باتری خودرو – بخش دوم

در بخش قبلی (باطری خودرو -بخش اول) اطلاعات کلی در مورد انواع باتری خودرو در موتور احتراق داخلی (بنزینی – دوگانه‌سوز – دیزل) صحبت شد. می‌توان گفت تقریباً تمامی باتری‌های مورداستفاده در خودروهای ذکر شده و علاوه‌ برآن باتری مربوط به سیستم موتور خودروهای هیبریدی هم از نوع باتری سربی اسیدی می‌باشد. در ادامه در مورد اینکه باتری‌های سربی اسیدی مورد استفاده در خودرو به چند دسته تقسیم می‌شوند و اینکه  باتری نصب شده در خودرو ما از کدام نوع است می پردازیم. شکل 1 نوعی باتری سربی اسیدی را نشان می‌دهد.

شکل 1- نوعی باتری سربی اسیدی و اجزا داخلی آن

انواع باتری‌های سربی اسیدی

باتری‌های سربی اسیدی را می‌توان به دودسته بزرگ باتری‌های تر و باتری‌های خشک دسته‌بندی کرد که خود نیز شامل چند نوع زیرگروه می‌باشند. نمودار 1 نحوه دسته‌بندی باتری‌های سربی اسیدی را نشان می‌دهد.

نمودار 1-  انواع باتری‌های سربی – اسیدی از نظر حالت الکترولیت

باتری سربی اسیدی – تر

همان‌طور که در مقاله باتری خودرو ذکر شد الکترولیت باتری‌های سربی اسیدی از اسید سولفوریک رقیق شده با آب مقطر می‌باشد. اگر الکترولیت حالت مایع خود را حفظ کند و تغییراتی درآن توسط تولید کننده خودرو ایجاد نشود آن باتری از نوع تر شناخته می‌شود.نظر به اینکه در حین فرایند شارژ و دشارژ (تخلیه) باتری مقداری گرما تولید می‌شود. بخشی از الکترولیت تبخیر می‌شود.در باتری‌های تر همواره باید مجرایی برای تخلیه این بخارات در نظر گرفته شود. اگر این مجاری تهویه در نظر گرفته نشود امکان ترکیدن باتری در اثر افزایش فشار داخلی باتری وجود دارد. به همین دلیل این نوع باتری ها به باتری‌های VLA (Valve Lead Acid) نیز شناخته میشوند که به معنی وجود مجرا تهویه در باتری‌ها می‌باشند.
باتری‌های تر خود به 3 دسته کلی تقسیم‌بندی می‌شوند که نمودار 2 این روش دسته‌بندی را نشان می‌دهد.

نمودار 2- انواع باتری‌های تر

در ادامه به تشریح انواع باتری‌های سربی اسیدی از نوع تر پرداخته می‌شود.

باتری استاندارد  – Standard – Sb/Sb

ساده ترین نوع باتری‌های تر،باتری تر استاندارد نامیده میشوند. توجه شود که استاندارد بودن عنوان این باتری‌ها به معنی ایده ال بودن آنها نیست بلکه به این مفهوم است که حداقل شرایط مورد نیاز یک باتری مناسب سربی اسیدی را دارا می باشد. شکل 2 این نوع باتری خودرو را نشان میدهد.

شکل 2- باتری تر – استاندارد

روش شناسایی این باتری‌ها بسیار ساده است. همان‌طور که در شکل ملاحظه می‌شود همه خانه‌های باتری دارای در بوده (باتری 12 ولتی 6 در – باتری 6 ولتی 3 در) و تمامی در ها دارای مجرای تهویه می‌باشند. داشتن بدنه شفاف روش دیگری برای شناسایی این نوع باتری‌ها به شمار می‌رود.یکی از افزودنی‌ها مهم در صفحات این باتری عنصر آنتیموان است. نماد عنصر آنتیموان Sb می‌باشد. به همین دلیل این باتری‌ها به صورت علمی به باتری‌های Sb/Sb نیز معروف هستند. افزودن آنتیموان باعث افزایش مقاومت صفحات باتری در برابر شوک‌های ولتاژی/ آمپری خواهد شد. به عبارت ساده‌تر اگر سیستم شارز خودرو خراب باشد صفحات باتری این نوع کمتر صدمه خواهند دید. البته مشکل بزرگ این باتری ها تبخیر بیش از حد در آن ها می باشد که لازم است سطح الکترولیت ان به صورت هر دو هفته یک بار بررسی و تصحیح شود.
به دلیل ذکر شده میزان سولفاته کردن قطب‌های باتری در این نوع بسیار زیاد است. دشارژ خود به‌ خود این مدل باتری‌ها نیز بالاست که مفهوم آن این است که اگر مدت زمانی (حدود 2 هفته) خودرو روشن نشود (باتری شارژ نشود) به‌احتمال زیاد باتری توان استارت زدن را نخواهد داشت. طول عمر این باتری‌ها نسبت به سایر باتری‌های سربی اسیدی بسیار کوتاه‌تر می‌باشد. امروزه کمتر از این نوع باتری‌ها  استفاده می‌شود.

باتری خودرو با نیاز به نگهداری کم – LM – (Sb/ca)

نسل دوم باتری‌های سربی اسیدی به باتری‌های با نیاز به نگهداری کم معروف هستند که برگرفته از عبارت Low Maintenance  می‌باشند و همانطور که اشاره شد به آنها باتری‌های LM نیز میگویند. نماد عامی آن باتری ها Sb/ca است که Ca نماد عنصر کلسیم است. برای کنترل دمای صفحات باتری مقداری کلسیم به یکی از صفحات باتری اضافه میکنند. با این کار باتری کمتر داغ کرده و در نتیجه تبخیر الکترولیت آن نیز کاهش می یابد. شکل 3 این نوع باتری خودرو را نشان میدهد.

شکل 3- باتری LM

روش شناسایی این باتری‌ها نیز مطابق شکل مشخص می‌شود. همه خانه‌های باطری خودرو دارای در هستند اما روی در ها مجرای تهویه‌ای وجود ندارد. اما همان‌طور که با فلش آبی‌رنگ مشخص شده است در طرفین باتری مجرای تهویه وجود دارد.
سولفاته کردن قطب‌های باتری LM کمتر از نوع استاندارد می‌باشد و همان‌طور که ملاحظه می‌شود بدنه آنها می‌تواند تیره باشد چون نیاز به بررسی مداوم وجود ندارد.

باتری خودرو بدون نیاز به نگهداری – MF – (Ca/ca)

آخرین نسل از باتری‌های تر نوع بدون نیاز به نگهداری است. هر دو صفحه این باتری داراری مقداری کلسیم هستند به همین دلیل به این باتری ها، کلسیم باتری (Calcium battery ) نیز میگویند.مقاومت دمایی در این باتری ها بسیار بالاتر از نوع استاندارد است بنابراین میزان تبخیر به شدت کاهش می یابد تا حدی که نیاز به افزودن آب باتری در این نوع باتری ها به حداقل میرسد. شکل 4 این نوع باتری را نشان میدهد.

شکل 4- باتری MF- باتری کلسیمی

همان‌طور که در شکل 4 ملاحظه می‌شود این باتری‌ها دارای در باتری نیستند اما هنوز دارای مجرای تهویه روی درپوش می‌باشند.یکی دیگر از موارد جهت تشخیص این نوع باتری وجود چشمی بررسی شارژ بودن روی این نوع باتری است. میزان تخلیه خود به خود در این باتری‌ها بسیار ناچیز است. فرایند سولفاته شدن قطب‌ها در این مدل باتری‌ها به‌ندرت مشاهده می‌شود. طول عمر آنها نیز نسبت به باتری‌های استاندارد بسیار کمتر است. این نوع باتری‌ها در بازار ایران به باتری اتمی معروف هستند.

شکل 5- درپوش خانه‌های باتری نوع کلسیمی

 باتری سربی اسیدی- خشک

  اگر شرکت تولیدکننده خودرو با افزودن موادی، الکترولیت را از حالت مایع به حالت دیگری تغییر دهد. نوع باتری تغییر کرده و به این باتری خشک می‌گویند. برخی باتری‌های خشک دارای سوپاپ برای مجرای تهویه هستند که به همین دلیل گاهی این نوع باتری‌ها به نام VRLA  (Valve  Regulated lead Acide) نیز شناخته میشوند.نمودار شماره 3 دسته‌بندی این نوع باتری‌های سربی اسیدی خودرو را نشان میدهد.

نمودار 3- انواع باتری خشک

نکته: باتری‌های خشک گاهی به نام باتری سیلد (Sealed) نیز شناخته میشوند.
کاربرد باتری‌های خشک در خودروها نسبت به باتری‌های تر بسیار کمتر است. فقط برخی خودروها به‌صورت بسیار محدود از باتری‌های خشک در مدل‌های مختلف خودروهای خود استفاده می‌کنند

باتری ژلی – Gel Cell

اگر به الکترولیت باتری سربی اسیدی افزودنی که پایه اصلی آن ژل سیلیکا است اضافه شود، آب باتری از حالت مایع به حالت ژلی تبدیل می‌شود. طول عمر این نوع باتری در صورت نگهداری درست بسیار طولانی و گاهی تا 8 سال نیز می‌تواند باشد. تقریباً دشارژ خودبه‌خود ندارند. سرعت شارژ در این باتری‌ها نسبت به باتری‌های تر زیادتر است. اگر بدنه این باتری‌ها ترک بخورد یا سوراخ شود الکترولیتی از باتری خودرو به بیرون نخواهد ریخت. به دلیل قرارگرفتن صفحات باتری در داخل ژل احتمال ریزش صفحات در اثر نوسانات جاده‌ای کمتر خواهد بود بنابراین استفاده از این باتری‌ها در خودروهای off-road منطقی به نظر میرسد.شکل 6 این نوع باتری را نشان میدهد.

شکل 6- باتری ژلی

مشکل بزرگ باتری‌های ژلی، حساسیت این نوع باتری به تغییرات دما می‌باشد. به عبارت ساده‌تر دمای داخل این باتری‌ها نباید از 37  درجه سانتیگراد بیشتر شود چون در این صورت ژل باتری حالت خود را ازدست‌داده و فرایند باتری دچار مشکل می‌شود. معمولاً این نوع باتری‌ها در خارج از محفظه صندوق موتور (مثلاً داخل اتاق یا صندوق عقب) قرار داده می‌شوند و جعبه محل قرارگرفتن باطری خودرو هم به‌نوعی عایق‌بندی می‌شود.

باتری خمیری – AGM

آخرین نسل باتری‌های سربی اسیدی باتری‌های AGM یا خمیری می‌باشند که در واقع الکترولیت در این باتری‌ها به‌صورت خمیری شکل درآمده است؛ بنابراین مشکل مقاومت دمایی هم نسبت به باتری ژلی بهتر است. شکل 7 این نوع باتری را نشان می‌دهد.

شکل 7- باتری AGM

آنچه در این مقاله آمد مروری بر انواع باطری‌های سربی-اسیدی مورد استفاده در خودروها بود. در مقاله بعدی در مورد نحوه انتخاب مناسب باتری خودرو و نکاتی که سبب افزایش طول عمر باتری خودرو میشود مطرح خواهد شد.