تخيل أنك تُحرز أول ضربة ناجحة، لتجد نفسك مضطرًا لحمل مضارب الجولف إلى الحفرة التالية بسبب نفاد بطاريات عربات الجولف. هذا سيُفسد مزاجك بالتأكيد. بعض عربات الجولف مُجهزة بمحرك بنزين صغير، بينما تستخدم أنواع أخرى محركات كهربائية. هذه الأخيرة صديقة للبيئة، وأسهل في الصيانة، وأكثر هدوءًا. لهذا السبب تُستخدم عربات الجولف في الجامعات والمرافق الكبيرة، وليس فقط في ملاعب الجولف.
البطارية المستخدمة عنصر أساسي، فهي التي تحدد مسافة عربة الجولف وسرعتها القصوى. لكل بطارية عمر افتراضي محدد، ويعتمد ذلك على نوع التركيب الكيميائي والتكوين المستخدم. يرغب المستهلك في الحصول على أطول عمر افتراضي ممكن بأقل قدر من الصيانة اللازمة. بالطبع، هذا ليس رخيصًا، ويتطلب تقديم تنازلات. من المهم أيضًا التمييز بين الاستخدام قصير الأمد والاستخدام طويل الأمد للبطارية.
يُقاس عمر البطارية قصير المدى بعدد الأميال التي يمكن لعربة الجولف قطعها قبل إعادة شحنها. أما الاستخدام طويل المدى، فيشير إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن للبطارية تحملها قبل التلف والتعطل. ولتقدير هذا الأخير، يجب مراعاة النظام الكهربائي ونوع البطاريات المستخدمة.
نظام كهربائي لعربة الجولف
لمعرفة مدة عمل بطاريات عربات الجولف، من المهم مراعاة النظام الكهربائي الذي تُعدّ البطارية جزءًا منه. يتكون النظام الكهربائي من محرك كهربائي متصل بمجموعة بطاريات مصنوعة من خلايا بطاريات بتكوينات مختلفة. عادةً ما تكون المحركات الكهربائية المستخدمة في عربات الجولف بجهد 36 أو 48 فولت.
بشكل عام، تستهلك معظم المحركات الكهربائية ما بين 50 و70 أمبير عند تشغيلها بسرعة اسمية تبلغ 15 ميلاً في الساعة. ومع ذلك، يُعد هذا تقديرًا تقريبيًا، نظرًا لوجود العديد من العوامل التي تؤثر على استهلاك المحرك للحمل. فنوع التضاريس والإطارات المستخدمة، وكفاءة المحرك، والوزن الذي يتحمله المحرك، كلها عوامل تؤثر على الحمل الذي يستخدمه. بالإضافة إلى ذلك، تزداد متطلبات الحمل عند بدء تشغيل المحرك وأثناء التسارع مقارنةً بظروف القيادة. كل هذه العوامل تجعل استهلاك طاقة المحرك أمرًا بالغ الأهمية. ولهذا السبب، في معظم الحالات، تكون حزمة البطاريات المستخدمة كبيرة الحجم (عامل الأمان) بنحو 20% للحماية من ظروف الاستخدام المرتفع للغاية.
تؤثر هذه المتطلبات على اختيار نوع البطارية. يجب أن تتمتع البطارية بسعة كافية لتوفير مسافة طويلة للمستخدم. كما يجب أن تكون قادرة على تحمل الارتفاعات المفاجئة في الطلب على الطاقة. ومن الميزات الإضافية المرغوبة خفة وزن حزم البطاريات، وإمكانية الشحن السريع، وانخفاض متطلبات الصيانة.
الاستخدام المفرط والمفاجئ للأحمال العالية يُقصّر عمر البطاريات، بغض النظر عن تركيبها الكيميائي. بمعنى آخر، كلما كانت دورة التشغيل غير منتظمة، قلّ عمر البطارية.
أنواع البطاريات
بالإضافة إلى دورة القيادة واستخدام المحرك، فإن نوع كيمياء البطارية سيحدد المدة التي تستغرقهابطارية عربة الجولفستدوم طويلاً. تتوفر في السوق العديد من البطاريات التي يمكن استخدامها لتشغيل عربات الجولف. أكثر البطاريات شيوعًا هي بطاريات بجهد 6 فولت، و8 فولت، و12 فولت. يحدد نوع تكوين البطاريات والخلية المستخدمة سعة البطاريات. تتوفر أنواع كيميائية مختلفة، وأكثرها شيوعًا: بطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات الليثيوم أيون، وبطاريات الرصاص الحمضية AGM.
بطاريات الرصاص الحمضية
إنها أرخص أنواع البطاريات وأكثرها استخدامًا في السوق. يتراوح عمرها الافتراضي بين سنتين وخمس سنوات، أي ما يعادل 500-1200 دورة. ويعتمد ذلك على ظروف الاستخدام؛ فلا يُنصح بتفريغ شحنتها إلى أقل من 50% من سعتها، ولا يُنصح بتفريغها إلى أقل من 20% من السعة الإجمالية، لأن ذلك يُسبب تلفًا لا رجعة فيه للأقطاب الكهربائية. وبالتالي، لا تُستغل السعة الكاملة للبطارية أبدًا. وبنفس تصنيف السعة، تُوفر بطاريات الرصاص الحمضية عمرًا أقصر مقارنةً بأنواع البطاريات الأخرى.
تتميز بطاريات الرصاص الحمضية بكثافة طاقة أقل مقارنةً بالبطاريات الأخرى. بمعنى آخر، يكون وزن حزمة بطاريات الرصاص الحمضية أكبر مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون ذات السعة نفسها. هذا يؤثر سلبًا على أداء النظام الكهربائي لعربة الجولف. يجب صيانتها بانتظام، وخاصةً بإضافة الماء المقطر للحفاظ على مستوى الإلكتروليت.
بطاريات ليثيوم أيون
تُعدّ بطاريات الليثيوم أيون أغلى ثمناً مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية، ولكن لسبب وجيه. فهي تتميز بكثافة طاقة أعلى، ما يعني أنها أخف وزناً، كما أنها تُحسّن من قدرتها على تحمّل طفرات الطاقة الكبيرة التي تُصاحب التسارع أثناء القيادة وبدء التشغيل. تدوم بطاريات الليثيوم أيون ما بين 10 و20 عاماً، وذلك حسب بروتوكول الشحن، وعادات الاستخدام، وإدارة البطارية. ومن مزاياها أيضاً قدرتها على تفريغ ما يقارب 100% مع أقل قدر من الضرر مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية. ومع ذلك، تبقى مرحلة الشحن والتفريغ المُوصى بها 80-20% من السعة الإجمالية.
لا يزال سعرها المرتفع يُعيق استخدامها في عربات الجولف الصغيرة أو منخفضة الجودة. كما أنها أكثر عرضة للانفلات الحراري مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية، وذلك بفضل المركبات الكيميائية شديدة التفاعل المستخدمة فيها. قد يحدث الانفلات الحراري في حالة التلف الشديد أو سوء الاستخدام، مثل تحطيم عربة الجولف. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن بطاريات الرصاص الحمضية لا توفر أي حماية في حالة الانفلات الحراري، بينما عادةً ما تكون بطاريات الليثيوم أيون مُجهزة بنظام إدارة بطارية يحميها قبل حدوث الانفلات الحراري في ظروف مُعينة.
قد يحدث التفريغ الذاتي أيضًا مع تدهور البطارية، مما يقلل من السعة المتاحة، وبالتالي إجمالي المسافة المقطوعة بعربة الجولف. مع ذلك، تتطور هذه العملية ببطء، وتتطلب فترة حضانة طويلة. في بطاريات أيونات الليثيوم التي تدوم من 3000 إلى 5000 دورة، يُفترض أن يكون من السهل اكتشافها وتغيير حزمة البطارية بمجرد تجاوز التدهور للحدود المقبولة.
تُستخدم بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) عميقة الدورة على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك عربات الجولف. صُممت هذه البطاريات خصيصًا لتوفير تيار ثابت وموثوق. خضعت كيمياء فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) لأبحاث مكثفة، وهي من أكثر كيمياء بطاريات أيون الليثيوم استخدامًا. من أهم مزايا بطاريات فوسفات حديد الليثيوم خصائص السلامة المُحسّنة. يُقلل استخدام كيمياء LiFePO4 بشكل كبير من خطر الانفلات الحراري بفضل ثبات فوسفات حديد الليثيوم، بافتراض عدم حدوث أي ضرر مادي مباشر.
تتميز بطاريات فوسفات حديد الليثيوم عميقة الدورة بخصائص مرغوبة أخرى. فهي تتميز بعمر افتراضي طويل، ما يعني قدرتها على تحمل عدد كبير من دورات الشحن والتفريغ قبل أن تظهر عليها علامات التلف. كما تتميز بأداء ممتاز عند الحاجة إلى طاقة عالية، حيث يمكنها التعامل بكفاءة مع طفرات الطاقة الكبيرة المطلوبة أثناء التسارع أو في حالات الطلب العالي الشائعة في عربات الجولف. تُعد هذه الخصائص جذابة بشكل خاص لعربات الجولف ذات معدلات الاستخدام العالية.
الاجتماع العام السنوي
AGM هي اختصار لعبارة "بطاريات حصيرة الزجاج الممتصة". وهي نسخ محكمة الغلق من بطاريات الرصاص الحمضية، حيث يُمتص الإلكتروليت (الحمض) ويُحفظ داخل فاصل حصيرة الزجاج، الموجود بين لوحي البطارية. يتيح هذا التصميم بطارية مقاومة للانسكاب، حيث يكون الإلكتروليت ثابتًا ولا يتدفق بحرية كما هو الحال في بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة التقليدية. تتطلب هذه البطاريات صيانة أقل، وتُشحن أسرع بخمس مرات من بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. يمكن أن يدوم هذا النوع من البطاريات حتى سبع سنوات. ومع ذلك، فهي تأتي بسعر أعلى وأداء مُحسّن قليل نسبيًا.
خاتمة
باختصار، تُحدد بطاريات عربات الجولف أداءها، وخاصةً عدد الكيلومترات المقطوعة. من الضروري تقدير مدة صلاحية بطارية عربة الجولف لأغراض التخطيط للصيانة واعتبارات أخرى. تُقدم بطاريات أيون الليثيوم أفضل أداء وأطول عمر افتراضي مقارنةً بأنواع البطاريات الشائعة الأخرى في السوق، مثل بطاريات الرصاص الحمضية. ومع ذلك، قد يُمثل ارتفاع سعرها عقبة كبيرة أمام استخدامها في عربات الجولف منخفضة التكلفة. يعتمد المستهلكون في هذه الحالة على إطالة عمر بطارية الرصاص الحمضية مع الصيانة المناسبة، ويتوقعون تغيير حزم البطاريات عدة مرات طوال عمر عربة الجولف.
مقالة ذات صلة:
هل بطاريات فوسفات الليثيوم أفضل من بطاريات الليثيوم الثلاثية؟
فهم العوامل التي تحدد عمر بطارية عربة الجولف
