logo
سيارات

من البنزين إلى الكهرباء.. بطارية 12 فولت ترفض الاختفاء

من البنزين إلى الكهرباء.. بطارية 12 فولت ترفض الاختفاء
بطارية 12 فولت داخل سيارة، مسؤولة عن تغذية وتشغيل عدد من الأنظمة الكهربائية منخفضة الجهد.المصدر: marshallbatteries
تاريخ النشر:

غيّرت السيارات الكهربائية الكثير من القواعد التي اعتدنا عليها في عالم السيارات. اختفى محرك الاحتراق من تحت الغطاء، وتراجع دور ناقل الحركة التقليدي، وحلت بطاريات ضخمة عالية الجهد محل خزان الوقود. ومع ذلك، بقي عنصر صغير مألوف من عصر السيارات التقليدية حاضراً في عدد كبير من الطرازات الكهربائية: بطارية 12 فولت. للوهلة الأولى، يبدو وجودها غير منطقي. فإذا كانت السيارة تحمل بطارية دفع قادرة على تخزين عشرات الكيلوواط/ساعة وتشغيل محركات كهربائية قوية، فلماذا تحتاج إلى بطارية صغيرة أخرى؟ الإجابة تكشف أن السيارة الكهربائية تعمل فعلياً عبر عالمين كهربائيين مختلفين: منظومة عالية الجهد للدفع، وأخرى منخفضة الجهد لتشغيل وإدارة عدد كبير من وظائف السيارة.

بطارية ضخمة للمحركات.. وأخرى لتشغيل السيارة

تتولى بطارية الدفع عالية الجهد المهمة الأكبر: تخزين الطاقة اللازمة لتشغيل المحركات الكهربائية، إلى جانب تغذية أنظمة أخرى عالية الاستهلاك بحسب تصميم السيارة. لكن تشغيل السيارة لا يبدأ بمجرد وجود الطاقة داخل هذه البطارية. فهناك وحدات تحكم وحواسيب وأقفال وإضاءة وشاشات وحساسات وأنظمة إلكترونية متعددة تعتمد على شبكة منخفضة الجهد. وهنا تأتي بطارية 12 فولت في العديد من السيارات الكهربائية، إذ توفر الطاقة اللازمة لتلك الأنظمة، خصوصاً عندما تكون منظومة الجهد العالي غير متصلة بالكامل. والفكرة الأساسية أن السيارة تحتاج إلى نظام منخفض الجهد يستطيع العمل بصورة مستقلة كي يدير عملية "إيقاظ" الأنظمة الأخرى والتحكم بها.

أخبار ذات صلة

محركات حديثة من 4 أسطوانات من إنتاج شركة شيري الصينية

سر الـ2.0 لتر.. لماذا تتكرر هذه السعة في محركات السيارات الحديثة؟

كيف يمكن لسيارة مشحونة أن ترفض التشغيل؟

هذه واحدة من أكثر المفارقات إثارة في السيارات الكهربائية. يمكن أن تكون بطارية الدفع مشحونة، ومع ذلك تصبح السيارة غير قادرة على الدخول في وضع القيادة إذا تعطلت منظومة الجهد المنخفض. والسبب أن البطارية الرئيسية لا تبقى موصولة بجميع أنظمة السيارة بشكل دائم. تستخدم السيارات الكهربائية مفاتيح كهربائية عالية القدرة تُعرف باسم Contactors لعزل بطارية الجهد العالي عندما يكون ذلك مطلوباً لأسباب تتعلق بالسلامة وإدارة الطاقة. وتحتاج إلكترونيات السيارة ومنظومة التحكم إلى طاقة منخفضة الجهد لتنفيذ تسلسل بدء التشغيل وإغلاق هذه الموصلات، بحيث تصبح البطارية الرئيسية قادرة على تغذية منظومة الدفع. لهذا، لا تقوم بطارية 12 فولت بتدوير محرك كهربائي كما يفعل بادئ الحركة في سيارة البنزين، لكنها تؤدي وظيفة مختلفة لا تقل أهمية: المساعدة في جعل السيارة وأنظمتها جاهزة للعمل.

لماذا لا نشغّل كل شيء من البطارية الرئيسية؟

من الناحية النظرية، يمكن تحويل الجهد العالي إلى مستويات أقل، وهذا يحدث بالفعل عبر محول DC-DC الذي يؤدي في السيارة الكهربائية دوراً قريباً من وظيفة المولد في سيارة الاحتراق، إذ يحول الطاقة من منظومة الجهد العالي إلى الجهد المطلوب لتغذية الشبكة منخفضة الجهد وإعادة شحن بطاريتها. لكن الاحتفاظ بفصل واضح بين الجهد العالي والمنخفض يوفر فوائد تتعلق بالسلامة وإدارة الطاقة والتصميم. فبطارية الدفع قد تعمل بمئات الفولتات، وهي مستويات لا تحتاج إليها شاشة أو وحدة تحكم أو قفل باب. كما أن صناعة السيارات تمتلك منظومة ضخمة من المكونات الإلكترونية التي تطورت تاريخياً للعمل على جهود منخفضة، ما يجعل تشغيل هذه الأجهزة عبر شبكة منفصلة أكثر عملية من إعادة تصميم كل مكوّن للعمل مباشرة على الجهد العالي.

أخبار ذات صلة

سيارة BMW M5 عالية الأداء، في مثال يجسد كيف يتجاوز التسارع رقم القوة الحصانية ليعتمد على تكامل منظومة الأداء.

الأحصنة لا تكفي.. لماذا تتفوق سيارة أقل قوة في التسارع؟

بطارية 12 فولت تغيرت أيضاً

بقاء فكرة البطارية المساعدة لا يعني أن التقنية نفسها بقيت ثابتة. فبطاريات الرصاص الحمضية التقليدية ما زالت مستخدمة في سيارات كثيرة، لكن بعض الشركات انتقلت إلى بطاريات منخفضة الجهد تعتمد على الليثيوم أيون، بهدف تحسين العمر وتقليل الوزن وتغيير طريقة إدارة الطاقة. والتحول لا يتوقف عند نوع البطارية، بل بدأ يصل إلى الجهد نفسه. فبدل شبكة 12 فولت التقليدية، تستخدم Tesla Cybertruck على سبيل المثال منظومة منخفضة الجهد تعتمد على 48 فولت وبطارية ليثيوم أيون. وتوضح Tesla أن هذه المنظومة تشغل النوافذ والأبواب والشاشة وأنظمة أخرى عندما تكون بطارية الجهد العالي غير متاحة، كما توفر مصدراً احتياطياً لبعض الأنظمة الحرجة.

لماذا الاتجاه نحو 48 فولت؟

رفع الجهد يسمح بنقل القدرة الكهربائية نفسها بتيار أقل، وهو أمر مهم مع الزيادة المستمرة في عدد الأنظمة الكهربائية داخل السيارات. وتقول Tesla إن معمارية 48 فولت في Cybertruck تخفض التيار إلى الربع مقارنة بالجهد التقليدي، وهو ما يسمح بتقليل حجم ووزن بعض الأسلاك وتحسين كفاءة النظام الكهربائي. وهذه النقطة تكشف تحولاً مهماً: قد لا تبقى 12 فولت نفسها المعيار المسيطر إلى الأبد، لكن الحاجة إلى شبكة منفصلة منخفضة الجهد لن تختفي بالضرورة معها. بمعنى آخر، ما يتمسك بمكانه ليس الرقم 12 تحديداً، بل الفكرة الهندسية وراءه.

أخبار ذات صلة

سيارة رالي على طريق وعر ويظهر صدامها الأمامي متضرراً ومكسوراً نتيجة ظروف القيادة القاسية.

خلف صدام السيارة.. منظومة حماية أكبر مما تبدو عليه

إرث قديم بوظيفة حديثة

في سيارة البنزين، اشتهرت بطارية 12 فولت أساساً بقدرتها على تشغيل بادئ الحركة وتغذية الأنظمة الكهربائية عندما لا يعمل المحرك. أما في السيارة الكهربائية، فقد اختفى بادئ الحركة ومحرك الاحتراق، لكن الحاجة إلى مصدر منخفض الجهد بقيت. وهذا مثال على الطريقة التي تتطور بها صناعة السيارات: بعض التقنيات تختفي تماماً، بينما تتغير وظيفة تقنيات أخرى وتستمر لأنها ما زالت تقدم حلاً عملياً لمشكلة هندسية قائمة. ولهذا، فإن وجود بطارية صغيرة إلى جانب حزمة ضخمة عالية الجهد ليس تناقضاً في تصميم السيارة الكهربائية، بل نتيجة تقسيم واضح للمهام بين منظومتين. قد تتغير بطارية الرصاص إلى ليثيوم، وقد تتحول شبكة 12 فولت إلى 48 فولت في المزيد من السيارات مستقبلاً، لكن المبدأ يبقى واحداً: السيارة الكهربائية لا تحتاج فقط إلى الطاقة التي تحرك عجلاتها، بل إلى منظومة أصغر تستطيع تشغيل وإدارة الأنظمة التي تجعل تلك الطاقة قابلة للاستخدام. وهكذا، انتقلت بطارية 12 فولت من عصر البنزين إلى عصر الكهرباء، ليس لأنها لم تجد بديلاً، بل لأن الوظيفة التي تؤديها ما زالت ضرورية، حتى وإن تغير شكلها وجهدها في المستقبل.

logo
اشترك في نشرتنا الإلكترونية
تابعونا على
تحميل تطبيق الهاتف