2.1 Nhieäm vuï vaø phaân loaïi accu oâtoâ
a. Nhieäm vuï
Accu trong oâ toâ thöôøng ñöôïc goïi laø accu khôûi ñoäng ñeå phaân bieät vôùi loaïi 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 hoùa naêng thaønh ñieän naêng vaø ngöôïc laïi. Ña soá
accu khôûi ñoäng laø loaïi accu chì – axit. Ñaëc ñieåm cuûa loaïi accu neâu treân laø coù theå
taïo ra doøng ñieän coù cöôøng ñoä lôùn, trong khoaûng thôøi gian ngaén (5
÷
10s), coù khaû
naêng cung caáp doøng ñieän 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 ñoäng coøn cung caáp ñieän 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 vieäc
hoaëc ñaõ laøm vieäc maø maùy phaùt ñieän chöa phaùt ñuû coâng suaát (ñoäng cô ñang laøm
vieäc ôû cheá ñoä soá voøng quay thaáp): cung caáp ñieän cho ñeøn ñaäu (parking lights),
radio cassette, CD, caùc boä nhôù (ñoàng hoà, hoäp ñieàu khieån…), heä thoáng baùo ñoäng…
Ngoaøi ra, accu coøn ñoùng vai troø boä loïc vaø oån ñònh ñieän theá trong heä thoáng 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 cho xe taûi. Muoán ñieän aùp cao hôn ta ñaáu noái tieáp caùc accu
12V laïi vôùi nhau.
b. Phaân loaïi
Treân oâtoâ coù theå söû duïng 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 toát, 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 axit bao goàm voû bình, coù caùc ngaên rieâng, thöôøng laø ba ngaên hoaëc 6 ngaên tuøy
theo loaïi accu 6V hay 12V.
Chöông 2: Accu khôûi ñoäng
22
Hình 2.1: Caáu taïo bình accu axit
Trong moãi ngaên ñaët khoái baûn cöïc coù hai loaïi baûn cöïc: baûn döông vaø baûn aâm. Caùc
taám baûn cöïc ñöôïc gheùp song song vaø xen keõ 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 töøng 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 voû ñöôïc 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) nhaèm choáng vieäc chaäp maïch do chaát taùc duïng rôi xuoáng ñaùy trong quaù trình
söû duïng.
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 lôùp boät dioxit chì
Pb0
2
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 baèng nhöïa
Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi – heä thoáng ñieän ñoäng cô 23
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
Dung dòch ñieän phaân laø dung dòch axid sulfuric H
2
SO
4
coù noàng ñoä 1,22
÷
1,27
g/cm
3
, hoaëc 1,29
÷
1,31g/cm
3
neáu ôû vuøng khí haäu laïnh . Noàng ñoä dung dòch quaù cao
seõ laøm hoûng nhanh caùc taám ngaên, ruïng baûn cöïc, caùc baûn cöïc deã bò sunfat hoùa,
khieán tuoåi thoï cuûa accu giaûm. Noàng ñoä quaù thaáp laøm ñieän theá accu giaûm.
Hình 2.3: Caáu taïo chi tieát baûn cöïc
1. Baûn cöïc aâm; 2. Baûn cöïc döông; 3. Vaáu cöïc; 4. Khoái baûn cöïc aâm;
5. Khoái baûn cöïc döông.
Chöông 2: Accu khôûi ñoäng
24
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 ñieän, vaø ñöôïc theå hieän döôùi daïng phöông trình sau:
PbO
2
+ Pb + 2H
2
SO
4
⇔
2PbSO
4
+ 2H
2
O
Trong quaù trình phoùng ñieän, hai baûn cöïc töø PbO
2
vaø Pb bieán thaønh PbSO
4
. Nhö vaäy
khi phoùng ñieän, axit sunfuric bò haáp thuï ñeå taïo thaønh sunfat chì, coøn nöôùc ñöôïc taïo
ra, do ñoù, noàng ñoä dung dòch H
2
SO
4
giaûm.
Quaù trình phoùng ñieän
Baûn cöïc aâm Dung dòch
ñieän phaân
Baûn cöïc döông
Chaát ban ñaàu Pb 2H
2
SO
4
+ 2H
2
O PbO
2
Quaù trình ion hoùa SO
4- -
, SO
4- -
,4H
+
4OH
-
Pb
++++
Quaù trình taïo doøng Pb
++
- 2 e
-
Pb
++
+2e
-
Chaát ñöôïc taïo ra
PbSO
4
4H
2
O
-2H
2
O
2H
2
O
PbSO
4
Quaù trình naïp ñieän
Baûn cöïc aâm Dung dòch
ñieän phaân
Baûn cöïc döông
Chaát ñöôïïc taïo ra cuoái quaù
trình phoùng
PbSO
4
4H
2
O PbSO
4
Quaù trình ion hoùa Pb
++
, SO
4- -
2H
+
, 4OH
-
, 2H
+
SO
4- -
, Pb
++
Quaù trình taïo doøng +
Pb
++++
Chaát ban ñaàu
Pb
2H
2
O
H
2
SO
4
H
2
SO
4
PbO
2
Söï thay ñoåi noàng 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.
2e
-
2e
-
2e
-
2e
-
Heä thoáng ñieän vaø ñieän töû treân oâtoâ hieän ñaïi – heä thoáng ñieän ñoäng cô 25
2.3 Thoâng soá vaø caùc ñaëc tính cuûa accu chì-axit
2.3.1 Thoâng soá
a. 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
e
a
=
ϕ
+
-
ϕ
-
(V)
- Neáu accu coù n ngaên E
a
= n.e
a
.
Söùc ñieän ñoäng coøn phuï thuoäc vaøo noàng ñoä dung dòch, trong thöïc teá coù theå xaùc
ñònh theo coâng thöùc thöïc nghieäm:
E
o
= 0,85 +
ρ
25
o
C
(2.1)
E
o
: söùc ñieän ñoäng tónh cuûa accu ñôn (tính baèng volt).
ρ
: noàng ñoä cuûa dung dòch ñieän phaân ñöôïc tính baèng (g/cm
3
) quy veà +
25
o
C.
ρ
25
o
C
=
ρ
ño
– 0,0007(25 – t)
t : nhieät ñoä dung dòch luùc ño.
ρ
ño
: noàng ñoä dung dòch luùc ño.
b. Hieäu ñieän theá cuûa accu
- Khi phoùng ñieän U
p
= E
a
- R
a
.I
p
(2.2)
- Khi naïp ñieän U
n
= E
a
+ R
a
.I
n
(2.3)
Trong ñoù: I
p
- cöôøng ñoä doøng ñieän phoùng.
I
n
- cöôøng ñoä doøng ñieän naïp.
R
a
- ñieän trôû trong cuûa accu.
c. Ñieän trôû trong accu
R
aq
= R
ñieän cöïc
+ R
baûn cöïc
+ R
taám ngaên
+ R
dung dòch
Ñieän trôû trong accu phuï thuoäc chuû yeáu vaøo ñieän trôû cuûa ñieän cöïc vaø dung dòch.
Pb vaø PbO
2
ñeàu coù ñoä daãn ñieän toát hôn PbSO
4
. Khi noàng ñoä dung dòch ñieän
phaân taêng, söï coù maët cuûa caùc ion H
+
vaø SO
42-
cuõng 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 neân ñieän trôû taêng.
d. 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:
p
pp
p
n
ñ
−
−
=
)C25(
o
Q %
n
p (2.4)