنس پلی پروپن یا پلاستیک ساخته می شود و داخل آن خانه های مجزایی قرار گرفته است. این جعبه ضربات ناشی  از ارتعاش را به حداقل رسانده و از آسیب صفحات و الکترولیت ها جلوگیری می کند.

درپوش

این بخش از باتری از جنس جعبه بوده و باتری را اصطلاحا مهر و موم می کند. درپوش 6 دریچه کوچک دارد که محل تزریق الکترولیت  و خروج گازهای ناشی از واکنش های شیمیایی است.

ترمینال باتری

به این بخش باتری بوشینگ نیز گفته می شود و اتصال بین باتری و سیستم برقی خودرو بوده که یکی به کابل مثبت و دیگری به کابل منفی وصل می شود.

صفحات باتری

صفحه های باتری روی پل های درون جعبه قرار می گیرد و در خانه های مخصوص خود جاسازی می شود. صفحه ها به سه دسته صفحه منفی، مثبت و عایق تقسیم می شوند.

الکترولیت

محلول موجود در جعبه باتری الکترولیت یا اسید نامیده می شود. این ماده اسید سرب است که و شامل درصد معینی اسید سولفوریک و آب مقطر است.

نشانگر

این قطعه وضعیت شارژ باتری را در سه حالت شارژ، نیمه شارژ و خالی نشان می دهد.

قطب باتری

باتری دارای دو قطب است که از جنس سرب بوده و یک قسمت آن بیرو از درپوش باتری و سمت دیگر آن داخل مایع الکترویک قرار دارد.

نحوه کارکرد باتری خودرو

هم زمان با استارت زدن خودرو، باتری به مدار برق وصل شده و فرآیند دشارژ شدن آن شروع می شود. الکترولیت به عنوان رابط بین قطب های مثبت و منفی قرار دارد و عملیات تبدیل نیروی شیمیایی به الکتریسته را انجام می دهد. انرژی آزاد شده از این واکنش شیمیایی  ماده فعال روی صفحه را به سولفات سرب تبدیل کرده و مولکول های اکسیژن و هیدروژن آزاد می کند. این ملکول‌ها تبدیل به آب می شوند که نتیجه‌ آن آزاد شدن الکترون توسط صفحات مثبت است. الکترون‌ها نیاز متقابل صفحات منفی به الکترون را تأمین می‌کنند. این تبادل الکترون ولتاژ یا پتانسیل الکتریکی را در دو سر باتری ایجاد می‌کند.

علائم خرابی باتری خودرو

مهمترین علائمی که می توان آن را مرتبط با خرابی باتری خودرو در نظر گرفت به این شرح است:

• موتور استارت می زند اما روشن نمی شود.
• موتور استارت نمی زند و چراغ پشت کیلومتر نیز روشن نمی شود.
• باتری یک روز خوب کار می کند اما روز دیگر استارت نمی زند.
• در هوای سرد استارت نمی زند.
• مداام باید از اتصال باتری به باتری استفاده شود.
• کم رنگ شدن چراغ ها در زمان استارت زدن
• نشانگر سلامت باتری دچار تغییر رنگ می شود.
• ظاهر باتری تغییر می کند.
• در صورت خاموش بودن طولانی مدت خودرو، استارت نمی زند.

جمع بندی

همانطور که مشاهده کردید، باتری در واقع قلب تپنده خودروی شما است و بیشترین نقش را در آغاز به کار همه بخش های خودرو بر عهده دارد. همه باتری ها دارای عمر مفید هستند که بعد از پایان عمر باتری باید حتما باتری را تعویض کرد.

استفاده صحیح و رعایت نکات مرتبط با سلامت باتری کمک می کند تا طول عمر باتری افزایش یابد. شناخت دقیق باتری و کارایی آن می تواند نقش مهمی در انتخاب صحیح باتری داشته باشد.

باتری ماشین وظیفه تامین برق مورد نیاز قسمت‌های مختلف خودرو را برعهده دارد. در صورتی که این قسمت حیاتی بهترین راندمان را داشته و متناسب با خودرو بهینه شده باشد، تاثیر بسزایی در عملکرد صحیح آن خواهد داشت. از این‌رو انتخاب انواع برند باتری ماشین مناسب برای رانندگی طولانی مدت و مطمئن بسیار ضروری است.

اگر خودرویی باتری ماشین سالم نداشته باشد، به طور حتم کارکرد صحیح وسیله نقلیه امکان‌پذیر نخواهد بود. چرا که باتری خودرو به عنوان یکی از اجزای کلیدی، نقش تعیین کننده‌ای در روشن شدن موتور ماشین و تامین برق مورد نیاز تمامی قطعات الکترونیکی خودرو دارد.

اگر صاحب خودرو هستید، شاید مجبور شوید چندین بار باطری ماشین را تعویض کنید. زیرا به طور طبیعی و به مرور زمان از قدرت باتری کاسته می‌شود. البته نحوه رانندگی و آب و هوای سرد نیز در طول عمر باتری خودرو بی‌تاثیر نیستند. به هر حال اگر قصد دارید باتری خودرو بهترین کارکرد را داشته باشد، باتری ماشین مناسب برای خودروی خود انتخاب کنید.

به دلیل اهمیت این موضوع، قصد داریم در مقاله‌ای با عنوان باتری ماشین مناسب هر خودرو چیست؟ به بررسی نکات مهم در انتخاب باتری خودرو، انواع ولتاژهای باتری ماشین و دیگر نکات ضروری که نسبت به آنها باید آگاهی لازم را داشته باشید ارائه دهیم.