บทความ

แบทเตอรี (ตอน 2)


ครั้งที่แล้วหน้ากระดาษไม่พอ ค้างเอาไว้นิดเดียวในเรื่องการหาตำแหน่งติดตั้งแบทเตอรีที่เหมาะสมของโรงงานประกอบรถยนต์ไว้ที่ข้อที่สี่ คือ ต้องไม่อยู่ในที่ที่ฝุ่นเข้าถึงได้ง่าย หรือมีน้ำกระเด็นสาดถึง

 

ข้อที่ห้า ค่อนข้างสำคัญ คือ ต้องไม่อยู่ในที่ร้อนจัด เพราะอายุการใช้งานจะสั้น เช่นไม่เอาไปติดตั้งไว้เหนือท่อไอเสีย

 

ข้อสุดท้ายก็สำคัญพอๆ กัน คือ ไม่อยู่ในส่วนที่มีความสั่นสะเทือนมาก เพราะจะทำให้โครงสร้างภายในชำรุดเร็วเกินควรครับ

………………………………………………………………………………………………

แบทเตอรีแบบ “ตะกั่ว-น้ำกรด” หรือ LEAD-ACID BATTERY แบบที่เรายังใช้กันอยู่ในรถรุ่นล่าสุดนี้ ทำหน้าที่ของมันในยานพาหนะ มาเกือบหนึ่งร้อยปีแล้วนะครับ สาเหตุหลักก็คือต้นทุนที่ต่ำกว่าแบทเตอรีแบบอื่น ความทนทานเพียงพอ ถ้าเป็นของคุณภาพสูง ผลิตในประเทศที่มีกฎหมายคุ้มครองผู้บริโภคใช้ประโยชน์แนวโน้มว่าจะมีแบทเตอรีแบบอื่นใดมาทดแทนมันได้เพราะล้วนมีราคาสูงกว่าแบทเตอรีแบบนี้มากแบทเตอรีตะกั่ว น้ำกรดเก็บและคายพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างตะกั่วและน้ำกรดแผ่นที่ให้ประจุบวก ทำจากตะกั่วเพอร์ออกไซด์ (LEAD PEROXIDE) ส่วนแผ่นลบทำจากตะกั่วเนื้อพรุน เช่น อยู่ในกรดกำมะถันเจือจาง (H2SO4)

 

เมื่อแบทเตอรีถูกใช้ให้ปล่อยกระแสไฟฟ้า กรดกำมะถันเจือจางก็จะแตกตัวเป็นอิออนทำปฏิกิริยากับตะกั่ว ซึ่งผมขอรวบรัดตัดตอนเป็นว่าแผ่นตะกั่วจะกลายเป็นตะกั่วซัลเฟททั้งด้านขั้วบวกและขั่วลบออกซิเจนจากตะกั่วเพอร์ออกไซด์ของแผงบวกจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในกรดกำมะถัน ได้น้ำมาส่วนหนึ่ง ประกอบกับ SO4ในน้ำกรด ที่ไปจับแผ่นตะกั่วเป็นตะกั่วซัลเฟท ทำให้กรดกำมะถันจางลงเรื่อยๆจนกระทั่งเหลือแต่ส่วนที่เป็นน้ำ นั่นหมายความว่าแบทเตอรีของเราจ่ายพลังงานไฟฟ้าจนหมดแล้ว

 

ตอนแบทเตอรีถูกอัดไฟ ปฏิกิริยาทางเคมีนี้ ก็จะกลับสู่ทิศทางเดิม หมายถึงซัลเฟทจากแผ่นตะกั่ว จะแตกตัวกลับมาเป็นกรดกำมะถันที่เข้มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งไม่เหลือซัลเฟทเกาะอยู่ที่แผ่นตะกั่ว หมายถึงแบทเตอรีมีประจุไฟฟ้าเต็มที่แล้ว ความเข้มของน้ำกรดกำมะถันในแบทเตอรี จึงเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าแบทเตอรีมีประจุหรือพลังงานไฟฟ้าอยู่มากน้อยเพียงใด

 

ความเข้มของน้ำกรดเราวัดได้โดยการใช้ไฮโดรมิเตอร์แบบลูกลอย วัดความถ่วงจำเพาะของน้ำกรด แบบเดียวกับที่ช่างของร้านขายแบทเตอรีใช้กัน ใครที่ชอบงานช่างชอบตรวจสอบด้วยตนเองน่าซื้อไว้ใช้เองครับ ราคาไม่แพง และแบบมืออาชีพที่อ่านค่าความถ่วงจำเพาะได้จริงๆ ความถ่วงจำเพาะสูงสุดของน้ำในแบทเตอรีของประเทศที่ก้าวหน้าพัฒนาและผลิตรถยนต์ได้เอง จะใช้เข้มข้นกว่า คือ 1.28 ก./ซีซี ถ้าใช้น้ำกรดเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง แผ่นตะกั่วจะเสื่อมเร็ว

 

แต่ละเซลล์ของแบทเตอรีแบบตะกั่วน้ำกรด หรือจะเป็นแบทเตอรีใช้สารเคมีอื่นๆ ก็ตามจะมีค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดยเฉพาะ สำหรับแบบตะกั่ว-น้ำกรด ในรถของพวกเรา จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 โวลท์เศษต่อ 1 เซลล์ เป็นความบังเอิญล้วนๆ นะครับ จากการที่เราเลือกนิยามค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1 โวลท์ ไว้เท่าที่ใช้กันอยู่ ทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบทเตอรี ตะกั่ว-น้ำกรด ตอน “เต็ม” มีค่าราว 2.1 โวลท์ ไม่จำเป็นต้องลงตัวแถวๆ 2 ถ้วน

 

แรกเริ่มเดิมทีวิศวกรรถยนต์สมัยก่อน เลือกใช้เพียง 3 เซลล์ เพราะรถของเรายังมีอุปกรณ์ไฟฟ้าไม่มากแบทเตอรีในรถยุคก่อน จึงมีค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าประมาณ 6.3 โวลท์เรียกกันง่ายๆ ว่า 6 โวลท์ ถ้วน ต่อมาอุปกรณ์ไฟฟ้าในรถเพิ่มขึ้นทั้งขนาดและจำนวนถ้าไม่เพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า ก็ต้องเพิ่มขนาดสายไฟให้ใหญ่ขึ้น วิศวกรยานยนต์ก็เลยเลือกเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นเป็น 2 เท่า คือ ใช้แบทเตอรีแบบ 6 เซลล์ ได้แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12.6 ถึง 12.7 โวลท์ (2.1×6) ตามหลักน่าจะเรียก 13 โวลท์ แล้วนะครับ เพราะใกล้13 มากกว่า 12 แต่ก็ยังพอใจจะใช้เลขคู่ หรือไม่ก็เพราะความเชื่อโชคลางของพวกฝรั่ง ซึ่งผมไม่ทราบเหมือนกัน

 

การกำหนดความจุของแบทเตอรี ใช้วิธีบอกความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้า แบบดั้งเดิมใช้วิธี หาค่ากระแสไฟฟ้าคงที่แบทเตอรีสามารถจ่ายได้ 30 ชม. แล้วประจุไฟฟ้าหมดพอดีระดับที่ถือว่าประจุไฟฟ้าหมด คือ เหลือแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อเซลล์เพียง 1.75 โวลท์ ถ้าเป็นแบทเตอรีแบบ 12 โวลท์ (6 เซลล์) ก็เหลือแรงเคลื่อนไฟฟ้า 10.5 โวลท์ ยกตัวอย่าง เช่นถ้าแบทเตอรีลูกหนึ่งจ่ายกระแสไฟฟ้า และที่ 2 แอมแปร์ ตลอด 20 ชั่วโมง แล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองเหลือ 10.5 โวลท์ พอดีเขาก็จะเอากระแสไฟฟ้าคูณด้วยเวลาเป็นชั่วโมง คือ 2 คูณ 20 ได้ 40 แอมแปร์ ชั่วโมงหรือ 40 AH ที่บ่งไว้ข้างแบทเตอรี

 

วิธีวัดความมาตรฐานนี้ เป็นแบบจ่ายกระแสน้อยในเวลานานมาก คือ 20 ชั่วโมง พอให้มันจ่ายกระแสมากๆ เช่น ให้จ่ายกระแสไฟฟ้าสัก 20 แอมแปร์ มันก็น่าจะจ่ายได้ 2 ชั่วโมงเต็มๆ นะครับ (40 AH หารด้วย 20 A) แต่กลับได้ไม่ถึง 2 ชั่วโมง

 

กลุ่มประเทศอุตสาหกรรมก็เลยใช้มาตรฐานใหม่ในการกำหนดความจุของแบทเตอรีโดยให้มันจ่ายกระแสไฟฟ้าค่าคงที่ 25 แอมแปร์ ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส แล้วจับเวลาว่ามันจะจ่ายได้นานกี่นาที จนกระทั่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อเซลล์เหลือ 1.75 โวลท์มาตรฐานนี้เรียกว่าการวัดความจุสำรองหรือ RESERVE CAPACITY (RC) เช่น จ่ายได้72 นาที เขาก็จะพิมพ์ไว้ข้างแบทเตอรีว่า 72 RC

 

แบบที่ 3 เป็นการเน้นความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำมาก ซึ่งก็คือความสามารถในการสตาร์ทเครื่องยนต์ในหน้าหนาวของประเทศอุตสาหกรรมอย่างในทวีปยุโรป หรือ อเมริกาเหนือ โดยวัดกระแสไฟฟ้าคงที่สูงสุด ที่แบทเตอรีสามารถจ่ายได้ที่อุณหภูมิ-18 องศาเซลเซียส ในเวลา 30 นาที แล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองเหลือเซลล์ละ 1.4 โวลท์ ใช้ชื่อว่า COLD CRANKING AMP หรือ ตัวย่อ CCA ผมว่าไม่ค่อยจะถูกต้องนักที่เอาหน่วยของกระแสไฟฟ้าเพราะค่าแอมแปร์มาตั้งชื่อน่าจะเป็น COLD CRANKING CURRENT หรือ CCC มากกว่า

 

แบทเตอรีที่จำหน่ายในประเทศอุตสาหกรรมอย่างยุโรปตะวันตก จึงบอกความจุไว้หลายมาตรฐานเลย เช่น 50 AH 74 RC 190 CCA ถ้าความจุเป็นแอมแปร์ ชั่วโมง หรือ AHเท่ากัน ค่า RC และ CCA ซึ่งยิ่งมากยิ่งดี จะเป็นตัวตัดสินว่าของใครดีกว่ากันครับ เช่น50 AH 79 RC 195 CCA ย่อมดีกว่าตัวอย่างแรก (อ่านต่อฉบับหน้า)



------------------------------
เรื่องโดย : เจษฎา ตัณฑเศรษฐี
นิตยสาร FORMULA ฉบับเดือน มิถุนายน ปี 2553
คอลัมน์ : รอบรู้เรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/MD4AA

Follow autoinfo.co.th