انواع باتری سربی اسیدی خودرو؛ از باتری تر و کلسیمی (اتمی) تا ژلی و AGM

باتری‌های سربی اسیدی خودرو بر اساس حالت الکترولیت به دو دسته تر و خشک تقسیم می‌شوند. باتری‌های تر سه نوع دارند: باتری استاندارد (Sb/Sb)، باتری کم‌نگهداری یا LM (Sb/Ca) و باتری بدون نیاز به نگهداری یا MF (Ca/Ca). نوع MF چون در هر دو صفحه‌اش کلسیم دارد، باتری کلسیمی نامیده می‌شود و در بازار ایران به باتری اتمی معروف است. باتری‌های خشک هم دو نوع ژلی (Gel) و خمیری (AGM) دارند.

تقریباً همه خودروهای بنزینی، دیزلی و دوگانه‌سوز از باتری سربی اسیدی استفاده می‌کنند. باتری ۱۲ ولت خودروهای هیبریدی هم از همین نوع است، اما باتری ولتاژ بالای آن‌ها فناوری دیگری دارد که در مقاله باتری هیبرید به آن پرداخته‌ایم. در بخش اول این مجموعه، انواع باتری خودرو و کلیات آن را مرور کردیم و اگر باتری خودروتان مشکل دارد، راهنمای تشخیص خرابی باتری ماشین به کارتان می‌آید. در ادامه هر نوع باتری سربی اسیدی، روش شناسایی و مزایا و معایب آن را بررسی می‌کنیم. شکل ۱ نوعی باتری سربی اسیدی را نشان می‌دهد.

شکل 1- نوعی باتری سربی اسیدی و اجزا داخلی آن

باتری‌های سربی اسیدی به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

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 چیست و چند نوع دارد؟

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 (Sb/Sb)؛ ساده‌ترین باتری تر و روش شناسایی آن

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. تشخیص اینکه ضعف باتری از خود باتری است یا از سیستم شارژ و دینام، از مهارت‌های پایه برق‌کار است که در دوره آموزش برق خودرو داخلی به‌صورت عملی تمرین می‌شود.

باتری کم‌نگهداری LM (Sb/Ca) چیست و چطور شناسایی می‌شود؟

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 کلسیمی یا MF (Ca/Ca) چیست؟ همان باتری اتمی بازار ایران

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 (سیلد) چیست؟

  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)؛ مزایا و حساسیت به دما

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) چیست؟

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 باتری‌های سربی اسیدی مورد استفاده در خودروها بود.

سؤالات متداول درباره انواع باتری سربی اسیدی

باتری کلسیمی چیست؟

باتری کلسیمی همان باتری بدون نیاز به نگهداری یا MF (Ca/Ca) است که در هر دو صفحه آن کلسیم به کار رفته است. کلسیم مقاومت دمایی باتری را بالا می‌برد و تبخیر الکترولیت را به حداقل می‌رساند، به همین دلیل این باتری تقریباً نیازی به افزودن آب باتری ندارد.

باتری MF چیست و چه فرقی با باتری LM دارد؟

MF مخفف Maintenance Free به معنی بدون نیاز به نگهداری است و در هر دو صفحه آن کلسیم وجود دارد. باتری LM (کم‌نگهداری) فقط در یک صفحه کلسیم دارد. ظاهر این دو هم فرق دارد: باتری LM روی همه خانه‌ها در دارد و مجرای تهویه آن در طرفین باتری است، اما باتری MF در خانه ندارد و معمولاً یک چشمی برای نشان دادن وضعیت شارژ روی آن دیده می‌شود.

باتری اتمی خشک است یا تر؟

باتری اتمی که در بازار ایران به این نام شناخته می‌شود، همان باتری کلسیمی یا MF است و از نوع تر به شمار می‌رود، یعنی الکترولیت آن مایع است. در خانه‌های آن فقط با یک کاور پوشانده شده تا نیازی به اضافه کردن آب نباشد.

باتری اسیدی چیست؟

باتری اسیدی یا سربی اسیدی باتری‌ای است که صفحات آن از سرب ساخته شده و الکترولیت آن اسید سولفوریک رقیق‌شده با آب مقطر است. تقریباً همه خودروهای بنزینی، دیزلی و دوگانه‌سوز و همچنین باتری ۱۲ ولت خودروهای هیبریدی از این نوع باتری استفاده می‌کنند.

فرق باتری ژلی و باتری AGM چیست؟

در باتری ژلی، الکترولیت با افزودنی بر پایه ژل سیلیکا به حالت ژل درمی‌آید. این باتری عمر طولانی دارد، اما به دما حساس است و دمای داخلش نباید از ۳۷ درجه بیشتر شود، به همین دلیل معمولاً بیرون از محفظه موتور نصب می‌شود. در باتری AGM الکترولیت به حالت خمیری درآمده و مقاومت دمایی آن از باتری ژلی بهتر است.

چطور بفهمیم باتری ماشین از کدام نوع است؟

اگر همه خانه‌های باتری در داشته باشند و روی درها مجرای تهویه باشد، باتری از نوع استاندارد است و معمولاً بدنه شفاف دارد. اگر درها مجرای تهویه نداشته باشند و تهویه در طرفین باتری باشد، باتری LM است. اگر باتری در خانه نداشته باشد و چشمی شارژ روی آن دیده شود، از نوع کلسیمی یا MF است.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی