بطارية السيارة

بطارية السيارة أو بطارية SLI (لـ “بدء إشعال الإضاءة”) ، هي بطارية مجمعة تزود طاقة كهربائية أقل من 12 فولت لمركبة ذات محرك حراري ، أو ذات جهد أعلى في السيارات الكهربائية أو الهجينة. أو الهجينة الدقيقة.

السيارات الأولى لم يكن بها بطارية. كانت المعدات الكهربائية شبه معدومة ، وبدأت السيارة بعمود كرنك ونتج اشتعال الشرارة عن طريق مغناطيس الاشتعال. في عام 1918 ، كانت شركة Hudson Motor Car Company الأمريكية لصناعة السيارات أول من استخدم البطاريات الموحدة من قبل Battery Council International (en) 1.

بدأ استخدام البطاريات على نطاق واسع منذ عشرينيات القرن الماضي عندما تم تجهيز السيارات بمبدئ كهربائي 2. تم تصميم أول نظام لبدء إعادة الشحن لجهد 6 فولت مع أرضية موجبة. تضمن ذلك توصيل الطرف الموجب بإطار السيارة 3. تم تغيير التصميم منذ ذلك الحين إلى كتلة سالبة ، وحدث هذا التغيير بين ثلاثينيات وستينيات القرن الماضي بوتيرة شركات تصنيع السيارات. تم تجهيز السيارات بأنظمة 6 فولت حتى منتصف الخمسينيات من القرن الماضي. يحدث التغيير من 6 إلى 12 فولت مع زيادة حجم المركبات: تتمتع المحركات بنسبة ضغط أعلى وتتطلب طاقة أكبر لبدء التشغيل.

قسم الكابلات الكهربائية

وهذا يجعل من الممكن ، من بين أمور أخرى لخفض قسم الكابلات الكهربائية إلى النصف لنفس الطاقة الموزعة 4. ومع ذلك ، استمرت بعض السيارات الأصغر في تزويدها ببطاريات 6 فولت لبعض الوقت ، ولا سيما Beetle حتى منتصف الستينيات وسيارة Citro 2n 2 CV حتى عام 1970. في التسعينيات ، تم اقتراح نظام جديد بجهد 42 فولت ، لكن لم يتم اعتماده في النهاية 5. أحدث تطوير وتوزيع المركبات الهجينة والكهربائية خلال أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين تغييرات في أنواع بطاريات السيارات المستخدمة. أنواع المركبات مركبات الاحتراق مقالة ذات صلة: بطارية الرصاص الحمضية.

إقرأ أيضا:أجمل المحميات الطبيعية في العالم

في السيارات المجهزة بمحرك احتراق داخلي ، تُستخدم البطارية بشكل أساسي لبدء تشغيل المحرك. بمجرد تشغيل الماكينة ، يتم توفير الطاقة الكهربائية للسيارة بواسطة المولد. عادةً ما يستنزف التدوير أقل من ثلاثة بالمائة من البطارية. وبالتالي ، تم تصميم بطاريات السيارات لتوفير كمية كبيرة من التيار بسرعة وإعادة شحنها بسرعة. لذلك فهي غير مصممة لعمليات التفريغ العميق (في) ويمكن أن يؤدي التفريغ الكامل لمثل هذه البطارية إلى تقليل عمرها الافتراضي 6. عادة ما تكون البطاريات في هذه المركبات من حمض الرصاص ، وتتكون من ست خلايا كلفانية على التوالي. توفر كل خلية 2.1 فولت بإجمالي 12.6 V7.

وهي تتكون من ألواح الرصاص المتناوبة (الكاثود) وثاني أكسيد الرصاص / الرصاص (الأنود) مغمورة في محلول حمض الكبريتيك ، والذي يعمل بمثابة إلكتروليت. بعض المركبات تستخدم بطاريات مختلفة. لذلك ، على سبيل المثال ، تستخدم سيارة بورش 911 جي تي 3 2010 بطارية ليثيوم أيون 9 ، بينما يمكن للسيارات الأثقل استخدام بطاريتين في سلسلة لإنشاء نظام 24 V10.

بطاريات الرصاص

في عام 1997 ، بدلاً من بطاريات الرصاص الحمضية القياسية ، قامت فورد بتجهيز سياراتها حول العالم ببطاريات حمض الرصاص معززة بإضافة الفضة والكالسيوم ، مع نظام شحن مكيف حتى أوائل السبعينيات ، كانت البطاريات تتطلب بعض أشكال الصيانة عن طريق إعادة شحن الإلكتروليتات. تم توحيد البطارية المختومة بعد ذلك وبقي سائل البطارية داخل البطارية طوال عمرها الإنتاجي. ومع ذلك ، فإن هذا التصميم يجعل البطارية لا تتحمل التفريغ العميق ، على سبيل المثال ، عندما يتم إفراغ الأخير تمامًا بواسطة جزء من السيارة ظل قيد التشغيل بعد إيقاف تشغيل المحرك.

إقرأ أيضا:حدود العلاج الجيني

تعد بطاريات VRLA أكثر تحملاً لعمليات التفريغ العميق ، ولكنها أغلى ثمناً يتيح التجاوز (البطارية) أو التوصيل الموازي لبطارية أخرى بدء تشغيل سيارة يتم تفريغ بطارية 12 فولت الخاصة بها. المركبات الهجينة تحتوي السيارات الهجينة أيضًا على محرك حراري يجب تشغيله وملحقات كهربائية مماثلة لتلك الموجودة في السيارات الأخرى. لذا فهي تحمل أيضًا بطارية 12 فولت ، غالبًا ما تكون سعتها منخفضة لأن بطارية الجر توفر الطاقة الزائدة من خلال الإلكترونيات عند الطلب.

لا تستخدم معظم الطرز نفس النوع من المبدئ ولا تستخدم المولد التقليدي. في بعض الموديلات ، يعتمد نظام إدارة المحرك الهجين على بطارية الجر بمحرك كهربائي قابل للانعكاس كمولد لبدء تشغيل المحرك الحراري بسلاسة أكبر ودون تدخل السائق. سيارة كهربائية في عام 2019 ، بينما يتطور استخدام السيارات الكهربائية في بعض البلدان ، يتم إنتاج جميع خلايا البطاريات المستخدمة في العالم تقريبًا للسيارات بواسطة عدد قليل من المجموعات الآسيوية. لتقليل اعتماد أوروبا على الصين والولايات المتحدة

تسريع بناء اتحاد أوروبي لبطاريات السيارات

في 4 مايو 2019 ، بعد 18 شهرًا من التحضير ، أعلنت فرنسا وألمانيا عن عزمهما تسريع بناء اتحاد أوروبي لبطاريات السيارات الكهربائية. بسبب مخاطر الممارسات المناهضة للمنافسة ، استخدمت المفوضية الأوروبية .حق النقض ضد اندماج شركتي سيمنز وألستوم ، لكنها أعطت اتفاقًا من حيث المبدأ بحيث يمكن لقطاع البطاريات الأوروبي هذا أن يتلقى إعانات عامة ؛ الاتفاق الذي وفقًا لماروس سيفكوفيتش (المفوض الأوروبي للطاقة)

إقرأ أيضا:كيف تختار هدية عيد الميلاد المثالية؟

يمكن إضفاء الطابع الرسمي عليه قبل نهاية تفويض المفوضية الساري حتى أكتوبر 2019 13. “في هذا الصندوق ، 1.2 مليار يورو على الأكثر” ستكون منحًا عامة ، والباقي (حوالي 4 مليارات) يجب أن تأتي من القطاع الخاص. والهدف هو أن يكون لدينا قبل عام 2020 مصنع تجريبي في فرنسا (تم الإعلان عن 200 وظيفة) ينذر بمصنعين للإنتاج في فرنسا. وألمانيا (تم الإعلان عن 2 × 1500 وظيفة) 13. وفقًا لبيتر ألتماير (في مايو 2019) ، هناك حوالي 35 شركة (من فرنسا وألمانيا وإيطاليا وبلجيكا. وبولندا والنمسا وفنلندا)

بما في ذلك PSA وفرعها الألماني أوبل ، وكذلك منتج البطاريات الفرنسي Saft (الذي ينتمي إليه لمجموعة توتال) بشكل غير رسمي عن اهتمامها بالمشاركة في الاتحاد “بما في ذلك منتجي السيارات الرئيسيين”. (مما قد يؤمن إمدادات البطاريات. الخاصة بهم على المدى الطويل). لن تقود الدول هذا التحالف ؛ إن الصناعيين. هم من يختارون المشاركة أو عدم المشاركة 13. في عام 2011 ، أنتجت أوروبا أقل من 1٪ من خلايا الليثيوم أيون المستخدمة في العالم ، بينما قد يصل سوق بطاريات السيارات .إلى 45 مليار يورو في عام 2027 ، مقابل 20٪ إلى 30٪ ينفقها الأوروبيون.

الغالبية العظمى من السيارات الكهربائية

لاحظ أن الغالبية العظمى من السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات مزودة ببطاريات ليثيوم أيون. تتمتع هذه التكنولوجيا بمزايا محددة من حيث كثافة الطاقة ولكنها تتعرض لانتقادات بسبب تأثيرها البيئي ، لا سيما فيما يتعلق بكيمياء Nickel Manganese Cobalt14. في الصين ، تم تطوير تبادل البطاريات لمدة ثلاث دقائق لتقليل وقت إعادة الشحن ، مع 130 محطة تبديل في بكين و 550 في الصين.

بطارية الرصاص الحمضية هي تلك التي تحتوي على أقل طاقة محددة ، 35 واط / كغم ، بعد بطارية النيكل والحديد. ولكن نظرًا لأنه قادر على توفير تيار ذروة بكثافة عالية ، ومفيد لبدء التشغيل الكهربائي لمحركات الاحتراق الداخلي ، فإنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع ، لا سيما في السيارات وفي معظم مركبات السكك الحديدية. كما أن لديها ميزة عدم الحساسية لتأثير. الذاكرة. استعمال تستخدم هذه البطارية لتشغيل المكونات الكهربائية للمركبات بمحركات الاحتراق الداخلي ، ولا سيما البادئ. الكهربائي. عند تشغيل المحرك ، يتم إعادة شحنه بواسطة دينامو أو مولد تيار متردد.

تاريخيًا ، كانت بطاريات السيارات أو الدراجات النارية غالبًا ما تصنع 6 فولت (ثلاث خلايا). منذ الثمانينيات ، تم تعميم بطاريات 12 فولت (ست خلايا) على السيارات والدراجات النارية ، بينما تستخدم المركبات الثقيلة أو العسكرية. 24 فولت ، وأخيراً ، تستخدم مركبات السكك الحديدية مجموعات تتراوح من 36 فولت في سويسرا (بطاريتان 18 فولت في السلسلة) ، 72 V في فرنسا إلى 110 V في معظم الدول الأوروبية الأخرى. ملحوظة: في عام 2012 ، كانت السيارات الكهربائية. (يتراوح مداها من 60 إلى 500 كم 10) أقل عددًا من السيارات ذات المحركات الحرارية (يتراوح مداها بين 600 و 2500 كيلومتر). تُستخدم بطاريات الرصاص الحمضية لتشغيل جميع أنواع الآلات الكهربائية ، ومعدات السلامة والتشغيل ، بالإضافة إلى إضاءة الطوارئ .في معظم القطارات.

مجموعات من ست بطاريات

يتم تجميعها بشكل أساسي في مجموعات من ست بطاريات 12 فولت لإنتاج 72 فولت وتكون زائدة عن الحاجة في حالة فشل إحدى المجموعتين. غالبًا ما تستخدم في أجهزة الإنذار المضادة للتسلل ، وأجهزة إنذار الحريق أو الإضاءة الأمنية. بواسطة المصابيح الأمامية (أو أجهزة العرض) في المباني الكبيرة (المصانع ، والقاعات الرياضية). بشكل عام ، يمكن استخدامها في أي نظام يحتاج إلى مصدر طاقة احتياطي يحتاج إلى عمر بطارية جيد (من 12 إلى 48 ساعة) وحيث لا يكون وزن الرصاص مهمًا.

لهذه الاستخدامات ، فهي بطاريات “هلام الرصاص”. إنها تمثل فرقًا مقارنة ببطاريات حمض الرصاص. التقليدية (للسيارات): الحمض موجود في هلام السيليكا ، مما يسمح باستخدام البطارية في جميع المواضع. (لا تتدفق المادة). إنها مناسبة تمامًا للاستخدام الداخلي (لا توجد انبعاثات غازية أو قليلة جدًا) وللتفريغ البطيء (منخفض الكثافة). والتفريغ العميق ، على عكس البطاريات الحمضية السائلة المصممة للشدة العالية والتفريغ الجزئي. في السيارة ، بمجرد بدء تشغيل المحرك ، يتم شحن البطارية على الفور. بواسطة المولد. يمكن أيضًا استخدام هذه البطاريات لتخزين الطاقة المنتجة. بشكل متقطع ، مثل الطاقة الشمسية. أو طاقة الرياح.

شحن البطارية يتم شحن بطارية الرصاص الحمضية عن طريق تطبيق تيار مباشر بأي قيمة لها (تخضع للحدود التكنولوجية المتعلقة بالبطارية نفسها أو بتوصيلاتها) ، بشرط ألا تتسبب في ظهور أطراف البطارية .لجهد أكبر من 2.35 فولت لكل خلية (القيمة عند 25 درجة مئوية) [المرجع. من الضروري]. شاحن بطارية السيارة. ينخفض ​​التيار عند انتهاء الشحن يؤدي تطبيق هذه القاعدة إلى الملاحظة العملية لمرحلتي شحن متتاليتين: المرحلة المسماة “CC” (التيار الثابت) والتي يكون خلالها الجهد لكل خلية أقل من 2.35 فولت على الرغم من تطبيق الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للشاحن استخدامه: يتم تحديد التيار بواسطة الشاحن ، والجهد من البطارية .

أطراف كل خلية

يزداد الجهد عبر أطراف كل خلية مع إعادة شحن البطارية ؛ تبدأ المرحلة المعروفة. باسم “CV” (الجهد الثابت أو الجهد الثابت “TC”) ، وتسمى أيضًا “مرحلة الامتصاص” بمجرد أن يصل الجهد لكل عنصر إلى قيمة 2.35 فولت لكل عنصر نظرًا لأن تطبيق. نقطة الضبط ci أعلاه يؤدي إلى الشاحن (يقوم نظام المؤازرة الخاص به بتحويله.. إلى مولد جهد كهربائي) لضبط التيار بحيث يظل الجهد مساوياً لـ 2.35 فولت لكل خلية بينما يستمر شحن البطارية. وبالتالي ، فإن التيار خلال هذه المرحلة هو وظيفة متناقصة للوقت. من الناحية النظرية ، فإنه يميل نحو الصفر بشكل مقارب. في نهاية الشحن ، لا يتم إلغاء التيار في الطور.

يستقر عند قيمة منخفضة ولكن ليست صفرية والتي لم تعد تزيد من حالة الشحنة. ولكنها تحلل الماء في المنحل بالكهرباء. لذلك يوصى بمقاطعة الشحنة ، أو إذا أردنا تطبيق شحنة دائمة (تسمى الصيانة أو “العائمة” ، للتعويض عن ظاهرة التفريغ الذاتي) ، لخفض جهد نقطة الضبط إلى قيمة الأمر 2.3 فولت لكل عنصر.