1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ - Chương 2

Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ - Chương 2

Chương 2: Nhiệm vụ ACCU KHỞI ĐỘNG 2.1 Nhiệm vụ và phân loại accu ô tô Accu trong ô tô thường được gọ i là accu khởi động để phân biệt với loạ i accu sử dụng ở các lãnh vực khác. Accu khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hoá năng thành điện năng và ngược lại. Đa số accu khởi động là loại accu chì – acid. Đặc điểm của loại accu nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thờ i gian ngắn (5?10s), có... Truong DH SPKT TP. HCM http://www.

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 15

Ngày tạo 8/29/2018 9:27:16 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ th... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô Chöông 2: ACCU KHÔÛI ÑOÄNG 2.1 Nhieäm vuï vaø phaân loaïi accu oâ toâ Nhieäm vuï Accu trong oâ toâ thöôøng ñöôïc goï i laø accu khôûi ñoäng ñeå phaân bieät vôùi loaï i accu söû duïng ôû caùc laõnh vöïc khaùc. Accu khôûi ñoäng trong heä thoáng ñieän thöïc hieän chöùc naêng cuûa moät thieát bò chuyeån ñoåi hoaù naêng thaønh ñieän naêng vaø ngöôïc laïi. Ña soá accu khôûi ñoäng laø loaïi accu chì – acid. Ñaëc ñieåm cuûa loaïi accu neâu treân laø coù theå taïo ra doøng ñieän coù cöôøng ñoä lôùn, trong khoaûng thôø i gian ngaén (510s), coù khaû naêng cung caáp doøng ñieä n lôùn (200800A) maø ñoä suït theá beân trong nhoû, thích hôïp ñeå cung caáp ñieän cho maùy khôûi ñoäng ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô. Accu khôûi ñoä ng coøn cung caáp ñieä n cho caùc taûi ñieän quan troïng khaùc trong heä thoáng ñieän, cung caáp töøng phaàn hoaëc toaøn boä trong tröôøng hôïp ñoäng cô chöa laøm CM vieäc hoaëc ñaõ laøm vieäc maø maùy phaùt ñieän chöa phaùt ñuû coângHsuaát (ñoäng cô ñang TP. laøm vieäc ôû cheá ñoä soá voøng quay thaáp): cung caápthuatn cho ñeø n ñaäu (parking y ñieä am K p ñieàu khieån…), heä thoáng baùo lights), radio cassette, CD, caùc boä nhôù (ñoàu phhoà, hoä ng DH S ng Truo ñoäng… © yen Ngoaøi ra, accuBcoønqu ng vai troø boä loïc vaø oån ñònh ñieän theá trong heä thoáng an ñoù ñieän oâ toâ khi ñieän aùp maùy phaùt dao ñoäng. Ñieän aùp cung caáp cuûa accu laø 6V, 12V hoaëc 24V. Ñieän aùp accu thöôøng laø 12V ñoái vôùi xe du lòch hoaëc 24V c ho xe taûi. Muoán ñieän aùp cao hôn ta ñaáu noái tieáp caùc accu 12V laïi vôùi nhau. Phaân loaïi Treân oâtoâ coù theå söû duï ng hai loaïi accu ñeå khôûi ñoäng: accu axit vaø accu kieàm. Nhöng thoâng duïng nhaát töø tröôùc ñeán nay vaãn laø accu axit, vì so vôùi accu kieàm noù coù söùc ñieän ñoäng cuûa moãi caëp baûn cöïc cao hôn, coù ñieän trôû trong nhoû vaø ñaûm baûo cheá ñoä khôûi ñoäng toá t, maëc duø accu kieàm cuõng coù khaù nhieàu öu ñieåm. 2.2 Caáu taïo vaø quaù trình ñieän hoùa cuûa accu chì-axit 2.2.1 Caáu taïo Accu acid bao goàm voû bình, coù caùc ngaên rieâng, thöôøng laø ba ngaên hoaëc 6 ngaên tuyø theo loaïi accu 6V hay 12V. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 14 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  2. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 2.1: Caáu taïo bình accu acid Trong moãi ngaên ñaët khoá i baûn cöïc, coù hai loaïi baûn cöïc: baûn döông vaø baûn aâm. Caùc taám baûn cöïc ñöôïc gheùp song song vaø xen keû nhau, ngaên caùch vôùi nhau baèng caùc taám ngaên. Moãi ngaên nhö vaäy ñöôïc coi laø moät accu ñôn. Caùc accu ñôn ñöôïc noái vôùi nhau baèng caùc caàu noái vaø taïo thaønh bình accu. Ngaên ñaàu vaø ngaên cuoái coù hai ñaàu töï do goïi laø caùc ñaàu cöïc cuûa accu. Dung dòch ñieän phaân trong accu laø axit sunfuric, ñöôïc chöùa trong töø ng ngaên theo möùc qui ñònh thöôøng khoâng ngaäp caùc baûn cöïc quaù 10  15 mm. Voû accu ñöôïc cheá taïo baèng caùc loaïi nhöïa eboânit hoaëc cao su cöùng, coù ñoä beàn vaø khaû naêng chòu ñöôïc axit cao. Beân trong ngaên thaønh caùc khoang rieâng bieät, ôû ñaùy coù soáng ñôõ khoái baûn cöïc taïo thaønh khoaûng troáng (giöõa ñaùy bình vaø khoái baûn cöïc). Khung cuûa caùc taám baûn cöïc ñöôïc cheá taïo baèng hôïp kim chì – stibi (Sb) vôùi thaønh phaàn 87  95% Pb + 5 13% Sb. Caùc löôùi cuûa baûn cöïc döông ñöôïc cheá taïo töø hôïp kim Pb-Sb coù pha theâm 1,3%Sb + 0,2% Kali vaø ñöôïc phuû bôûi lôù p boät dioxit chì Pb02 ôû daïng xoáp taïo thaønh baûn cöïc döông. Caùc löôùi cuûa baûn cöïc aâm coù pha 0,2% Ca + 0,1% Cu vaø ñöôïc phuû bôûi boät chì. Taám ngaên giöõa hai baûn cöïc laøm PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 15 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  3. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô baèng nhöïa PVC vaø sôïi thuûy tinh coù taùc duïng choáng chaäp maïch giöõa caùc baûn cöïc döông vaø aâm, nhöng cho axit ñi qua ñöôïc. Hình 2.2 : Caáu taïo khoái baûn cöïc HCM TP. noàng ñoä 1,22  1,27 2 uat Dung dòch ñieän phaân laø dung dòch axid sulfuric HhSO4 c où Ky t g/cm , hoaëc 1,29 1,31g/cm neáu ôû vuøng khí amu laïnh . Noàng ñoä dung dòch quaù 3 3 h haä Su p H ruïng baûn cöïc, caùc baûn cöïc deã bò sunfat ng D cao seõ laøm hoûng caùc taám ngaên unhanh, Tr o hoùa, tuoåi thoï cuûa accu giaûm. © ng ñoä quaù thaáp laøm ñieän theá accu giaûm. uyen Noà an q B 1. Baûn cöïc aâm; 2. Baûn cöïc döông; 3. Vaáu cöïc; 4. Khoái baûn cöïc aâm; 5. Khoái baûn cöïc döông. Hình 2.3: Caáu taïo chi tieát baûn cöïc PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 16 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô 2.2.2 Caùc quaù trình ñieän hoùa trong accu Trong accu thöôøng xaûy ra hai quaù trình hoùa hoïc thuaän nghòch ñaëc tröng laø quaù trình naïp vaø phoùng ñieä n, vaø ñöôïc theå hieän döôù i daïng phöông trình sau: PbO2 + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O Trong quaù trình phoù ng ñieän, hai baûn cöïc töø PbO2 vaø Pb bieán thaønh PbSO4. Nhö vaäy khi phoùng ñieän axit sunfurit bò haáp thuï ñeå taïo thaønh sunfat chì, coøn nöôùc ñöôïc taïo ra, do ñoù, noàng ñoä dung dòch H2SO4 giaûm. Quaù trình phoùng ñieän Baûn cöïc aâm Dung dòch Baûn cöïc döông ñieän phaân Pb 2H 2SO4 + 2H2O PbO2 Chaát ban ñaàu SO4- -, SO4- -,4H +HCM 4OH - Pb ++++ TP. Quaù trình ion hoaù huat yt am K h Su p Pb ++ - 2ng- DH Pb+++2e- oe Quaù trình taïo doøng u © Tr uyen an q B 4H 2O -2H2O PbSO4 PbSO4 Chaát ñöôïc taïo ra 2H 2O Quaù trình naïp ñieän Baûn cöïc aâm Dung dòch Baûn cöïc döông ñieän phaân PbSO4 4H 2O PbSO4 Chaát ñöôïïc taïo ra cuoái quaù trình phoùng Pb ++, SO4- - 2H +, 4OH -, 2H + SO4- -, Pb++ Quaù trình ion hoaù - 2e- +2e Quaù trình taïo doøng Pb ++++ 2H 2O Chaát ban ñaàu H2SO4 H2SO4 Pb PbO2 Söï thay ñoå i noà ng ñoä dung dòch ñieän phaân trong quaù trình phoùng vaø naïp laø moät trong nhöõng daáu hieäu ñeå xaùc ñònh möùc phoùng ñieän cuûa accu trong söû duïng. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 17 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô 2.3 Thoâng soá vaø caùc ñaëc tính cuûa accu chì-axit 2.3.1 Thoâng soá - Söùc ñieän ñoäng cuûa accu: Söùc ñieän ñoäng cuûa accu phuï thuoäc chuû yeáu vaøo söï cheânh leäch ñieän theá giöõa hai taám baûn cöïc khi khoâng coù doøng ñieän ngoaøi. - Söùc ñieän ñoäng trong moät ngaên. ea = + - - (V) Neáu accu coù n ngaên Ea = n.ea. Söùc ñieän ñoä ng coøn phuï thuoäc vaøo noàng ñoä dung dòch, trong thöïc teá coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm: Eo = 0,85 + 25oC (2-1) Eo : Laø söùc ñieän ñoäng tónh cuûa accu ñôn (tính baèng Volt). M  : Noàng ñoä cuûa dung dòch ñieän phaân ñöôïc tính tbaèP.g Cg/cm3) quy veà + nH( ua T y th K 25 oC. pham u 25oC = ño – 0,0007(25ng t) H S –D o u © Tr yendung dòch luùc ño. t : Nhieäu ñoä qt Ban ño : Noàng ñoä dung dòch luùc ño. - Hieäu ñieän theá cuûa accu: Up = Ea - Ra.Ip - Khi phoùng ñieän (2-2) Un = Ea + Ra.In - Khi naïp ñieän (2-3) Ip - cöôøng ñoä doøng ñieän phoùng. Trong ñoù: In - cöôøng ñoä doøng ñieän naïp. Ra - ñieän trôû trong cuûa accu. - Ñieän trôû trong accu: Raq = Rñieän cöïc + Rbaûn cöïc + Rtaám ngaên + Rdung dòch Ñieän trôû trong accu phuï thuoäc chuû yeáu vaøo ñieän trôû cuûa ñieän cöïc vaø dung dòch. Pb vaø PbO2 ñeàu coù ñoä daãn ñieän toát hôn PbSO4 . Khi noàng ñoä dung dòch ñieän phaân taêng, söï coù maët cuûa caùc ion H+ vaø SO42- c uõng laøm giaûm ñieän trôû dung dòch. Vì vaäy ñieän trôû trong cuûa accu taêng khi bò phoùng ñieän vaø giaûm khi naïp. Ñieän trôû trong cuûa accu cuõng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä moâi tröôøng. Khi nhieät ñoä thaáp, caùc ion seõ dòch chuyeån chaäm trong dung dòch neâ n ñieän trôû taêng. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 18 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô - Ñoä phoùng ñieän cuûa accu: Ñeå ñaùnh giaù tình traïng cuûa Accu ta söû duïng thoâng soá ñoä phoùng ñieän. Ñoä phoùng ñieän cuûa accu tính baèng % vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc: n - ñ(25oC) %Q =   100 (2-4) n - p n - p = 0,16 g/cm3 Trong ñoù: n - noàng ñoä dung dòch luùc naïp no. ñ - noàng ñoä dung dòch luùc ño ñaõ qui veà 25 0C. p – noàng ñoä dung dòch luùc accu ñaõ phoùng heát. - Naêng löôïng accu: Naêng löôïng cuûa accu luùc phoùng ñieän: M Wp = 3600.Qp.Up (J) P. HC (2-5) uat T y th K pham Ip.tp n Hu Wp = 3600  SUpi ng D i uo n © Tr yen n - soá laàn ño. an qu B Naêng löôïng cuûa accu luùc naïp ñieän: In.tn n Wn = 3600   Uni (2-6) i n Qp - naêng löôïng phoùng cuûa accu. Trong ñoù: Up - ñieän theá phoùng cuûa accu. tn - thôøi gian naïp accu. - Coâng suaát cuûa accu: Pa = IE = I(IR + IRa) (2-7) R: laø ñieän trôû taûi beân ngoaøi. Pa = I2R + I2Ra Coâng suaát ñöa ra maïch ngoaøi (ñöa vaøo taûi ñieän) Pa = IE - I2Ra dP a E  = E - 2RaI ñaït cöïc ñaïi khi baèng khoâng  I =  (2-8) dI 2R a Nhö vaäy khi R = Ra , accu seõ cho coâng suaát lôùn nhaát. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 19 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  7. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô 2.3.2 Ñaëc tính -Ñaëc tuyeán phoùng naïp cuûa accu: Ñaëc tuyeán phoùng cuûa accu ñôn: k hi phoùng ñieän baèng doøng ñieän khoâng ñoåi thì noàng ñoä dung dòch giaûm tuyeá n tính (theo ñöôøng thaún g). Noàng ñoä acid sulfuric phuï thuoäc vaøo löôïng acid tieâu toán trong thôøi gian phoùng vaø tröõ löôïng dung dòch trong bình. R In Ip R Thoâi naïp Eaq Eaq Ñieåm cuoái quaù 2,12V B(2,70V) trình phoùng I(A),,U(V) Khoaûng E0 Eaq nghæ E M P. HC 2,5 Ip.Raq uat T y th K pham 1,96V H Su 2,0 ng D E0 ruo E n©T quye UP 1,5 Un an A(1,70V) 1,27 B 1,0 1,27  1,11 1,11 Ip In 0,5 Ip=5,4A Q=5,4.10=54 IN=5,4 QN=IN.tN A 0 2 4 6 8 10 t(h) 0 2 4 6 8 10 14 t(h) a. Thôøi gian phoùng b. Thôøi gian naïp Sô ñoà phoùng vaø ñaëc tuyeán phoùng Sô ñoà naïp vaø ñaëc tuyeán naïp Hình 2-4: Ñaëc tuyeán phoùng - naïp cuûa accu axit Treân ñoà thò coù söï cheâ nh leäch giöõa Ea vaø Eo trong quaù trình phoùng ñieän laø vì noàng ñoä dung dòch chöùa trong chaát taùc duïng cuûa baûn cöïc bò giaûm do toác ñoä khueách taùn dung dòch ñeá n caùc baûn cöïc chaäm khieán noàng ñoä dung dòch thöïc teá ôû trong loøng baûn cöïc luoân luoân thaáp hôn noàng ñoä dung dòch trong töøng ngaên. Hieäu ñieän theá Up cuõng thay ñoåi trong quaù trình phoùng. ÔÛ thôøi ñieåm baét ñaàu phoùng ñieäu Up giaûm nhanh vaø sau ñoù giaûm tyû leä vôùi söùc giaûm noàng ñoä dung dòch. Khi ôû traïng thaùi caân baèng thì Up gaàn nhö oån ñònh. ÔÛ cuoái quaù trình phoùng (vuøng gaàn ñieåm A) sunfat chì ñöôïc taïo thaøn h trong caùc baûn cöïc seõ laøm giaûm tieát dieän cuûa caùc loã thaám dung dòch vaø laøm caûn trôû quaù trình khueách taùn, khieán cho traïng thaùi caân baèng bò phaù huûy. Keát quaû laø noàng ñoä dung dòch chöùa trong baûn cöïc, söùc PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 20 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  8. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô ñieän ñoäng Ea vaø hieäu ñieän theá Up giaûm nhanh vaø coù chieàu höôùng giaûm ñeán khoâng. Hieäu ñieäu theá taïi ñieåm A ñöôïc goïi laø ñieän theá cuoái cuøng. Khi naïp ñieän, trong loøng caùc baûn cöïc acid sunfuric taùi sinh. Noàng ñoä cuûa dung dòch chöùa trong caùc baûn cöïc trôû neân ñaäm ñaëc hôn, do ñoù Ea khi naïp lôùn hôn Eo moät löôï ng baèng E, coøn hieäu ñieän theá khi naïp: Un = Ea + In.Ra. ÔÛ cuoái quaù trình naïp söùc ñieän ñoäng vaø hieäu ñieän theá taên g leân khaù nhanh do caùc ion H+ vaø O2- baùm ôû caùc baûn cöïc seõ gaây ra söï cheânh leäch ñieän theá vaø hieäu ñieän theá accu taêng voït ñeán giaù trò 2,7V. Ñoù laø daáu hieäu cuûa cuoái quaù trình naïp. Khi quaù trình naïp keát thuùc vaø caùc chaát taùc duïng ôû caùc baûn cöïc trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu thì doøng ñieän In trôû neân thöøa. Noù chæ ñieän phaân nöôùc taïo thaøn h oxy vaø hydro vaø thoaùt ra döôùi daïng boït khí. -Dung löôïng cuûa accu: Löôïng ñieän naêng maø accu cung caáp cho phuï taûi trong giôùi haïn phoùng ñieän cho pheùp ñöôïc goïi laø dung löôïng cuûa accu. M P. HC uat T Q = Ip.tp (A.h) (2-9) h Ky t pham H Su ng D Q(Ah) ruo n©T quye 80 an B 40 IP(A) 50 100 200 Hình 2-5: Söï phuï thuoäc cuûa dung löôïng accu vaøo doøng phoùng Nhö vaäy dung löôïng cuûa accu laø ñaïi löôïng bieán ñoåi phuï thuoäc vaøo cheá ñoä phoùng ñieän. Ngöôø i ta coøn ñöa ra khaùi nieäm dung löôïng ñònh möùc cuûa accu Q5, Q10, Q20 mang tính quy öôùc öùng vôùi moät cheá ñoä phoùng ñieän nhaát ñònh nhö cheá ñoä 5 giôø, 10 giôø, 20 giôø phoùng ñieän ôû nhieät ñoä +30oC. Dung löôïng cuûa accu ñöôïc ñaëc tröng cho phaàn gaïch cheùo (Hình 2-4). Cheá ñoä phoùng ôû ñaây laø cheá ñoä ñònh möùc neân dung luôïng naøy chính baèng dung löôïng ñònh möùc cuûa accu. Qñm = Q = 5,4A.10h = 54Ah PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 21 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  9. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô Treân ñoà thò (Hình 2-6) bieåu dieãn söï thay ñoåi ñieän theá accu theo thôøi gian phoùng trong tröôøng hôïp accu phoùng vôùi doøng ñieän lôù n I = 3Qñm (Cheá ñoä khôûi ñoäng) ôû nhieät ñoä +25oC vaø - 18 oC. Caùc yeáu toá aûnh höôûng tôùi dung löôïng cuûa accu: Khoái löôïng vaø dieän tích chaát taùc duïng treân baûn cöïc.  Dung dòch ñieän phaân.  Doøng ñieän phoùng.  Nhieät ñoä moâi tröôøng.  Thôøi gian söû duï ng.  Dung löôïng cuûa accu phuï thuoäc lôùn vaøo doøng phoùng. Phoù ng doøng caøng lôùn thì dung löôïng caøng giaûm, tuaân theo ñònh luaät Peikert. Inp.tp = const (2-10) Trong ñoù: n laø haèng soá tuøy thuoäc vaøo loaïi accu (n = 1,4 ñMi vôùi accu chì) oá . HC Treân hình 2-5 trình baøy söï phuï thuoäc cuûa dung ulöôïnP accu vaøo cöôøng ñoä at T g y th phoù K phoùng. Töø hình 2-6 ta coù theå thaáy khi accuphamng ñieän ôû nhieät ñoä thaáp thì ñieän Su dung cuûa noù giaûm nhanh. Khi nhieä tgñoäHtaêng thì ñieän dung cuõn g taêng. Nhöng khi nD Truo nhieät ñoä cuûa dung dòchqñieän ©phaân cao quaù (lôù n hôn +45oC) thì caùc taám ngaên vaø uyen Ban laøm cho tuoåi thoï cuûa accu giaûm ñi nhieàu. baûn cöïc raát mau hoûng, U(V) +250C Doøng ñieä n phoù ng Ip = 10 3Q 27,5% Qñm 8 -180C 6 11,25% Qñm 4 t,h 1 2 3 4 5 Hình 2.6: Ñaëc tuyeán phoùng cuûa accu acid ôû nhöõng nhieät ñoä khaùc nhau -Ñaëc tuyeán volt-ampere Ñaëc tuyeán VOLT-AMPERE cuûa accu laø moái quan heä giöõa hieäu ñieän theá cuûa accu vaø cöôøng ñoä doøng ñieän phoùng ôû nhieät ñoä khaùc nhau. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 22 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  10. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô U,V Ubñ T=00C U’bñ T=200C I,A 0 I’nm Inm Hình 2-7: Ñaëc tuyeán Volt – Amper cuûa accu Phöông trình moâ taû ñaëc tuyeán Votl – Ampere cuûa Accu: Ua = Ubñ – IpRaq Ubñ - ban ñaàu xaùc ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm. Trong ñoù: M P. HC Inm - doøng ngaén maïch luùc Uaq = 0. uat T y th K Ubñ - InmRaq = 0 pham H Su ng D Inm = Ubñ/Raq (2-11) ruo T Ubñq= en © + 0,00136t – 0,001Qp). uyn(2,02 Ban Inm = n+ I+. I+ = 2,24 + 1,75t – 0,4Qp (2-12) n: laø soá ngaên accu. t: nhieät ñoä cuûa dung dòch ñieän phaân (0C). Qp: ñoä phoùng ñieän accu (%Qp). n+: soá baûn cöïc (+) ñöôïc gheùp song song trong moät ngaên. I+: cöôøng ñoä doøng ñieän ñi qua moät baûn cöïc döông luùc ngaén maïch. Ubñ Vaäy: Ra =  Inm -Ñaëc tuyeán laøm vieäc cuûa accu treân oâtoâ: Acccu laøm vieäc treân oâtoâ theo cheá ñoä phoùng naïp luaân phieân tuø y theo taûi cuûa heä thoáng ñieän. Ñieän theá naïp oån ñònh nhôø coù boä tieát cheá. Umf = 13,8 ñeán 14,2V In = (Umf - Ua) /R (2-13) R = Ra + Rdd + Rmf Rdd : ñieän trôû daây daãn. Trong ñoù: Rmf : ñieän trôû caùc cuoän stator maùy phaùt. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 23 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  11. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô I(A) in tp+ t,h 0 tn ip Hình 2-8: Cheá ñoä phoùng naïp cuûa accu treân xe Ñeå ñaùnh giaù möùc caân baèng naêng löôïng treân xe, ngöôøi ta xem xeùt heä soá caân baèng: tn   indt K 0  tp cb M P. HC i dt uat T p y th 0 K pham Neáu Kcb > 1: accu ñöôïc naïp ñuû. H Su Neáu Kcb < 1: accu bò phoùnuoñieäD. g ng n © Tr yen p. : Hieäun qut naï a suaá B 2.3.3. Hieän töôïng töï phoùng ñieän ÔÛ nhieät ñoä cao seõ xaûy ra phaûn öùng döôùi daây laøm chì vaø oxít chì bieán thaønh sulphat chì Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2  2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O + O2  Doøng ñieän cuïc boä treân caùc taám baûn cöïc do söï hieän dieän cuûa caùc ion kim loaïi, hoaëc do söï cheânh leäch noàng ñoä giöõa lôùp dung dòch leân treâ n vaø beân döôùi accu cuõng laøm giaûm dung löôïng accu. 2.4 Caùc phöông phaùp naïp ñieän cho accu Coù hai phöông phaùp naïp ñieän cho accu 2.4.1 -Naïp baèng hieäu ñieän theá khoâng ñoå i Trong caùch naïp naøy taát caû caùc accu ñöôïc maéc song song vôùi nguoàn ñieän naïp vaø baûo ñaûm ñieän theá cuûa nguoàn naïp (Ung ) baèng 2,3V – 2,5V treân moät accu ñôn vôùi ñieà u kieän Ung > Ua. Cöôøng ñoä doøng naïp thay ñoåi theo coâng thöùc: In = (Ung - Ea)/R PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 24 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  12. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô In,U Imax U=2,3V i t,h Hình 2-9: Naïp baèng hieäu ñieän theá khoâng ñoåi Imax  1  1,5 Qñm. Khi naïp Ea taêng, I giaûm nhanh theo ñaëc tuyeán hyperbol. Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naïp naøy laø: Doøng ñieän naïp ban ñaàu raát lôùn coù theå gaây hoûng bình accu.  M Doøng khi giaûm veà 0 thì accu chæ naïp khoaûng 90%. . HCTP at  hu yt am K u ph 2.4.2 -Phöông phaùp doøng khoâng ñoåi DH S ng c giöõ ôû moät giaù trò khoâng ñoåi trong suoát thôø i o Theo caùch naøy doøng ñieän naïpuñöôï © Tr yeni giaù trò ñieän trôû cuûa bieán trôû R. Thoâng thöôø ng ngöôøi gian naïp baèng caùch an qu ñoå B thay ta naïp baèng doøng coù cöôøng ñoä In = 0,1Qñm. Giaù trò lôù n nhaát cuûa bieán trôû R c où theå xaùc ñònh bôûi coâng thöùc: R = (Ung – 2,6n)/0,5In ~ + R Hình 2-10: Sô ñoà naïp accu vôùi doøng khoâng ñoåi Theo phöông phaùp naøy taát caû caùc accu ñöôïc maéc noái tieáp nhau vaø chæ caàn ñaûm baûo ñieàu kieän toång soá caùc accu ñôn trong maïch naïp khoâng vöôït quaù trò soá Ung /2,7. Caùc accu phaûi coù dung löôïng nhö nhau, neáu khoâng, ta seõ phaûi choïn cöôøng ñoä doø ng ñieän naïp theo accu coù ñieän dung nhoû nhaát vaø nhö vaäy accu coù dung löôïng lôùn seõ phaû i naïp laâu hôn. n : soá accu ñôn maéc noái tieáp. 0,5 : heä soá döï tröõ. Ung : hieäu ñieän theá nguoàn naïp. PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 25 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  13. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô 2.4.3 -Phöông phaùp naïp hai naá c Trong phöông phaùp naøy, ñaàu tieân ngöôøi ta naïp accu vôùi cöôøng ñoä 0,1Iñm, khi accu baét ñaàu soâi, giaûm xuoáng coøn 0,05Iñm. Phöông phaùp naïp 2 naác ñaûm baûo cho accu ñöôïc naïp no hôn vaø khoâng bò noùng. I,A 0,1Iñm t,h 0,05Iñm Hình 2-11: Naïp 2 naác 2.2.4 -Phöông phaùp naïp hoãn hôïp Ñaàu tieân naïp baèng phöông phaùp hieäu ñieän theá khoâng ñoå i vaø sau ñoù naïp baèng phöông phaùp doøng khoâng ñoå i. Coù theå naïp nhanh ñoái vôù i bình bò caïn heát ñieän, nhöng phaûi giaûm thôøi gian naïp. HCM TP. huat 2.5 Choïn vaø boá trí accu Ky t bình accu, treân caùc caàu noái Ñeå choïn accu ta döïa vaøo caùc kyù hieäu ghi am n voû treâ u ph H Sôû voû bình, chuû yeáu laø dung löôïng ñònh uD giöõa caùc ngaên hoaëc treân nhaõn hieängñính Truo © yen möùc cuûa accu. n qu atröôùc ñaàu xe, gaàn maùy khôûi ñoäng sao cho chieàu daøi daây noá i B Accu thöôøng ñaët töø maùy khôûi ñoä ng ñeán accu khoâng quaù 1m. Ñieàu naøy ñaûm baûo raèng ñoä suï t aùp treân daây daån khi khôûi ñoäng laø nhoû nhaát. Nôi ñaët accu khoâng ñöôïc quaù noùng ñeå traùnh hoûng bình do nhieät. 2.6 Caùc loaï i accu khaùc Ngoaøi accu chì – axít coøn caùc loaïi accu kieàm khaùc nhö: Accu saét –niken (Fe – Ni), accu cañimi –niken (Cd –Ni ) vaø accu baïc –keõm (Ag –Zn). Trong ñoù hai loaïi ñaàu thoâng duïng hôn caû vaø ñaõ ñöôïc duøng ñeå khôûi ñoä ng moät soá oâtoâ vaø maùy keùo. 2.6.1 Accu Saét – Niken Veà caáu taïo accu saét –niken coù theå chia thaøn h hai loaïi: loaïi thoûi vaø loaïi khoâng thoûi. Ñoái vôù i accu loaïi thoûi, moãi ngaên goàm möôøi hai baûn cöïc döông vaø möôøi ba baûn cöïc aâm. Caùc baûn cöïc caùch ñieän vôùi nhau baèn g caùc que eâboâ nit coù ñöôøng kính 1,9 ñeán 2,0 mm. Caùc baûn cuøng daáu cuõng ñöôïc haøn vaøo caùc vaáu cöïc vaø taïo thaønh caùc phaân khoái baûn cöïc döông vaø caùc phaân khoái baûn cöïc aâm nhö accu axit. Phaàn nhoâ cao cuûa vaáu cöïc laø cöïc cuûa moãi accu ñôn. Töø ng khoái baûn cöïc ñöôïc ñaët trong caùc bình saét coù ñoå dung dòch ñieän phaân goàm dung dòch KOH vôùi  = 1,20 ÷ 1,25 g/cm3 vaø khoaûng 18 ÷20 gam LiOH cho 1 lít dung dòch. Caùc baûn cöïc ñöôïc ngaên caùch vôùi voû bình baèng lôùp nhöïa vinhiplat. Baûn cöïc accu kieàm loaïi thoûi ñöôïc cheá taïo baèng caùch gheùp haøng loaït thoûi chaát taùc duïng laïi vôùi nhau. Ñeå ñaûm baûo ñoä cöùng vöõng vaø tieáp xuùc toát, ngöôø i ta keïp PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 26 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  14. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô chaët ñaàu thoûi baèng caùch daäp chaët vôùi tai baûn cöïc. Moãi thoûi chaát taùc duï ng goàm moät hoäp nhoû baèng theùp laù chöùa chaát taùc duïng. Chaát taùc duïng ôû baûn cöïc aâm laø boät saét ñaëc bieät thuaàn khieát, coøn ôû baûn cöïc döông laø hoãn hôïp 75% NiO.OH vaø 25% boät than hoaït tính. Moãi ngaên coù nuùt vaø naép rieâng. Vì söùc ñieän ñoäng cuûa moãi accu ñôn chæ baèng 1,38V neân muoá n coù bình accu 12V ngöôø i ta phaûi gheùp noái tieáp 9 ngaên accu ñôn laïi vôùi nhau, taïo thaønh 3 toáp accu. Nhö vaäy troïng löôïng cuûa moãi bình accu kieàm naëng hôn bình accu acid khaù nhieàu, maëc duø cuøng theá hieäu. Loaïi accu khoâng phaân thoûi ñöôïc cheá taïo theo kieåu eùp boä t kim loaïi coù caáu truùc xoáp mòn. Chaát taùc duï ng ñöôïc eùp vaøo trong caùc loã nhoû treân beà maët phaân nhaùnh cuûa caùc baûn cöïc. Keát caáu nhö vaäy cho pheùp giaûm troïng löôïng cuûa bình accu xuoáng 1,4 ÷ 1,6 laàn so vôùi loaïi thoûi. 2.6.2 Accu Cañimi_Niken Loaïi accu naøy chæ khaùc loaïi accu saét_niken veà thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa chaát M taùc duïng ôû baûn cöïc aâm, coøn caáu taïo vaø quaù trình hoaù hoïc TP.aHC cuû accu cañimi_niken huat Ky t töông töï nhö accu saét_niken. am u ph DH S 2.6.3 Accu Baïc_Keõmong ru n©T yesoá hieäu duïng treân moät ñôn vò troïng löôïng vaø treân moät u Ñaây laø loaïi accuacoùqheä Bn ñôn vò theå tích lôùn hôn hai loaïi treân, nhöng vì baïc chieám tôi 30% troïng löôïng chaát taùc duïng neân vieäc söû duïng chuùng treân oâtoâ hieän nay laø khoâng thöïc teá. Caùc cöïc cuûa accu naøy laø keõm vaø oxit baïc, coøn dung dòch ñieän phaân cuõng gioáng nhö trong caùc accu khaùc laø KOH. Moät trong nhöõng öu ñieåm quan troï ng cuûa accu loaïi naøy laø vôùi kích thöôùc khoâng lôù n laém chuùng coù theå cho doøng lôùn. Nhöôïc ñieåm cuûa noù laø tuoåi thoï ngaén. Baûng 2.1 Ñieän theá vaø dung löôïng moät soá loaïi accu Loaïi accu Ñieän theá trong moät ngaên Dung löôïng rieâng 30Wh/Kg Accu chì – axít 2.0V 45Wh/Kg Saét – Nickel/cadimium 1.22V 50 – 80 Wh/Kg Nicken – metal – hydride 1.2V 90 – 100 Wh/Kg Natri – löu huyønh 2.0 – 2.5V 90 – 100 Wh/Kg Natri – nickel – clorua 2.58V 100 Wh/Kg Lithium 3.5V 500 Wh/Kg H2/O2 fuel cell ~30V PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 27 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  15. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi - Heä thoáng ñieän ñoän g cô 2.6.4 Pin nhieân lieäu (fuel cell) Trong nhöõ ng naêm gaàn ñaây xuaát hieän moät daïng accu môùi – ñoù laø pin nhieân lieäu. Loaïi pin naøy ñang ñöôïc nghieân cöùu vaø ñaõ baét ñaàu tìm thaáy öùng duïng treân moät soá oâ toâ ñieän. Treân hình 2.12, 2.13, 2.14 trình baøy moät soá daïng pin nhieân lieäu thöôøng gaëp. Nguyeân lyù cuûa pin nhieân lieäu döïa vaøo taùch electron cuûa nguyeân töû hydro ñeå bieán thaønh doøng ñieä n baèng caùc phöông phaùp khaùc nhau. M P. HC uat T th y am K Hình 2.12 Sô ñoà nguyeân lyù pinhnhieân lieäu daïng kieàm p H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 2.13: Sô ñoà pin nhieân lieäu duøng khí ñoát Hình 2.14: Sô ñoà pin nhieân lieäu duøng hydro PGS.TS Ñoã Vaên Duõng Trang : 28 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học