انواع باتری ماشین و روش های نگهداری از آن
وسایل نقلیه برای شروع به کار موتور درونسوز یا استفاده از برخی امکانات الکترونیکی در حالت خاموش، به یک منبع انرژی برق نیاز دارند. این منبع همان باتری ماشین است که برق اولیه برای روشن شدن موتور را فراهم میکند. این قطعه نقشی کلیدی در راهاندازی خودرو دارد و چنانچه دچار خرابی شود، مشکلات زیادی را برای مالک وسیله نقلیه ایجاد خواهد کرد. همانطور که قابل حدس است، باتری خودرو قدمتی به اندازه خود خودرو دارد و جزو قطعات اصلی به شمار میرود. با این مقدمه قصد داریم در مطلب حاضر همه نکات مهم درباره باتری ماشین و عواملی را که باعث کاهش عمر یا کارایی این قطعه میشوند، مرور کنیم.
باتری خودرو چیست؟
باتری خودرو یکی از اجزای مهم سیستم برقی خودرو است که وظیفه تامین انرژی لازم برای راهاندازی موتور و عملکرد سیستمهای الکتریکی را دارد. باتری ماشین از چندین سلول تشکیل شده است که هر سلول حاوی دو الکترود مثبت و منفی و الکترولیت است. وقتی موتور خاموش است، باتری خودرو با استفاده از واکنش شیمیایی درون سلولها، برق تولید میکند. زمانی که موتور روشن است، باتری خودرو از طریق برق تولیدی توسط دینام یا همان آلترناتور، شارژ میشود.
تاریخچه باتری خودرو
خودروهای اولیه باتری نداشتند، چرا که بیشتر قطعات و قسمتهای آنها شامل استارت، موتور، چراغ و حتی بوق بدون برق کار میکردند. ماشینها از دهه ۱۹۲۰ به استارت برقی و باتری مجهز شدند.
اولین باتریها بهصورت ۶ ولت و سیستم ارث مثبت طراحی شدند و شاسی خودرو بهطور مستقیم به ترمینال مثبت باتری متصل بود. امروزه، باتری خودروها دارای سیستم ارث منفی است.
خودروسازی هادسون نخستین شرکتی بود که در سال ۱۹۱۸ از باتری استاندارد در محصولاتش استفاده کرد. انجمن جهانی باتری (Battery Council International) بهصورت مخفف (BCI)، سازمانی است که در سال ۱۹۲۴ تاسیس شد و استانداردهای باتری ماشین را تعیین میکند.
استفاده از سیستم ۶ ولت تا میانه دهه ۱۹۵۰ ادامه داشت. بهکارگیری موتورهای بزرگتر و حجیمتر در خودروها که نیاز به انرژی الکتریکی بیشتری برای استارت داشتند، موجب شد تا سیستم باتریها نیز تغییر کند و از ۶ ولت به ۱۲ ولت برسد. هرچند، خودروهای کوچکتر مثل فولکس واگن بیتل و سیتروئن 2CV به دلیل نیاز کمتر به انرژی برق برای راهاندازی استارت، تا دهههای ۱۹۶۰ و ۷۰ همچنان از باتری ۶ ولتی بهره میبردند. باتری وی آر ال ای که یک نوع باتری اسیدی است و نیازی به پر کردن با آب مقطر یا اسید ندارد، در سال ۱۹۷۱ به بازار آمد.
در دهه ۱۹۹۰ قطعات و قسمتهای بیشتر از خودروها برقی شد و به همین دلیل سیستم ۴۲ ولتی معرفی شد. همچنین خودروهای هیبریدی نیز از این نوع باتری استفاده میکنند.
انواع باتری ماشین
باطری ماشین شامل انواع مختلفی میشود. اما در بازار ایران دو نوع پرکاربردتر از بقیه است که عبارتند از باتری اسیدی یا غیرسیلد و باتری سیلد یا اتمی.
باتری اسیدی
باتری اسیدی خودرو به دلیل حساسیت بالا به دقت بیشتری برای نگهداری نیاز دارند. این نوع باتری برای مناطق گرمسیری مناسبتر است. این باتریها که از نسل قدیم محسوب میشوند، به خاطر قیمت پایین هنوز طرفداران خاص خود را دارند.
راه های تشخیص خرابی باتری اسیدی
در باتری اسیدی با کنترل سطح آب میتوان سلامتی یا خرابی آن را تشخیص داد. در این نوع باتری سطح آب باید بین ۱۰ تا ۱۵ میلیمتر بالاتر از صفحات سربی باشد. چنانچه از زیر ماشین آب چکه کرد، کنترل کنید که آیا این آب از باتری نشت میکند، یا مربوط به سیستم خنککاری است. اگر مربوط به باتری بود، احتمال خرابی آن قوت میگیرد.
باتری اتمی
باتری اتمی از مزایای متعددی برخوردار است. این باتری حساسیت کمتری به شارژ بیش از حد دارد و زمان شارژ آن کوتاهتر است. علاوه بر این، عمر باتری سیلد نسبت به باتری غیرسیلد بیشتر است و تولیدکننده مدت زمان بیشتری را برای نگهداری این نوع باتری در نظر گرفته است. اما باتری اتمی در مقابل دشارژ عمیق ضعف دارد و در صورت رخ دادن این حالت، به سرعت خراب میشود و قابل بازگشت نیست. چون در این باتری اسید مایع وجود ندارد و مواد فعال به صورت خشک است، پس از دشارژ عمیق، این مواد فعال از صفحات جدا میشود و به باتری آسیب میزنند.
راه های تشخیص خرابی باتری اتمی
تشخیص خرابی باتری اتمی یا سیلد سختتر است و از روی ظاهر نمیتوان متوجه آن شد. برخی از خودروها یک چراغ هشدار مخصوص خرابی باتری دارند که روشن شدن آن به معنای اتمام عمر این قطعه است.
تفاوت انواع باتری خودرو
باتری اسیدی خودرو نوعی باتری است که در انواع خودروهای داخلی و خارجی کاربرد دارد. این باتری به دلیل قیمت پایین و عملکرد مطمئن، از محبوبترین باتریهای بازار است. این باتری بر اساس یک فناوری قدیمی ساخته میشود. البته خودروهای برقی نوع دیگری از باتری را به نام لیتیوم یون استفاده میکنند که با مکانیزم متفاوت و ظرفیت بالاتر عمل میکند. بهطور کلی انواع مختلف باتری خودرو عبارتند از:
باتری راه انداز
همانطور که قابل حدس است، باتری راهانداز ماشین یا باتری استارتر، برای راهاندازی و روشن کردن موتور خودرو استفاده میشود. این باتری با تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی، جریان مورد نیاز برای استارت موتور را تامین میکند. باتری راهانداز باید دارای ظرفیت کافی باشد و بتواند در آب و هوای بسیار گرم یا بسیار سرد، جریان لازم را فراهم کند.
باتری با چرخه های طولانی
باتری چرخه طولانی یا دیپ سایکل برای دستگاههایی که نیاز به توان بالا و پایدار دارند، مناسب است. این نوع باتری بیشتر در وسایل نقلیه برقی یا لوازمی که در آنها الکتریسیته باید به مدت طولانی در دسترس باشد، کاربرد دارد. باتری چرخه طولانی نسبت به باتریهای راهانداز که فقط برای استارت موتور استفاده میشوند، عمر طولانیتری دارد و قابل بازیافتتر است. این نوع باتری برای ظرفیت بالا و دفعات زیاد چرخه شارژ و تخلیه شارژ طراحی شده است.
باتری سلولی مرطوب و خشک
باتری اسیدی دارای دو نوع سلول مرطوب و سلول خشک است. این دو نوع باتری از نظر عملکرد تفاوت چندانی ندارند، اما ساختار آنها متفاوت است. باتری سلول خشک یک جداکننده دارد که الکترولیت را جذب میکند، در حالی که در باتری سلول مرطوب، صفحه درون محلول الکترولیت قرار میگیرد. باتری سلول خشک آببندی میشود و امکان نشت در آن وجود ندارد.
باتری سلول خشک به دلیل نوع ساختار، قابل نصب در مکانها و جهتهای مختلف است، مثلا در صندوق عقب و به صورت افقی. این در حالی است که برای باتری سلول مرطوب به دلیل امکان نشت الکترولیت محدودیتهایی وجود دارد. به طور کلی بهتر است باتری سلول مرطوب فقط زیر کاپوت خودرو نصب شوند.
وظایف باتری ماشین
باطری ماشین چند وظیفه اصلی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- راهاندازی موتور: باتری ماشین با ارسال جریان الکتریکی به استارتر، باعث شروع به کار موتور میشود.
- تامین برق سیستمهای الکترونیکی در زمان خاموش بودن موتور: باتری ماشین با تامین ولتاژ مناسب، سیستمهای الکترونیکی خودرو مانند روشنایی، سیستم صوتی، سیستم تهویه و مواردی را راه میاندازد.
- تثبیت ولتاژ: باتری ماشین با جذب نوسانات ولتاژ، از خراب شدن قطعات حساس الکترونیکی جلوگیری میکند.
نحوه عملکرد باتری خودرو
باتری ماشین یک منبع انرژی الکتریکی است که با استفاده از واکنش های شیمیایی در داخل خود، برق تولید میکند. باتری خودرو از چندین سلول تشکیل شده است که هر کدام دارای دو الکترود مثبت و منفی و الکترولیت هستند. الکترولیت یک محلول اسیدی است که اجازه میدهد یونها بین الکترودها جابهجا شوند. وقتی ماشین را روشن میکنیم، باتری به سیستم برقی خودرو متصل میشود و شروع به تخلیه میکند. در این حالت، الکترولیت نقش پل را بین قطبهای مثبت و منفی باتری دارد و باعث میشود که انرژی شیمیایی به برق تبدیل شود.
اجزای باتری خودرو
باتری خودرو از نوع اسید-سرب یا همان تر که بیشترین کاربرد را دارد، نسبت به اندازه و ابعادش خیلی سنگین است. این وزن سنگین در اجزا و قطعات پرتعداد ریشه دارد. البته امروزه باتری خشک یا اتمی نیز در خودروها مورد استفاده قرار میگیرد. فارغ از نوع، قطعات اصلی باتری ماشین عبارتند از:
جعبه باتری
جعبه باتری نقش مهمی در حفاظت از ساختار و عملکرد باطری دارد. این جعبه از مواد پلاستیکی مانند پلیپروپلن ساخته شده و دارای فضاهای جداگانهای است که صفحات باتری را در خود نگه میدارد. صفحات باتری با استفاده از پلهایی که در کف فضاها قرار دارند، با هم تماس پیدا نمیکنند. جعبه باتری ماشین با کاهش اثرات ارتعاش و ضربه، صفحات و الکترولیتها را از خرابی محافظت میکند.
درپوش باتری
باتری ماشین با درپوشی از جنس جعبه محکم بسته میشود. روی این درپوش دریچههایی وجود دارد که برای تزریق الکترولیت میشوند. این دریچهها همچنین دارای سوراخهای ریزی هستند که گازهای حاصل از واکنشهای شیمیایی درون باتری را از آن خارج میکنند.
ترمینال های باتری
ترمینالها یا بوشینگها نقش پل بین باتری و سیستم برقی خودرو را ایفا میکنند. این قطعات با کابلهای مثبت و منفی به باتری متصل میشوند و جریان برق را از باتری به سایر قسمتهای خودرو منتقل میکنند.
صفحات باتری
باتری اسیدی خودرو از چندین صفحه فلزی تشکیل شده است. این صفحات را میتوان به سه نوع تقسیم کرد: صفحات منفی، صفحات مثبت و صفحات عایق. صفحات منفی و مثبت دارای اسکلت فلزی سبک و اسفنجی هستند که روی آنها ماده فعال یا خمیر باتری چسبیده است.
نشانگر باتری خودرو
این قطعه نشانگر میزان شارژ باتری ماشین است که در سه حالت مختلف رنگ میگیرد. این قطعه شکل استوانهای دارد. در مرکز این استوانه یک گوی سبز رنگ وجود دارد. اگر گوی سبز روی سطح استوانه باشد، یعنی باتری کاملا شارژ است. اگر گوی سبز به پایین استوانه برود، یعنی باتری نیمهشارژ است. اگر هم رنگ سبز دیده نشود و فقط رنگ سیاه باشد، یعنی باتری خالی شده است. این نشانگر معمولا در باتریهای اسیدی استفاده میشود. در باتریهای خشک، نشانگر شارژ به صورت یک صفحه رنگی است که با رنگهای سبز، قرمز و مشکی وضعیت شارژ باتری را نمایش میدهد.
اسید باتری یا الکترولیت
اسید باتری ماشین به عنوان یک الکترولیت عمل میکند. این اسید به انتقال الکترونها بین صفحات باتری کمک و انرژی الکتریکی را تولید میکند. اسید باتری معمولا دارای غلظت ۳۵ درصد اسید سولفوریک و ۶۵ درصد آب است. اسید سولفوریک یک اسید قوی است که باعث یون شدن کامل مولکول های آب میشود و رسانایی الکتریکی بالای محلول را فراهم میکند.
قطب های باتری
قطبهای باتری ماشین دو قسمت مختلف از باتری هستند که جریان الکتریکی را از باتری به مدار خارجی منتقل میکنند. قطبهای باتری خودرو معمولا با علامتهای مثبت (+) و منفی (-) نشان داده میشوند. وقتی باتری در مدار قرار میگیرد، در داخل باتری واکنش شیمیایی رخ میدهد که الکترونها را از قطب مثبت به قطب منفی منتقل میکند. این جریان الکترونها را میتوان برای راهاندازی موتور، چراغ ها، رادیو و سایر سیستمهای الکتریکی ماشین استفاده کرد.
ولتاژ باتری خودرو
ولتاژ باتری ماشین بهطور اسمی ۱۲ ولت است، اما بهصورت دقیق ولتاژ میتواند از ۱۲.۶ تا ۱۴.۴ ولت متغیر باشد.
وقتی که پیشرانه خاموش باشد، ولتاژ باتری فول شارژ ۱۲.۶ ولت است. در حالتی که موتور خودرو کار میکند، ولتاژ باتری به ۱۳.۵ تا ۱۴.۴ ولت میرسد. افزایش ولتاژ در این وضعیت، توسط دینام انجام میشود.
آمپر باتری ماشین
آمپر یا آمپراژ برای نشاندادن جریان باتری ماشین به کار میرود. آمپر باتری بر اساس امکانات و تجهیزات خودرو متفاوت است. هر چه خودرو به آپشنها و امکانات بیشتری مجهز باشد، باتری آمپر بالاتری خواهد داشت. آمپر باتری معمولی بین ۴۵۰ تا ۷۵۰ CCA است.
شاخص CCA باتری خودرو
عبارت CCA مخفف Cold Cranking Amps است و میزان آمپری را نشان میدهد که باتری در دمای ۱۸- سانتیگراد با ولتاژ ۷.۲ ولت و به مدت ۳۰ ثانیه دارد. هر چه عدد CCA بالاتر باشد، باتری انرژی بیشتری برای استارت و راهاندازی دارد.
ظرفیت ذخیره باتری ماشین
ظرفیت ذخیره باتری ماشین، نشاندهندهی حداقل توان باتری برای تامین برق در برخی شرایط معین است. توان حداقلی باید قادر باشد در شرایط سخت و نامساعد مانند زمستان یا شب انرژی مورد نظر برای موارد زیر را فراهم کند.
- برق کافی برای جرقهزنی و روشن کردن موتور
- روشن کردن چراغهای جلو
- کار کردن برف پاککنها
علائم خرابی باتری ماشین
باتری ماشین یکی از قطعات مهم و حساس خودرو است که در صورت خراب شدن میتواند باعث ایجاد مشکلات و خطرات جدی برای راننده شود. بنابراین، شناخت علائم و نشانههای خراب شدن باتری خودرو میتواند به پیشگیری از این مشکلات کمک کند. این نشانهها عبارتند از:
- کاهش قدرت و سرعت استارت خودرو
- کاهش نور و شدت روشنایی چراغ های داخل و خارج خودرو
- کاهش عملکرد سیستمهای الکترونیکی خودرو مانند رادیو، تهویه هوا، دزدگیر و…
- نمایش پیامهای هشدار در پشت آمپر
- تغییر رنگ نشانگر وضعیت باتری
دلایل خرابی باتری خودرو
خرابی باتری ماشین دلایل و علتهای مختلفی دارد که به طور خلاصه به آنها اشاره میکنیم.
فرسودگی باتری
باطری خودرو با گذر زمان فرسوده میشود و نیاز به تعویض دارد. معمولا بعد از دو تا دو و نیم سال، باطری ماشین قابلیت ذخیره انرژی را از دست میدهد. بنابراین، توصیه میشود که باتری اتومبیل را به صورت دورهای تست و در صورت لزوم آن را تعویض کنید.
سوئیچ رله معیوب
اگر سوئیچ رله خراب باشد، شارژ باتری خودرو به طور مداوم تخلیه میشود. فرض کنید که سوئیچ رله در حالت «روشن» گیر کرده باشد. در این صورت، حتی زمانی که موتور خودرو خاموش است، جریان برق همچنان برقرار است. این امر نهتنها باعث تخلیه شارژ باتری میشود، بلکه ممکن است باعث خرابی سایر اجزا و سیستمها شود.
استفاده از خودرو به مدت طولانی
اگر اتومبیل خود را برای مدت طولانی رها کنید، باتری آن ضعیف و خراب میشود. سیستمهای مختلفی در اتومبیل وجود دارند که نیاز به برق دارند، مثل سیستم قفل خودرو، دزدگیر، ناوبری و غیره. این سیستمها از باتری انرژی میگیرند و باعث میشوند که شارژ باتری به مرور تمام شود.
خرابی دینام
باتری خودرو با استفاده از دینام یا آلترناتور، در حالی که موتور روشن است، شارژ میشود. ولی برای اینکه باتری ماشین به طور کامل شارژ شود، لازم است که خودرو را در یک مسیر طولانی برانید. دینام خودرو قادر نیست که باتری را در سفرهای کوتاه شهری به طور کامل شارژ کند. گفتنی است اگر دینام خراب باشد، باتری شارژ نخواهد شد.
ایراد سیستم برق خودرو
سلامت باتری خودرو ارتباط مستقیمی با سیمکشی و تجهیزات برقی دارد. اگر قصد نصب چراغهای کمکی یا سیستم صوتی دارید، حتما کابلهای مورد استفاده را کنترل و از اتصال صحیح آنها اطمینان حاصل کنید. استفاده از سیمهای ضعیف یا فیوزهای ناسالم باعث میشود باتری زودتر تخلیه شده و از عمر آن کاهش یابد.
سرما و گرمای شدید
باتری ماشین شما ممکن است در معرض دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین قرار گیرد. اگر دما بیش از ۱۰۰ درجه سانتیگراد یا کمتر از ۰ درجه سانتیگراد باشد، عملکرد باتری کاهش مییابد و عمر آن کوتاه میشود. لذا در تابستان، سعی کنید خودرو را در سایه قرار دهید. در زمستان هم در صورت وجود پارکینگ، حتما ماشینتان را در پارکینگ پارک کنید.
استفاده غیراصولی از باتری
اگر وقتی که موتور ماشین را خاموش کردهاید، همچنان رادیو، سیستم ضبط و چراغهای داخلی را روشن بگذارید، باتری خودرو زودتر از موعد فرسوده میشود. همچنین چنانچه یک سیستم صوتی با قدرت بالا که نیاز به آمپر زیادی دارد، روی خودرو نصب کنید، باتری ماشین قادر به تولید برق کافی نیست و سرانجام کارایی خود را از دست میدهد.
