باتری فرعی خودروی برقی: تعریف و کاربرد
با گسترش روزافزون خودروهای برقی در جهان، مباحث فنی و ایمنی این وسایل نقلیه بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته‌اند. اگرچه بیشتر افراد با باتری اصلی خودروهای برقی که انرژی لازم برای حرکت موتور الکتریکی را تأمین می‌کند آشنایی دارند، اما کمتر کسی می‌داند که این خودروها علاوه بر باتری اصلی، دارای یک باتری فرعی خودروی برقی نیز هستند. این باتری کوچک‌تر معمولاً مشابه باتری‌های ۱۲ ولتی خودروهای احتراقی است و وظایف خاصی را بر عهده دارد که به‌طور مستقیم بر عملکرد و ایمنی خودرو تأثیر می‌گذارند.
اهمیت این باتری دوم در جایی مشخص می‌شود که خودرو خاموش باشد یا زمانی که سیستم مدیریت انرژی نیاز دارد بخشی از تجهیزات ایمنی و الکترونیکی را مستقل از باتری اصلی روشن نگه دارد. در حقیقت، وجود باتری فرعی تضمین می‌کند که سیستم‌های حیاتی مانند ترمز برقی، قفل مرکزی، سیستم روشنایی و واحدهای کنترل الکترونیکی همیشه در دسترس باشند. بدون این باتری، خودرو ممکن است در مواقع حساس دچار اختلال شود. در این مقاله، به معرفی دقیق باتری فرعی خودروی برقی، علت نیاز به آن و همچنین دلایل ایمنی و فنی استفاده از این باتری خواهیم پرداخت.
باتری فرعی خودروی برقی
باتری فرعی خودروی برقی یک منبع تغذیه کوچک اما بسیار حیاتی است که معمولاً از نوع باتری‌های سرب-اسیدی یا لیتیوم-یونی با ولتاژ پایین (۱۲ ولت یا ۴۸ ولت) ساخته می‌شود. برخلاف باتری اصلی که انرژی ذخیره‌شده‌ی عظیمی برای حرکت خودرو فراهم می‌کند، این باتری وظیفه‌ی تأمین برق موردنیاز تجهیزات جانبی و سیستم‌های کنترلی را بر عهده دارد.
این باتری دوم معمولاً در بخش جلویی یا عقبی خودرو نصب می‌شود و ارتباط مستقیم با سیستم برق خودرو دارد. وظایف آن شامل روشن نگه‌داشتن واحد کنترل موتور (ECU)، فعال‌سازی سیستم‌های هشدار و ایمنی، تغذیه چراغ‌ها، باز و بسته کردن قفل‌ها و حتی تامین برق اولیه برای راه‌اندازی سیستم‌های الکترونیکی پیش از فعال‌شدن باتری اصلی است. در واقع، بدون حضور این باتری کوچک، بسیاری از سیستم‌های ضروری خودرو در زمان خاموش بودن یا بروز مشکل در باتری اصلی از کار خواهند افتاد.
علت نیاز به باتری دوم
علت اصلی طراحی و استفاده از باتری فرعی خودروی برقی این است که خودروهای برقی مانند خودروهای بنزینی یا دیزلی، تنها یک منبع انرژی واحد ندارند. باتری اصلی آن‌قدر بزرگ و پیچیده است که فعال‌سازی یا استفاده از آن برای تجهیزات کوچک همیشه منطقی نیست. بنابراین، خودروسازان یک باتری دوم کوچک را اضافه کرده‌اند تا نیازهای پایه‌ی الکتریکی را پاسخ دهد.
این باتری دوم به خودرو امکان می‌دهد که حتی زمانی که باتری اصلی غیرفعال یا دچار مشکل است، همچنان عملکردهایی مانند روشن‌کردن چراغ‌ها، قفل مرکزی یا سیستم‌های ایمنی فعال بمانند. به‌طور مثال، تصور کنید خودرو در حال پارک است و شما قصد دارید درب‌ها را باز کنید؛ روشن‌کردن قفل مرکزی با استفاده از باتری اصلی نه‌تنها ناکارآمد بلکه خطرناک هم خواهد بود. در چنین شرایطی، باتری فرعی وظیفه‌ی تغذیه این سیستم‌ها را بر عهده دارد.
دلیل ایمنی
یکی از مهم‌ترین دلایل وجود باتری فرعی خودروی برقی، مسائل ایمنی است. خودروهای برقی مجهز به انواع سنسورها، سیستم‌های هشدار و واحدهای الکترونیکی کنترل هستند که باید حتی در صورت بروز مشکل در باتری اصلی، همچنان فعال بمانند. باتری فرعی دقیقاً برای چنین شرایطی طراحی شده است.
برای مثال، در صورت بروز حادثه یا تصادف، سیستم‌های ایمنی مانند کیسه‌های هوا (Airbags) و سیستم‌های هشدار باید در کسری از ثانیه عمل کنند. اگر این سیستم‌ها به باتری اصلی وابسته بودند، ممکن بود در شرایط خاص به دلیل آسیب‌دیدگی یا قطع جریان برق، عملکرد درستی نداشته باشند. وجود یک باتری دوم مستقل تضمین می‌کند که حتی در بحرانی‌ترین شرایط نیز سیستم‌های ایمنی بدون وقفه فعال شوند. همچنین سیستم ترمز برقی و فرمان کمکی الکترونیکی نیز در بسیاری از خودروهای برقی توسط باتری فرعی پشتیبانی می‌شوند تا امنیت سرنشینان حفظ شود.
دلایل فنی
علاوه بر مسائل ایمنی، وجود باتری فرعی خودروی برقی دلایل فنی مهمی نیز دارد. یکی از این دلایل، مدیریت بهینه‌ی انرژی است. باتری اصلی خودروهای برقی معمولاً ولتاژ بسیار بالایی دارد (بین ۳۰۰ تا ۸۰۰ ولت) و استفاده مستقیم از آن برای سیستم‌های کوچک می‌تواند پیچیده و پرهزینه باشد. به همین دلیل، یک باتری کم‌ولتاژ برای تغذیه تجهیزات جانبی به کار می‌رود.
از سوی دیگر، این باتری به خودرو امکان می‌دهد در زمان‌هایی که باتری اصلی خاموش است، همچنان قابلیت‌های پایه‌ای خود را حفظ کند. همچنین در زمان راه‌اندازی خودرو، باتری فرعی انرژی اولیه لازم برای فعال‌سازی سیستم‌های مدیریت انرژی و بازکردن مدارهای قدرت را فراهم می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود باتری اصلی به‌طور ایمن و تدریجی وارد مدار شود. بنابراین، باتری دوم نه‌تنها یک نیاز ایمنی، بلکه بخشی جدایی‌ناپذیر از معماری الکتریکی خودروهای مدرن است.
ساختار باتری فرعی خودروی برقی
باتری فرعی خودروی برقی معمولاً از نوع باتری‌های ولتاژ پایین مثل ۱۲ ولت یا ۴۸ ولت طراحی می‌شود. ساختار آن بسته به نوع خودرو و تکنولوژی به‌کاررفته می‌تواند از باتری‌های سرب-اسیدی سنتی یا باتری‌های لیتیوم-یونی مدرن تشکیل شده باشد. در بسیاری از خودروهای برقی، باتری فرعی هنوز از نوع سرب-اسیدی است، زیرا ارزان‌تر، قابل‌اعتمادتر و از نظر سازگاری با سیستم‌های الکترونیکی خودروهای سنتی بهینه‌تر عمل می‌کند. با این حال، برخی از برندهای جدید به سمت استفاده از باتری‌های لیتیوم-یونی حرکت کرده‌اند، زیرا وزن کمتر، طول عمر بالاتر و راندمان بهتری دارند.
این باتری کوچک معمولاً شامل صفحات سربی یا سلول‌های لیتیومی، الکترولیت مناسب و سیستم حفاظت داخلی است. سیستم مدیریت شارژ (BMS) نیز بخشی از ساختار آن به‌شمار می‌رود و وظیفه دارد از شارژ بیش از حد یا تخلیه عمیق جلوگیری کند. وجود این ساختار چندلایه تضمین می‌کند که باتری فرعی بتواند در شرایط سخت محیطی و استفاده‌ی روزمره عملکرد پایدار داشته باشد.
اهمیت باتری ولتاژ پایین خودروی برقی
اگرچه توجه بسیاری از کاربران بر روی باتری اصلی خودروهای برقی متمرکز است، اما واقعیت این است که باتری ولتاژ پایین یا همان باتری فرعی خودروی برقی نقشی حیاتی در کارکرد ایمن و روان خودرو دارد. این باتری، پایه‌ای‌ترین سیستم‌ها را فعال نگه می‌دارد و تضمین می‌کند که خودرو حتی در زمان خاموش بودن باتری اصلی نیز قابل‌استفاده باشد.
اهمیت این باتری زمانی مشخص‌تر می‌شود که بدانیم سیستم‌های ایمنی مانند کیسه‌های هوا، ترمز برقی و قفل مرکزی مستقیماً به آن وابسته‌اند. علاوه بر این، بسیاری از سیستم‌های کنترلی خودرو تنها زمانی می‌توانند فعال شوند که ابتدا توسط باتری فرعی روشن شوند. بدون آن، خودرو حتی نمی‌تواند فرآیند راه‌اندازی را آغاز کند. بنابراین، این باتری کوچک در واقع ضامن کارایی و امنیت خودروهای برقی است.
نحوه شارژ
باتری فرعی خودروی برقی برخلاف باتری اصلی که توسط ایستگاه‌های شارژ یا پریز برق شهری شارژ می‌شود، به‌طور غیرمستقیم شارژ می‌گردد. این باتری معمولاً از طریق یک مبدل DC-DC که انرژی را از باتری اصلی با ولتاژ بالا می‌گیرد، به ولتاژ پایین موردنیاز خود شارژ می‌شود. این مبدل جریان برق را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که باتری فرعی همواره در حالت شارژ مناسب باقی بماند.
به این ترتیب، وقتی خودرو در حال حرکت است یا حتی در حال شارژ شدن از طریق کابل شارژ اصلی است، باتری فرعی نیز به‌طور همزمان شارژ می‌شود. در صورت بروز خرابی در مبدل یا باتری فرعی، ممکن است کاربر با مشکلاتی مثل روشن‌نشدن سیستم‌های جانبی یا هشدارهای مکرر در داشبورد مواجه شود. به همین دلیل، نگهداری و بررسی سلامت باتری فرعی بخش مهمی از سرویس‌های دوره‌ای خودروهای برقی محسوب می‌شود.
نتیجه‌گیری
بررسی دقیق نشان داد که باتری فرعی خودروی برقی اگرچه در مقایسه با باتری اصلی کوچک‌تر است، اما وظایف بسیار مهمی را بر عهده دارد. این باتری با ساختار ویژه و شارژدهی مستقل، تضمین می‌کند که سیستم‌های ایمنی و کنترلی خودرو همیشه فعال بمانند. از فعال‌سازی ECU گرفته تا تغذیه سیستم‌های هشدار و ایمنی، همگی به وجود این باتری ولتاژ پایین وابسته هستند.
از سوی دیگر، اهمیت این باتری در ایمنی خودروهای برقی غیرقابل انکار است. وجود آن مانع از بروز اختلال در سیستم‌های حیاتی می‌شود و شرایطی را فراهم می‌کند که حتی در صورت بروز مشکل در باتری اصلی، خودرو همچنان قابل‌استفاده و ایمن باشد. بنابراین، آشنایی با عملکرد، ساختار و نحوه‌ی شارژ این باتری برای همه‌ی دارندگان خودروهای برقی ضروری است.
سوالات متداول
۱. باتری فرعی خودروی برقی معمولاً چه ولتاژی دارد؟
اغلب خودروهای برقی از باتری فرعی ۱۲ ولتی استفاده می‌کنند، اما برخی مدل‌های جدیدتر از باتری‌های ۴۸ ولتی برای افزایش توان سیستم‌های جانبی بهره می‌برند.
۲. باتری فرعی هر چند وقت یک‌بار باید تعویض شود؟
عمر باتری فرعی معمولاً بین ۳ تا ۵ سال است. البته نوع باتری (سرب-اسیدی یا لیتیوم-یونی) و شرایط استفاده می‌تواند این بازه را کوتاه‌تر یا طولانی‌تر کند.
۳. آیا باتری فرعی خودرو برقی را می‌توان مانند خودروهای معمولی با باتری خارجی (جامپر) روشن کرد؟
بله. در بسیاری از خودروهای برقی، امکان استفاده از باتری کمکی برای راه‌اندازی مجدد سیستم‌های الکترونیکی وجود دارد. با این حال، باید طبق دستورالعمل سازنده و با رعایت اصول ایمنی انجام شود.
۴. تفاوت اصلی باتری فرعی با باتری اصلی چیست؟
باتری اصلی انرژی موردنیاز برای حرکت خودرو را فراهم می‌کند، اما باتری فرعی وظیفه دارد سیستم‌های جانبی، کنترلی و ایمنی را تغذیه کند.
