Chương 2 ACCU KHỞI ĐỘNG

CHƯƠNG 2: ACCU KHỞI ĐỘNG
2.1 Nhiệm vụ và phân loại accu ơtơ



Nhiệm vụ
- Là loại accu chì – acid. Đặc điểm của loại accu nêu trên
là có thể tạo ra dịng điện có cường độ lớn, trong khoảng
thời gian ngắn (5 10s), có khả năng cung cấp dịng điện
lớn (200 800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để
cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ.


2.2 CấU TạO VÀ Q TRÌNH ĐIệN
HĨA CủA ACCU CHÌ-AXIT


2.2 CấU TạO VÀ Q TRÌNH ĐIệN
HĨA CủA ACCU CHÌ-AXIT
 Khung

của các tấm bản cực được chế tạo bằng
hợp kim chì – stibi (Sb) với thành phần 87 
95% Pb + 5 13% Sb.
 Các lưới của bản cực dương được chế tạo từ
hợp kim Pb-Sb có pha thêm 1,3%Sb + 0,2% Kali
và được phủ bởi lớp bột dioxit chì Pb02 ở dạng
xốp tạo thành bản cực dương.
 Các lưới của bản cực âm có pha 0,2% Ca +
0,1% Cu và được phủ bởi bột chì

Dung dịch điện phân là dung dịch axid sulfuric H2SO4 có nồng
độ 1,22  1,27 g/cm3, hoặc 1,29  1,31g/cm3 nếu ở vùng khí hậu
lạnh

1 – bản cực âm 2 – cọc bình 3 – bản cực dương 4 – tấm ngăn
Hình 2.2 : Cấu tạo khối bản cực


1. Bản cực âm; 2. Bản cực dương; 3. Vấu cực;
4. Khối bản cực âm; 5. Khối bản cực dương.
Hình 2.3: Phân phối bản cực


2.2.2 CÁC Q TRÌNH ĐIệN HĨA TRONG
ACCU

PbO2 + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O
Q trình phóng điện

Q trình nạp điện


Q TRÌNH PHĨNG NạP


2.3 THƠNG Số VÀ CÁC ĐặC TÍNH
CủA ACCU CHÌ-AXIT
2.3.1 Thơng số
 Sức điện động của accu



ea = + - - (V)

Nếu accu có n ngăn Ea = n.ea.
Sức điện động còn phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, trong thực tế
có thể xác định theo cơng thức thực nghiệm:

Eo = 0,85 + 25oC

250C = đo – 0,0007(25 – t)

(2-1)


HIệU ĐIệN THế CủA ACCU


Khi phóng điện



Khi nạp điện

Up = Ea - Ra.Ip
Un = Ea + Ra.In

Trong đó:
Ip - cường độ dịng điện phóng.
In - cường độ dịng điện nạp.

Ra - điện trở trong của accu.

(2-2)
(2-3)


ĐIệN TRở TRONG ACCU

Raq = R điện cực + R bản cực + R tấm ngăn + R dung dịch
Điện trở trong accu phụ thuộc chủ yếu vào điện trở của điện cực
và dung dịch. Pb và PbO2 đều có độ dẫn điện tốt hơn PbSO4 .

Khi nồng độ dung dịch điện phân tăng, sự có mặt của
các ion H + và SO4 2- cũng làm giảm điện trở dung dịch. Vì
vậy điện trở trong của accu tăng khi bị phóng điện và giảm khi
nạp. Điện trở trong của accu cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường. Khi nhiệt độ thấp, các ion sẽ dịch chuyển chậm trong
dung dịch nên điện trở tăng.


Độ PHÓNG ĐIệN CủA ACCU

 n   đ  25 0 C 
%Q 
100
n   P
 n -  p = 0,16 g/cm3
Trong đó:
 n - nồng độ dung dịch lúc nạp no.
 p - nồng độ dung dịch lúc phóng hết điện

NĂNG LƯợNG ACCU

W p 3600 QP U P
Năng lượng của accu lúc phóng điện

W p 3600 

I P .t P
n

Năng lượng của accu lúc nạp điện

n

U
i

Pi

nn

W p 3600 

I n .t n
n

n

U

Pi

i

Trong đó:
Qp - năng lượng phóng của accu.
Up - điện thế phóng của accu.
tn - thời gian nạp accu.


CÔNG SUấT CủA ACCU

Pa = I.E = I(I.R + I.Ra)

R: là điện trở tải bên ngoài

Pa = I2 .R + I2 .Ra
Cơng suất đưa ra mạch ngồi (đưa vào tải điện)
E
2 Ra

Pa = I.E - I .Ra
2

dP
 E  2 Ra I
dI

I

đạt cực đại khi bằng không

Như vậy khi R = Ra , accu sẽ cho công suất lớn nhất.


ĐặC TUYếN PHĨNG - NạP CủA ACCU AXIT
R
Ip
Eaq

1,0

1,96V
E
UP
1,27

E0

2

1,11

1,11

6

8

In

IN=5,4A

Q=5,4.10=54
4

1,27





Ip=5,4A

E0

Ea

Un

A(1,70V)

Ip

0,5
0

Khoảng

nghỉ

In.Ra

E

2,0
1,5

B(2,70V)

Ip.Raq

2,5

Thơi nạp

Eaq

Điểm cuối q
trình phóng

2,12V
Ea

I(A),,U(V)

In

R

10

a. Thời gian phóng
Sơ đồ phóng và đặc tuyến phóng

t(h)

0

2

QN=IN.tN
4

6

8

10

14

b. Thời gian nạp
Sơ đồ nạp và đặc tuyến nạp

t(h)


DUNG LƯợNG CủA ACCU

80

Q = Ip.tp (A.h)

Q(Ah)

40

50

100

200

IP(A)

1.Các yếu tố ảnh hưởng tới dung lượng của accu:
Khối lượng và diện tích chất tác dụng trên bản cực.
Dung dịch điện phân.
Dòng điện phóng.
Nhiệt độ mơi trường.
Thời gian sử dụng.
Dung lượng của accu phụ thuộc lớn vào dịng phóng. Phóng dịng càng lớn thì dung
lượng càng giảm, tuân theo định luật Peikert.
Inp.tp = const
(2-10)
Trong đó: n là hằng số tùy thuộc vào loại accu (n = 1,4 đối với accu chì)
Trên hình 2-5 trình bày sự phụ thuộc của dung lượng accu vào cường độ phóng

Khi nhiệt độ tăng thì điện dung cũng tăng. Nhưng khi nhiệt độ của dung dịch điện
phân cao quá (lớn hơn +45oC) thì các tấm ngăn và bản cực rất mau hỏng, làm cho
tuổi thọ của accu giảm đi nhiều

U(V)
+250C

Dòng điện phóng Ip = 3Qđm

10

27,5% Qđm

8

-180C
6
11,25% Qđm

4

t,h
1

2

3

4

5

Hình 2.6: Đặc tuyến phóng của accu acid ở những nhiệt độ khác nhau


ĐặC TUYếN VOLT-AMPERE
U,V
Đặc tuyến VOLT-AMPERE của
accu là mối quan hệ giữa
hiệu điện thế của accu và
cường độ dịng điện phóng ở
nhiệt độ khác nhau.

Ubđ

T=00C

U’bđ

T=200C

I,A
0

I’nm

Inm

Phương trình mơ tả đặc tuyến Votl – Ampere của Accu: Ua = Ubđ – IpRaq
Trong đó:

Ubđ - ban đầu xác định theo công thức thực nghiệm.
Inm - dòng ngắn mạch lúc Uaq = 0.

Ubđ - InmRaq = 0
Inm = Ubđ/Raq

(2-11)

Ubđ = n(2,02 + 0,00136t – 0,001 Qp).
Inm = n+ I+.
I+ = 2,24 + 1,75t – 0,4 Qp
n: là số ngăn accu.
t: nhiệt độ của dung dịch điện phân (0C).
 Qp: độ phóng điện accu (%Qp).
n+: số bản cực (+) được ghép song song trong một ngăn.
I+: cường độ dòng điện đi qua một bản cực dương lúc ngắn mạch

(2-12)


ĐặC TUYếN LÀM VIệC CủA ACCU TRÊN ÔTÔ

Acccu làm việc trên ơtơ theo chế độ phóng nạp ln
phiên tùy theo tải của hệ thống điện. Điện thế nạp ổn định
nhờ có bộ tiết chế.
Umf = 13,8 đến 14,2V
In = (Umf - Ua) /R
(2-13)
R = Ra + Rdd + Rmf
Trong đó: Rdd : điện trở dây dẫn.

Rmf : điện trở các cuộn stator máy phát.
I(A)

in

Hình 2-8: Chế
độ phóng nạp
của accu trên
xe

tp+=

0

t,h
tn

ip


Để đánh giá mức cân bằng năng lượng trên xe, người ta
xem xét hệ số cân bằng:
tn

K

 i nd t

cb

t

0

p

i d
p

t

0

Nếu Kcb > 1: accu được nạp đủ.
Nếu Kcb < 1: accu bị phóng điện.
: Hiệu suất nạp.


2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NạP ĐIệN CHO
ACCU
2.4.1 -Nạp bằng hiệu điện thế không đổi
In = (Ung - Ea)/R

Imax  1  1,5 Qđm.
Khi nạp Ea tăng, I giảm nhanh
theo đặc tuyến hyperbol.
Nhược điểm của phương
pháp nạp này là:
Dòng điện nạp ban đầu rất lớn
có thể gây hỏng bình accu.

Dịng khi giảm về 0 thì accu
chỉ nạp khoảng 90%.

In,U
Imax

U=2,3v
i

t,h

Hình 2-9: Nạp bằng hiệu điện thế không đổi


2.4.2 -PHƯƠNG PHÁP DỊNG KHƠNG ĐổI
Thơng thường người ta nạp bằng dịng có cường độ In = 0,1Qđm. Giá trị lớn nhất của
biến trở R có thể xác định bởi công thức

R = (Ung – 2,6n)/0,5In
n : số accu đơn mắc nối

~

+

R

tiếp.
0,5 : hệ số dự trữ.
Ung : hiệu điện thế

nguồn nạp

tổng số các accu đơn trong mạch nạp không vượt quá trị số Ung/2,7 . Các accu
phải có dung lượng như nhau, nếu không, ta sẽ phải chọn cường độ dịng điện nạp theo
accu có điện dung nhỏ nhất và như vậy accu có dung lượng lớn sẽ phải nạp lâu hơn


2.5 – CHọN VÀ Bố TRÍ ắC QUI
Chọn ắc qui: Loại chì axit , dung lượng đủ lớn để khởi
động động cơ
Bố trí ắc qui: có 3 cách
 Bố trí phía trước
 Bố trí ở giữa
 Bố trí ở phía sau xe