بطارية سيارة قابلة للشحن

تسمى البطارية القابلة لإعادة الشحن التي توفر تدفقًا كهربائيًا للسيارة بطارية السيارة. يتم الاعتناء ببادئ التشغيل ، ويقوم المبدئ بتشغيل المحرك. يمنح المولد القدرة على الإطارات الكهربائية للمركبة بمجرد تشغيل المحرك.

21 plate truck battery -Bosch

بطاريات في السيارات الحديثة

محركات الديزل والبنزين

عادةً ما يتم استخدام أقل من ثلاثة بالمائة من سعة البطارية لبدء التشغيل. يتم تصنيع بطاريات السيارات لتوفير أعلى تيار لفترة وجيزة من الوقت بسبب هذا. لهذا السبب ، تُعرف أيضًا باسم "بطاريات SLI" ، والتي تعني البدء والإضاءة والاشتعال. يمكن تقصير العمر الافتراضي لبطاريات SLI عن طريق التفريغ الكامل لأنها غير مخصصة للتصريف العميق.

توفر بطارية SLI الطاقة الإضافية المطلوبة عندما تتجاوز الاحتياجات الكهربائية للسيارة الإمداد من نظام الشحن بالإضافة إلى بدء تشغيل المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، فهو يعمل كعامل استقرار ، مما يقلل من ارتفاعات الجهد التي قد تكون ضارة. المولد ، الذي يشتمل على منظم جهد للحفاظ على الخرج أثناء تشغيل المحرك ، يوفر غالبية الطاقة حوالي 13.5 إلى 14.5 فولت. في معظم سيارات الركاب والشاحنات الخفيفة ، تكون بطاريات SLI الحديثة من نوع حمض الرصاص ، وتستخدم ست خلايا متصلة بالسلسلة لإنشاء نظام اسمي بجهد 12 فولت ، أو اثني عشر خلية لنظام 24 فولت في الشاحنات الكبيرة أو معدات نقل التربة ، على سبيل المثال.

سيارة كهربائية

بالإضافة إلى كونها تعمل ببطارية سيارة كهربائية عالية الجهد ، فإن المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية تتميز عادةً ببطارية السيارة أيضًا ، مما يسمح لها باستخدام ملحقات السيارة الشائعة بجهد 12 فولت.

تاريخ

كانت السيارات السابقة تفتقر إلى البطاريات لأن أنظمتها الكهربائية كانت غير كافية. بدأ تشغيل المحرك باستخدام كرنك ، وكانت المصابيح الأمامية تعمل بالغاز بدلاً من الكهرباء. حوالي عام 1920 ، عندما بدأت السيارات في الظهور مع مشغلات كهربائية ، بدأ استخدام بطاريات السيارات بشكل شائع. حدث اختراع البطارية المغلقة ، والتي لم تكن بحاجة إلى إعادة الشحن ، في عام 1971.

كانت أطر البداية والشحن في البداية عبارة عن أطر أرضية موجبة بجهد 6 فولت ، مع التعليق المرتبط مباشرة بطرف البطارية الموجب. عمليا جميع مركبات الشوارع اليوم لديها إطار أرضي سلبي. يرتبط طرف البطارية السالب بحالة السيارة.

في الوقت الذي بدأت فيه منظمة Hudson Engine Vehicle بإدخال بطاريات Battery Board Worldwide في عام 1918 ، كانوا سريعًا في استخدام بطارية عادية. BCI هي الرابطة التي تحدد مبادئ طبقات البطارية.

حتى منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت السيارات تعتمد على أطر كهربائية وبطاريات 6 فولت. في اللحظة التي توقعت فيها المحركات الأكبر ذات نسب الضغط الأعلى بدء المزيد من القدرة الكهربائية ، حدث التغيير من 6 إلى 12 فولت. المركبات الأكثر تواضعًا التي توقعت قدرة أقل على البدء ، على سبيل المثال ، فولكس فاجن سكاراب خلال الستينيات وسيتروين 2 سي في في عام 1970 ، بقيت مع 6 فولت لفترة أطول.

تم اقتراح معيار الإطار الكهربائي 42V خلال التسعينيات. كان من المفترض أن تأخذ في الاعتبار جميع الزخارف الأكثر إثارة للإعجاب التي تعمل بالوقود الكهربائي بالإضافة إلى سروج الأسلاك الأوتوماتيكية الأخف وزناً. لقد أدت إمكانية الوصول إلى المحركات عالية الفعالية ، وطرق الأسلاك الجديدة ، وأدوات التحكم المحوسبة ، بالإضافة إلى التركيز على أطر المركبات المتقاطعة التي تستخدم بادئًا / مولدات عالية الجهد ، بشكل أساسي إلى القضاء على الحاجة إلى تبديل الفولتية الحقيقية للسيارة.

تصميم

مع ست خلايا ، تعتبر بطارية السيارة مثالاً لبطارية خلية رطبة. تتكون خلايا بطارية تخزين الرصاص من ألواح بديلة مصنوعة من شبكة تركيبة من الرصاص محملة برصاص مسح (ألواح كاثود) أو مغطاة بثاني أكسيد الرصاص (أنود). المنحل بالكهرباء عبارة عن ترتيب أكال كبريتي ، يتم ملؤه في كل خلية. في البداية ، كان لكل خلية غطاء حشو يسمح برؤية مستوى المنحل بالكهرباء وإضافة الماء إلى الخلية. سمحت فتحة تهوية صغيرة في غطاء الملء بغاز الهيدروجين الناتج أثناء الشحن للهروب من الهاتف.

تتصل الصفائح الموجبة لخلية واحدة باللوحات السالبة للخلية المجاورة بواسطة أحزمة قصيرة ضخمة. في الجزء العلوي ، أو أحيانًا على الجانب ، من البطارية يتم تركيب زوج من المحطات الأساسية المطلية بالرصاص لمنع التآكل. تم استخدام أغلفة المطاط الصلب وفواصل الألواح الخشبية في بطاريات السيارات المبكرة. لمنع صفائح الخلية من الاتصال ببعضها البعض وقصر الدائرة ، تستخدم الوحدات الحديثة صفائح منسوجة وأغلفة بلاستيكية.

تستخدم بطاريات السيارات في حاجة إلى الصيانة الروتينية والفحص لاستعادة المياه التي فُقدت أثناء تشغيل البطارية. في بطاريات "الصيانة المنخفضة" (المعروفة أيضًا باسم "لا تحتاج إلى صيانة") ، تُصنع عناصر اللوحة من سبيكة مختلفة ، مما يقلل من كمية المياه التي تتحلل أثناء الشحن. على مدار عمرها الإنتاجي ، قد لا تحتاج البطارية الحديثة إلى المزيد من الماء ، وتتخلص بعض الطرز من أغطية تعبئة مميزة لكل خلية. عيب هذه البطاريات هو أنها تتمتع بقدرة منخفضة جدًا على التفريغ العميق ، مثل تلك الناتجة عن ترك المصابيح مضاءة في السيارة حتى نفاد البطارية تمامًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقصير عمر البطارية بمقدار الثلث أو أكثر وتغطية أقطاب لوحة الرصاص برواسب الكبريتات.

وبالمثل ، فإن بطاريات AGM ، التي يُلمح إليها على أنها بطاريات VRLA ، أكثر تكلفة ومع ذلك فهي تتمتع بقدرة أعلى على تحمل قناة عميقة. لا يمكن إضافة الماء إلى خلية بطارية VRLA. للحفاظ على العبوة من التصدع بسبب الغش الفادح أو خيبة الأمل الداخلية ، يتم تجهيز الخلايا حصريًا بصمام ميكانيكي لتفريغ الإجهاد. نظرًا لأن بطارية VRLA لا يمكنها إطلاق المنحل بالكهرباء ، فهي مفيدة للغاية في المركبات مثل الطرادات.

Champion AGM Battery

تستخدم ست خلايا كلفانية بشكل شائع في دائرة متسلسلة لصنع البطاريات. عند الشحن الكامل ، تنتج كل خلية 2.1 فولت ، بإجمالي 12.6 فولت. تطلق عملية كيميائية الإلكترونات أثناء التفريغ ، مما يسمح لها بالمرور عبر الموصلات وتوليد الكهرباء. تتفاعل مكونات الألواح مع حمض الإلكتروليت ، الذي يحولها إلى كبريتات الرصاص عند تفريغ البطارية. ينعكس التفاعل الكيميائي عند إعادة شحن البطارية ، مما يؤدي إلى تحويل كبريتات الرصاص إلى ثاني أكسيد الرصاص. يمكن تكرار الإجراء بعد إعادة اللوحات إلى حالتها الأولية.

تستخدم بعض السيارات بطاريات بدء التشغيل الأخرى. تعد بطارية الليثيوم أيون خيارًا متاحًا لسيارة بورش 911 جي تي 3 آر إس 2010 لتقليل الوزن. يمكن استخدام بطاريتين متسلسلتين بواسطة الشاحنات الثقيلة إلى نظام 24 فولت أو مجموعات بطاريات متوازية متسلسلة توفر 24 فولت.

تخصيص

الشكل المادي

يتم تصنيف البطاريات وفقًا لحجمها وتقنية التركيب ونوع وموقع أطرافها.

واط ساعة (آه)

تقدر قدرة البطارية على تخزين الطاقة بالساعات أمبير (آه أو آه). في أوروبا ، يتم ترتيب هذه الدرجة بموجب اللوائح.

أمبير الاخرق (CCA ، CA ، MCA ، HCA)

أعمدة التدوير (CCA ، CA ، MCA ، HCA)

CCA: الحد الأقصى لمقدار التيار الذي يمكن أن توفره البطارية عند 0 درجة فهرنهايت (18 درجة مئوية). يستغرق بدء تشغيل سيارة حديثة بمحركات تعمل بالحقن بالوقود يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر بضع ثوانٍ فقط ، ولم تعد إحصائيات CCA مهمة كما كانت من قبل. سيكون الأخير دائمًا أكبر بسبب درجات الحرارة الأكثر دفئًا ، وبالتالي من الأهمية بمكان عدم خلط CCA مع قيم CA / MCA أو HCA. على سبيل المثال ، ستتمتع بطارية بسعة 250 CCA بقدرة بدء تشغيل أكبر من بطارية بسعة 250 CA (أو MCA) ، والعكس صحيح.

يتم قياس مقدار التيار الذي يمكن للبطارية توصيله عند 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) بأمبير التدوير (CA).

أمبير التدوير البحري (MCA): على غرار CA ، يقيس MCA التيار الذي يشير إلى أ

بطاريات الجرارات والقوارب في الحديقة والحدائق (وبالتالي المصطلح "البحرية") ، والتي يقل احتمال تشغيلها في البيئات التي يمكن أن يتراكم فيها الجليد ، توجد في كثير من الأحيان عند 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية). أمبيرات الربط الساخنة (HCA) هي مقدار التيار الذي يمكن أن تعطيه البطارية عند 80 درجة فهرنهايت (27 درجة مئوية). يتميز التصنيف بأنه يمكن للبطارية المستمرة المسببة للتآكل في درجة الحرارة تلك أن تنقل لمدة 30 ثانية وتواكب ما لا يقل عن 1.2 فولت لكل خلية (7.2 فولت لبطارية 12 فولت).

التحضير للدقائق - سعة الدقائق الاحتياطية (RCM)

يُعرف مقدار الوقت (بالدقائق) الذي تعمل فيه بطارية الرصاص المسببة للتآكل عند 80 درجة فهرنهايت (27 درجة مئوية) باستمرار 25 أمبير قبل الغمس تحت 10.5 فولت على أنه يُعرف بقدرة البطارية على دعم قاعدة العبء الكهربائي.

مجموعة الحجم

يتم تحديد طول وعرض وارتفاع البطارية بواسطة حجم مجموعة Battery Council International (BCI). تقرر المنظمة استخدام أي من هذه المجموعات.

تواريخ الكود

في الولايات المتحدة ، توجد رموز على البطاريات لمساعدة المتسوقين في شراء واحدة تم تسليمها مؤخرًا. عندما يتم وضع البطاريات بعيدًا ، يمكن أن تبدأ في فقد شحنتها. ستحتوي البطارية التي تم تصنيعها في أكتوبر 2015 على رمز رقمي من 10 إلى 5 أو رمز أبجدي رقمي من K-5. "A" لشهر يناير ، و "B" لشهر فبراير ، وما إلى ذلك (تم تخطي الحرف "I").

في جنوب إفريقيا ، يعد الرمز الموجود على البطارية لإظهار تاريخ الإنشاء أمرًا مهمًا للتغليف ويتم إلقاؤه في الجزء السفلي الأيسر من الغلاف. الرمز هو رقم السنة والأسبوع. (YYWW).

الاستخدام والصيانة

يتلاشى المنحل بالكهرباء بسبب درجات الحرارة المرتفعة ، مما يقلل من مساحة السطح القابلة للحياة للألواح المقدمة إلى المنحل بالكهرباء ويسبب الكبريت. هذا هو أحد الدوافع الأساسية لخيبات البطارية. تؤدي درجة الحرارة إلى زيادة معدلات استهلاك المصفوفة. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة أيضًا إلى حدوث خلل في البطاريات.

يمكن لداعم بطارية مناسب أو بطارية سيارة أخرى أن يطلق مركبة ذات بطارية مستوية ، وبعد ذلك ، سيستمر المحرك في شحن البطارية عند هذه النقطة.

المقاومة الكهربائية الناتجة عن التآكل

في أطراف البطارية قد يجعل من المستحيل بدء تشغيل السيارة. يمكن تجنب ذلك باستخدام الكمية المناسبة من الشحم العازل.

تحدث الكبريت عندما تكون طبقة سميكة من الرصاص

تتشكل الكبريتات على الأقطاب الكهربائية ، مما يضعف البطارية. عندما لا تكون البطارية مشحونة بالكامل وتُترك فارغة ، قد تحدث الكبريتات. لتجنب الضرر ، يجب شحن البطاريات المحتوية على كبريتات تدريجيًا.

التفريغ العميق غير مخصص لبطاريات SLI ويؤدي ذلك إلى تقصير عمرها الافتراضي.

يجب إنهاء بطاريات مركبات الرصاص والأنتيمون باستمرار بالماء النقي لتعويض الماء المفقود أثناء التحليل الكهربائي والتلاشي. تم تقليل وتيرة سوء الحظ في المياه في الخطط المتقدمة الإضافية عن طريق تغيير تثبيت السبائك إلى الكالسيوم. تتطلب بطاريات السيارات الحالية صيانة أقل وفي بعض الأحيان لا تحتوي على أغطية لإضافة الماء إلى الخلايا. لتمثيل المصائب طوال مدة البطارية ، تحتوي هذه البطاريات على إلكتروليت إضافي على الألواح.

يقوم بعض صانعي البطاريات بوضع مقياس كثافة السوائل داخل العناصر الخاصة بهم لإظهار درجة شحن البطارية.

تم توصيل كابل توصيل موجب (أحمر) بعمود البطارية. يكشف مشبك العبور المفرد عن نافذة مقياس كثافة السوائل الاختيارية. لا يظهر مشبك العبور السالب باللون الأسود.

يعتبر التخلص من المادة الفعالة من ألواح البطارية ، والتي تتراكم في الجزء السفلي من الخلايا وقد يؤدي في النهاية إلى إحداث دائرة قصر في الألواح ، آلية التآكل الأساسية. يمكن تقليل هذا بشكل كبير عن طريق إرفاق مجموعة واحدة من اللوحات في أكياس فاصلة بلاستيكية قابلة للنفاذ. هذا يسمح للكهارل والأيونات بالمرور مع منع الحمأة من سد الصفائح.