باتری خودرو چگونه کار می کند؟

ساختار باتری خودرو چگونه است؟ تعریف باتری چیست؟ انواع باتری خودرو کدام اند؟ نحوه ساخت باتری ها چگونه است؟ طرز کار باتری خودرو چگونه است؟ این ها موضوعاتی هستند که در این مطلب قصد داریم در خصوص آن ها صحبت کنیم. اگر به دنبال این هستید که کمی بیشتر در مورد باطری های ماشین بدانید حتما تا انتها این مطلب همراه ما باشید.

تعریف باتری

به طور کلی باتری وسیله ای است که انرژی شیمیایی را به الکتریسیته تبدیل می کند. باتری خودرو یک باتری سرب اسیدی است که انرژی شیمیایی را ذخیره می کند و سپس در مواقع نیاز آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

همه ی باتری ها جدای از طرح ها و مشخصات باتری های مختلف، اهداف مشابهی دارند. باتری های خودرو، دارای شش سلول با ذخیره سازی سرب در هر کدام است. هر سلول با محلول اسید سولفوریک پر می شود که به عنوان الکترولیت شناخته می شود.

کار های باتری خودرو

باتری برخی از ضروری ترین عملکردهای خودروی شما را بر عهده دارد. در اینجا برخی از کار های باتری خودرو آورده شده است تا به شما در درک اهمیت آن کمک کند.

1.      استارت موتور

تهیه انرژی مورد نیاز برای استارت خودرو اولین و مهمترین وظیفه باتری ماشین است. باتری انرژی شیمیایی را ذخیره می کند که بعداً وقتی کلید خود را بچرخانید یا دکمه را فشار دهید بتواند موتور را روشن کند، و این انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود؛ یک باتری آن را به تمام قطعات خودروی شما که ممکن است به آن نیاز داشته باشند توزیع می کند.

2.      کمک کننده به سیستم جرقه زنی

هنگامی که ماشین را روشن می کنید، باتری نه تنها موتور شما را آماده و روشن می کند، بلکه سیستم جرقه زنی ماشین را نیز روشن می کند. برق کل وسیله نقلیه را به هم متصل می کند و ویژگی های امنیتی آن را روشن می کند.

اگر مشکلی در سیستم انرژی وجود دارد، آن لحظه است که احتمالاً متوجه خواهید شد. یک باتری همچنین برق تمام وسایل الکترونیکی را زمانی که موتور کار نمی کند تامین می کند.

3.      نگهدارنده

اگر باتری همانطور که باید کار کند، پایداری سیستم انرژی خودروی شما را تضمین می کند. پس از راه‌اندازی وسیله نقلیه، باتری توسط دینام شارژ می‌شود تا هنگام رانندگی همه چیز کار کند.

بعلاوه، دوباره شروع به ذخیره انرژی شیمیایی می کند تا به اندازه کافی برای روشن کردن موتور خودرو در نوبت بعدی داشته باشد. باتری‌های نوع جدید دارای سیستم‌هایی هستند که از خشک شدن آن‌ها در انرژی جلوگیری می‌کند و همچنین برای مدت طولانی‌تری از آنها در برابر آسیب‌ های خورنده محافظت می‌کند.

4.      دینام

علاوه بر این، یک باتری الکتریسیته را به دینام منتقل می کند که اگر به خوبی کار کند، مسئولیت عملکردهای الکتریکی مانند سیستم صوتی، تهویه مطبوع، برف پاک کن ها، چراغ های جلو یا حتی سیستم کیسه هوا را بر عهده دارد.

این باعث می شود خودرو پس از گذر از جریان برق کار کند. سپس، اگر هر نوع نقص یا کار بیش از حد دینام وجود داشته باشد، یک باتری می تواند به عنوان یک پشتیبان عمل کند و خودرو را برای مدتی همراه با شارژ نگه دارد.

یک باتری سالم مورد نیاز است، مخصوصاً زمانی که تصمیم می‌گیرید برخی لوازم جانبی را به ماشین خود اضافه کنید و آنها به برق نیاز دارند، به عنوان مثال چراغ‌ها یا ابزارهای اضافی.

5.      تنظیم کننده ولتاژ

گاهی اوقات، سیستم‌های دیگر در ماشین شما ممکن است بیش از حد کار کنند و ولتاژ بالایی تولید کنند که معمولاً آسیب زیادی به ماشین شما می‌زند (حتی می‌توانند آن را آتش بزنند). خوشبختانه، یک باتری مدرن می تواند مقداری از ولتاژ بیش از حدی را که ممکن است سایر قطعات تولید کنند جذب کند. به لطف آن، تمام اجزای جامد و کل سیستم الکتریکی از آسیب ناشی از سطح ولتاژ غیر طبیعی محافظت می شوند.

همانطور که می بینید، اینها برخی از عملکردهای حیاتی خودروی شما هستند و همه آنها به این باتری کوچک بستگی دارند تا همه چیز را روشن نگه دارد.

انواع مختلفی از باتری ها وجود دارد، به عنوان مثال باتری های قوی تر که می توانند حتی سردترین زمستان ها را بدون هیچ مشکلی در راه اندازی موتور پشت سر بگذارند.

همچنین بخوانید: تاثیر هوای سرد بر باتری خودرو

اساس کار باتری چگونه است؟

کار باتری های خودرو کمی پیچیده و جالب است. بیشتر آن بر پایه یک واکنش شیمیایی سرب-اسید برای تامین انرژی اجزای الکتریکی متکی است، انرژی اندکی را برای تامین انرژی لوازم جانبی و مهمتر از همه موتور استارت موتور فراهم می کند. موتور را روشن می کند و به محض شروع به کار موتورها، دینام شارژ را به باتری برمی گرداند.

فقط باتری را به عنوان یک نیروگاه تصور کنید که یک واکنش شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

به طور معمول، باتری های SLI (مناسب استارت خودرو) دارای شش سلول هستند که هر کدام شامل دو صفحه است. یکی از صفحات از سرب و دیگری از دی اکسید سرب ساخته شده است. هر سلول می تواند حدود 2 ولت انرژی تولید کند. صفحات در اسید سولفوریک غوطه ور هستند که به دو صفحه اجازه واکنش می دهد. این اسید واکنشی را در صفحه دی اکسید سرب ایجاد می کند و باعث ایجاد یون و سولفات سرب می شود.

آهن های ایجاد شده توسط صفحه دی اکسید سرب به صفحه دیگر واکنش می دهند و سولفات سرب و هیدروژن تولید می کنند. این منجر به یک واکنش شیمیایی می شود که الکترون تولید می کند، الکترون ها در اطراف صفحات حرکت می کنند و الکتریسیته تولید می کنند. جریان الکتریسیته از طریق پایانه ها برای روشن شدن خودرو و تامین انرژی سایر اجزای الکتریکی خودرو جریان می یابد.

باتری می تواند به سرعت راه اندازی شود زیرا فرآیند واکنش شیمیایی کاملاً برگشت پذیر است. به همین دلیل دینام موتور می تواند در تمام طول عمر خود به شارژ موتور ادامه دهد.

اجزای اصلی باتری:

• صفحات مثبت
• صفحات جداکننده
• ترمینال مثبت
• ترمینال منفی
• بدنه بیرونی / ظرف

مشخصات فنی باتری ها

در زیر مشخصاتی وجود دارد که می توانید انواع باتری ها را مشاهده کنید:

طراحی فیزیکی : باتری ها بر اساس اندازه، نوع و محل ترمینال هایشان و همچنین سبک نصب مشخص می شوند.

آمپر ساعت (Ah): آمپر ساعت واحد مربوط به ظرفیت ذخیره انرژی باتری است.

آمپراژهای میل لنگ: مقدار جریانی است که یک باتری می تواند در آمپر میل لنگ سرد که 0 درجه فارنهایت (- 18 درجه سانتیگراد) است، ارائه دهد. آمپر میل لنگ، مقدار جریانی است که یک باتری می تواند در دمای 32 درجه فارنهایت که صفر درجه سانتیگراد است، ارائه دهد.

دقیقه ظرفیت ذخیره (RCM) : این توانایی باتری برای حفظ حداقل بار الکتریکی اعلام شده است.

اندازه گروه : این ابعاد فیزیکی مانند وزن، قد، طول و عرض باتری است. اغلب توسط تولید کنندگان بیان می شود.

کدهای داده : کدهای داده به خریداران کمک می کند تا بدانند باتری خریداری شده نسخه اخیراً منتشر شده است یا خیر.

انواع باتری با توجه به تکنولوژی:

• باتری سربی – اسیدی
• باتری آلکالاین
• باتری زینک اسید
• باتری لیتیوم یونی

با این حال، باتری لیتیوم یون جدیدترین و پیشرفته ترین نوع از همه آنها است. سازندگان از باتری لیتیوم یونی عمدتاً در خودروهای الکتریکی استفاده می کنند. این باتری نسبت به سایر انواع باتری ظرفیت بیشتری برای ذخیره انرژی الکتریکی دارد.

انواع باتری با توجه به ولتاژ:

• 6 ولت – معمولاً در دوچرخه های کوچک استفاده می شود.
• 12 ولت – معمولاً در موتور سیکلت و اتومبیل استفاده می شود.
• 24 ولت – معمولاً در وسایل نقلیه سنگین استفاده می شود.

تعمیر و نگهداری باتری ها

مراقبت خوب از باتری به افزایش طول عمر آن کمک می کند. در زیر نکاتی در مورد نحوه تعمیر و نگهداری باتری خودرو آورده شده است:

• وضعیت شارژ باتری باید به طور منظم بررسی شود. برای این منظور مقاله نحوه تست ولتاژ باتری ماشین را مطالعه نمایید! یک نقطه در بالای باتری وجود دارد که وضعیت باتری را نشان می دهد و نشان می دهد. اما راه ایده آل برای بررسی وضعیت باتری استفاده از یک ولت متر برای دانستن ولتاژ تثبیت شده است.

اگر درپوش دریچه باتری متحرک باشد، از یک هیدرومتر برای تعیین وزن مخصوص (SG) استفاده می شود. انتظار می رود یک باتری شارژ شده فعال دارای ولتاژ تثبیت شده بالای 12.5 ولت و قرائت SG بالای 1.240 باشد.

• قسمت بالای باتری باید تمیز، خشک و عاری از کثیفی و کثیفی باشد.
• کابل ها، پایانه ها، پیچ ها باید به طور منظم بررسی شوند تا اطمینان حاصل شود که اتصالات شل، شکستگی یا آسیب دیده وجود ندارد. اینها همچنین باید عاری از خاک و خوردگی باشند.

یک پوشش نازک از گریس با دمای بالا باید روی اتصالات و پایه های سطح اعمال شود. این برای محافظت اضافه شده است.

• کیس باتری باید برای علائم واضح آسیب فیزیکی یا تاب برداشتن بررسی شود. اگر چنین اتفاقی بیفتد، نشانه گرم شدن بیش از حد یا شارژ بیش از حد باتری است.
• لازم است بررسی شود که آیا الکترولیت کافی در باتری پوشاننده صفحات باتری وجود دارد یا خیر. اگر کافی نیست، از پر کردن مطمئن شوید و بیش از حد پر نکنید زیرا وقتی باتری کاملاً شارژ شد سطح مایع بالا می‌رود و ممکن است سرریز شود.

الکترولیت باید با استفاده از آب مقطر یا غیر معدنی پر شود. اسید سولفوریک نباید استفاده شود.

علت اصلی خرابی باتری می تواند گرمای بیش از حد باشد. الکترولیت به دلیل دماهای بالا تبخیر می شود که باعث کاهش سطح موثر صفحات در معرض الکترولیت می شود. این همچنین نرخ خوردگی شبکه را با دما افزایش می دهد. گرما یا دمای پایین نیز می تواند منجر به خرابی باتری شود.

بیشتر بدانید: اصول نگهداری از باتری ماشین

فرایند ساخت باتری

فرآیند اولیه با ساخت شبکه های باتری آغاز می شود که از یک بند پیوسته سرب جدا می شوند. هدف این شبکه ها هدایت جریان الکتریکی و ایجاد ساختاری برای چسبیدن مواد فعال است.

سپس، مخلوط خمیری متشکل از اکسید سرب، اسید سولفوریک و آب به دو طرف شبکه ها اعمال می شود. مواد منبسط کننده ساخته شده از سولفات های پودری برای تولید صفحات منفی به خمیر اضافه می شود.

از آنجا، صفحات کاملا چسبانده شده باید پخت شوند، فرآیندی که در یک محیط کنترل شده با دما و رطوبت گرم به مدت دو تا چهار روز انجام می شود. در طی این فرآیند، رشد کریستالیزاسیون رخ می دهد که خمیر را به شبکه ها متصل می کند.

هنگامی که صفحات آماده شدند، آنها را به طور متناوب (مثبت، منفی، مثبت، منفی و غیره) با جداکننده هایی که بین آنها قرار داده شده است روی هم چیده می شوند.

نقش جداکننده ها جداسازی واقعی صفحات منفرد از یکدیگر است تا از اتصال کوتاه جلوگیری کنند و در عین حال اجازه دهند جریان الکتریکی بین آنها جریان یابد. همه صفحات منفی به هم متصل هستند و به همین ترتیب همه صفحات مثبت نیز به هم متصل هستند یک سلول باتری 2 ولتی ایجاد می کند.

انتقال ولتاژ به باتری

سپس سلول ها به درستی جهت دهی شده و در جعبه باتری قرار می گیرند. ولتاژ مورد نیاز باتری تعیین می کند که چند سلول 2 ولتی مورد نیاز است، بنابراین یک باتری معمولی 12 ولتی به شش عدد از این سلول های 2 ولتی نیاز دارد که در کیس انداخته شده و به صورت سری به هم جوش داده شوند.

هنگامی که تمام سلول های باتری در جای خود قرار گرفتند و به یکدیگر جوش داده شدند، پوشش بالایی را می توان به طور دائم به بالای باتری حرارت داد. پوشش بالایی شامل عناصر متصل است و پست های ترمینال در خارج تشکیل می شوند و یک مهر و موم محکم اسیدی ایجاد می کنند.

از آنجا به باتری می توان یک پر اولیه از اسید سولفوریک (یا “الکترولیت”) داده و شارژ تشکیل داد. در طول این دوره شارژ، باتری به یک منبع الکتریکی متصل می شود و بسته به نوع و اندازه باتری به مدت 24 تا 32 ساعت شارژ می شود.

پس از تشکیل کامل، باتری از الکترولیت خود تخلیه می شود و سپس با اسید استحکام بالاتر پر می شود، فرآیند آب بندی کامل می شود و پس از بررسی های مختلف کیفیت، تمیز کردن و برچسب زدن آماده سرویس است!

کلام آخر

امیدواریم که این مقاله برای شما مفید بوده باشد و توانسته باشیم شما را به خوبی با ساختار، عملکرد و نحوه کار باتری های خودرو آشنا نماییم.