بطارية السيارة

البطارية - Battery

تقوم بطارية السيارة بأداء الوظائف التالية:
1) إمداد المنظومة الكهربائية بالطاقة عندما يكون المولد الكهربائي متوقفاً عن العمل أو عندما يولد قدرة كهربائية أقل من الحد المطلوب، 
2) تخزين الطاقة الكهربائية التي ينتجها المولد، 
3) إمداد مبدئ الحركة( السلف ) بالتيار الكهربائي.
تتكوّن البطارية من عدة خلايا جلفانية متصلة على التوالي لتخزين الطاقة الكهربائية وذلك بطرق كهروكيميائية. لذلك يُطلق عليها أيضاً اسم "المُراكم". عند شحن البطارية يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيمائية، أمّا عند تفريغها فتتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، وهنا يسري دائماً تيار مستمر. وتتم عملية تحويل الطاقة في مبيت بلاستيكي مُقاوم للأحماض، يوجد به 6 خلايا، (انظر: فلطية خلية البطارية)، وذلك في حالة البطاريات 12 فولط. وتحتوي كل خلية على مجموعة ألواح موجبة وأخرى سالبة. تتكوّن الألواح من ألواح رصاص شبكية، وهي معزولة عن بعضها البعض عن طريق ألواح عزل (فواصل). ويتم استخدام حامض كبريتيك مخفف كسائل للبطارية (إلكتروليت). 

تتكوّن الألواح السالبة للبطارية المشحونة من الرصاص النقي (الإسفنجي) (Pb)، أمّا الألواح الموجبة فتتكوّن من ثاني أكسيد الرصاص (PbO2). عند تفريغ الشحنة تتكوّن كبريتات الرصاص (PbSO4) على مجموعتي الألواح، كما يتم استهلاك حامض الكبريتيك (H2SO4) ويُنتج الماء، ومن خلال ذلك تقل كثافة الحمض. أمّا عند الشحن فيتكوّن الرصاص مرة أخرى على الألواح السالبة، وكذلك ثاني أكسيد الرصاص على الألواح الموجبة، كما يُستهلك الماء ويتكوّن حامض الكبريتيك، لذلك ترتفع كثافة الحمض مرة أخرى.

طبقاً للمواصفات القياسية الألمانية DIN 72 310 و 311 72، يتم استخدام طرق موحدة لتوصيف وتسمية أنواع البطاريات. يتألف مُسمّى نوع البطارية من عدد نوعي يتألف من 5 خانات، ثم الفلطية الإسمية، ثم السعة الإسمية، وتيار الفحص على البارد.

اختبار البطارية - battery test
هو اختبار يعطي معلومات عن حالة شحن البطارية، ويتكوّن في المعتاد من ثلاث عمليات فحص: 
1) قياس كثافة الحمض بواسطة مكثاف السوائل،
2) قياس فلطية البطارية أثناء تحميلها،
3) اختبار تحمل البطارية للأحمال المفرطة

حامض البطارية - battery acid
تم تزويد كل بطارية بحامض كبريتي مخفف ولكنه نقي تماماً، الذي يُسمى غالباً بحامض البطارية، وأحياناً أيضاً حامض المُراكم. 
يتم تخفيف الحامض باستخدام الماء المقطر. وتُعتبر كثافة الحامض الكبريتي في البطارية المعتنى بها جيداً مقياساً لحالة الشحن كما هو مُبيّن في الجدول المقابل، مع ملاحظة أن الكثافة المذكورة في هذا الجدول تسري عندما تكون درجة حرارة الحامض 20° س.

بطارية الرصاص الحمضية محكمة الإغلاق - Sealed lead-acid battery
وع من بطاريات الرصاص الحمضية، يتم فيها إعاقة حركة الإلكتروليت إما بإحتوائه في فاصل ليفي ماص أو جِل (غرواني القوام) بين ألواح البطارية.

بطارية — لا تحتاج لصيانة - battery — maintenance free
تُعد البطاريات التي لا تحتاج إلى صيانة من أحدث الابتكارات في عالم البطاريات. ولا تختلف هذه البطاريات عن البطاريات التقليدية من حيث طريقة العمل، إلا أن ما تغيّر هو أسلوب بنيتها التركيبية. وتتكوّن ألواح هذه البطاريات من سبيكة رصاص وكالسيوم مُشكّلة على البارد، كما أن غطاءها ملحوم بإحكام بحاوية البطارية. وتحتوي البطارية على مخزون إلكترويتي (حمض الكبريتيك) يكفي طوال عُمرها الافتراضي، وهي لذلك لا تحتاج لإعادة ملئها بماء مُقطر. كما أن هذه البطاريات غير مُزودة بفتحات إعادة الملء. وتحول شبيكة الرصاص والكالسيوم المُصنّعة بالدرفلة على البارد دون تعرّض البطارية لإفراط الشحن، وإغواز الحمض، وفقدان الماء، كما أنها توفر مقاومة حرارية عالية، وبالإضافة إلى ذلك تُركّب في البطارية تجهيزة حماية ضد اشتعال اللهب. وتحتوي البطارية أيضاً على هيدرومتر يسمح في أي وقت (سواء وهي مُركّبة داخل السيارة أو عند تخزينها) بفحص مستوى شحن البطارية. تُعد البطاريات الخالية من الرصاص من أحدث أنواع البطاريات، وهي ما تُعرف باسم البطاريات البوليمارية — أي البطاريات البلاستيكية. 

اشتراك بطارية - Battery Booster Cables
سعة البطارية - battery capacity
قصد بها قدرة البطارية على استقبال أو تخزين الطاقة الكهربائية. يتم قياس سعة البطارية بوحدة الأمبير ساعة (Ah)، وتُعتبر السعة أيضاً قياساً لكمية الطاقة الكهربائية التي يمكن أخذها من البطارية. فالبطارية ذات سعة 84 Ah يمكنها على سبيل المثال أن تعطي تياراً كهربائياً شدته 1 أمبير لمدة 84 ساعة كاملة قبل أن تصل لحد التفريغ، أو أو تياراً كهربائياً شدته 21 أمبير لمدة 4 ساعات قبل أن تصل إلى حد التفريغ. وتعتمد سعة البطارية على حجم وعدد الألواح الرصاصية الموجودة في البطارية. وهي تتفاوت وفقاً لدرجة الحرارة المحيطة وشدة تيار تفريغ الشحنة وكثافة المحلول الإلكتروليتي.

حسّاس البطارية الذكي (IBS)
(intelligent battery sensor (IBS
يُعتبر أحد المكوّنات الأساسية لنظام إدارة البطارية والطاقة، حيث تقوم الحسّاسات الخاصة برصد القيم المُعبّرة عن حالة البطارية بإرسال إشارات عن شدة تيار بطارية السيارة، وفلطيتها، ودرجة حرارتها. وبذلك يمكن تهيئة نظام إدارة الطاقة ليتحكم في توازُن الطاقة.

حسّاس درجة حرارة البطارية (BTS) 
(battery temperature sensor (BTS
هو أحد مكوّنات نظام مُراقبة البطارية، ويُتيح إمكانية عمل مُنحنى خصائصي محكوم بدرجة الحرارة لحالة الشحن، وكذلك خفض تيار الشحن أوتوماتياً في حالات السخونة المُفرطة.


شحم المُراكم - battery grease
يُسمّى أيضاً "الشحم الواقي من المواد الحمضية"، كما يُعرف خطأً باسم "شحم البطارية"، وهو شحم يمنع أكسدة أقطاب البطارية أو تآكلها بفعل تأثير المواد الحمضية. 
فاحص البطارية - battery tester
هو جهاز يتم بواسطته فحص حالة بطارية السيارة. وتبعاً لطراز الفاحص فإن البطارية تخضع لعملية اختبار تحميلي أو بدون حمل. فعند إجراء النوع الأول من الاختبار يجري تحميل البطارية المُراد فحصها بمُقاومة ما، ويكون معيار الاختبار عندئذ هو كل من مدى انخفاض الفلطية، ومرحلة "الاسترخاء" التي تلي عملية التحميل. أمّا في الاختبار بدون حمل فتقوم الأجزاء الإلكترونية برصد المُقاومة الداخلية للبطارية باعتبارها معيار الاختبار الحاسم. وفي النهاية يُعرض بيان بقيمة فلطية البطارية، وعزم بدء التشغيل، وحالة البطارية. وتتميّز فواحص البطاريات الحديثة بإمكانية طباعة نتائج الاختبار.

فلطية البطارية - (battery voltage (U battery
يُقصد بها الفلطية الإسمية للبطارية، وهي القيمة التقريبية للفلطية المُقاسة في ظروف التشغيل العادية. وفي السيارات تبلغ فلطية البطارية 2 فولط للخلية الواحدة في المُراكمات الحمضية الرصاصية. والقيم النمطية لفلطية البطارية هي: 6 فولط، 12 فولط، 24 فولط، 36 فولط.
نظام مُراقبة البطارية (BMS)
(battery monitoring system (BMS
يعني الاختصار BMS في اللغة الإنجليزية: Battery Monitoring System، فبواسطة خوارزمية مُراقبة البطارية يقوم هذا النظام بتسجيل حالة البطارية على أساس التيار الكهربائي المُقاس، وفلطية البطارية، ودرجة حرارتها.

تفريغ ذاتي لشحنة البطارية - battery self-discharge
تحدث هذه الظاهرة بفعل التفاعلات الكيميائية التي تحدث على أسطح الألواح، خاصة الألواح السالبة. وهي تحدث مع درجات الحرارة المرتفعة أكثر منه مع درجات الحرارة المنخفضة. كما يتزايد هذا التفربغ الذاتي في حالة وجود شوائب أو أجسام غريبة في حمض الكبريتيك. في البطاريات جيدة الشحن يمكن توقع حدوث التفريغ الذاتي بنسبة 0.5 إلى 1% على الأكثر خلال 24 ساعة.

سالب البطارية - battery minus
هو تسمية بسيطة للطرف (-B) الموجود على المُولّد الكهربائي، وتشير إلى الاتصال المباشر مع القطب السالب للبطارية.

موجب البطارية - battery plus

إعادة البرمجة - reprogramming
يقصد بها عملية إعادة جميع الأجزاء الإلكترونية إلى أوضاع ضبطها الأصلية، بحيث تؤدي الوظائف الخاصة بها. وينبغي تنفيذ هذه العملية بعد الانتهاء من أعمال إصلاح هيكل السيارة، إذا كانت البطارية قد فُصلت لإجراء هذه الأعمال. 

الإمداد بالتيار - power supply
تحتاج المركبات ذات المحركات إلى مصادر طاقة خاصة بها لإمداد العناصر التالية بالتيار والفلطية الكهربائية: مُبدئ الحركة ومضخة الوقود ومنظومة الإشعال ومنظومة الحقن ووحدة التحكم وأنظمة الأمان الإيجابي وأنظمة الأمان السلبي وأنظمة الراحة ومنظومة الإضاءة.
في حالة توقف المحرك، تكون البطارية هي المصدر الوحيد للطاقة كي تقوم على سبيل المثال بإدارة المحرك وتشغيل إضاءة الأمان والراديو. أما في أثناء القيادة، فيتولّى المُولّد الكهربائي عملية إمداد جميع المُكوّنات الكهربائية والإلكترونية بالطاقة اللازمة، كما يقوم بشحن البطارية.

الشبكة الكهربائية - vehicle electrical system
الشبكة الكهربائية للسيارة تشمل جميع الدوائر الكهربائية بها. ويمكن تفنيدها إلى شبكات جُزئية، مثل شبكات الطاقة على اختلاف فئاتها الفلطية، وشبكات معلوماتية، 

تيار فحص على البارد - cold testing current
هو مقياس للقدرة على بدء تشغيل البطارية - أي مقياس لأدائها - في الطقس البارد. إذا فرغت شحنة البطارية بتيار الفحص على البارد عند درجة حرارة -18° س، فيجب أن تبلغ الفلطية لكل خلية من خلايا البطارية 1.4 فولط على الأقل بعد مضي 30 ث، و 1.0 فولط على الأقل بعد مضي 180 ث. هذا وتكون قيمة تيار الفحص على البارد مطبوعة على لوحة صُنع البطارية.


جهاز شحن البطارية - battery charger
هو جهاز كهربائي أو إلكتروني، يُستخدم لشحن بطارية السيارة. وفي المُعتاد يتم الإمداد بالفلطية عبر شبكة بجهد 230 فولط، ويتم تحويلها بعد ذلك بواسطة المُحول إلى فلطية شحن. وتبعاً لطراز جهاز شحن البطارية يمكن ضبط فلطية الشحن وتيار الشحن، حيث يقوم الجزء الكهربائي منه بمُراقبة عملية الشحن وتنظيمها. وبواسطة كابلي شحن يتم توصيل البطارية المُراد شحنها بالجهاز. ونطاقات فلطية الشحن المُعتادة هي: 6، و 12، و 24 فولط. أمّا أوضاع تشغيل الجهاز فهي: الشحن السريع، و الشحن البطيء، والشحن العادي، والإمداد المُتواصل بفلطية التشغيل، والمُساعدة على بدء الدوران.

الة الشحن - state of charge
تُسمى في اللغة الإنجليزية: State-of-Charge، واختصارها: SoC، وهي قيمة مرجعية لحالة شحن المُراكم، التي تُعبّر عن سعته المُتاحة بالنسبة إلى القيمة الإسمية. وتؤدي حالة الشحن في تكنولوجيا السيارات دوراً حيوياً، ويقوم بتقييمها نظام إدارة البطارية والطاقة.

ماء مُقطّر - distilled water
هو عبارة عن ماء نقي كيميائياً، فهو خالٍ من الأملاح، والغازات الذائبة، والمُركّبات العضوية، والبكتريا. وكل هذه المواصفات تجعله مناسباً لإنتاج حمض الكبريتيك المُخفف (إلكتروليت المُراكم) الخاص بالبطارية. يمكن الحصول على الماء المُقطر بتبخير الماء الموجود في الطبيعة وتبريد البخار الناتج (تقطيره).