Nguyên lý làm việc của Ac quy

Bình accu là nguồn điện quan trọng trên ô tô,là thành phần không thể thiếu trong hệ thống khởi động và hệ thống nạp điện.Nếu bình accu bị yếu hoặc hư hỏng sẽ kéo theo các hư hỏng liên quan đến máy khởi động và hệ thống nạp điện.Vì vậy chúng ta cần hiểu rõ kết cấu cũng như quá trình điện hóa bên trong accu để dễ dàng chuẩn đoán và bảo dưỡng accu,giúp accu tránh được các hư hỏng đáng tiếc.Bình accu là nguồn năng lượng chính trên xe cung cấp cho các hệ thống:• Khởi động• Đánh lửa• Nạp • Chiếu sáng tín hiệu• Phụ tải điệnLà một thiết bị điện hóa sinh ra điện áp và dòng điện.Hai bản cực khác nhau được nhúng trong một dung dịch axit sẽ sinh ra điện thế. 1.Công dụngKhi động cơ tắt máy: Bình cung cấp năng lượng cho đèn và phụ tải như radio,DVD,xoay gương chiếu hậu,hệ thống báo động,khóa cửa..Động cơ đang khởi động: điện từ bình được dùng cung cấp cho motor đề và chia dòng cho hệ thống đánh lửa. Động cơ đang hoạt động: điện từ bình hỗ trợ cho hệ thống sạc khi nhu cầu của tải điện vượt quá khả năng sinh điện của hệ thống sạc.Cả bình và hệ thống sạc đều cấp điện khi nhu cầu tải cao Vị trí của bình trong xe 2.Phân loạiBình điện được sản xuất gồm có loại ướt chẳng hạn như bình điện ô tô, hoặc là bình khô như loại được gắn trên các xe gắn máy,xe mô tô.Bình loại ướt: Bình axit chì có chứa chất điện phân và được nạp điện trở lại sau khi phóng.Trong lúc xe không hoạt động thì bình điện có hiện tượng tự phóng điện.Vì vậy việc sạc định kỳ là bắt buộc trong trường hợp xe ít di chuyển.Bình loại khô: Bình có nguyên lý làm việc và sạc lại giống như bình ướt,chỉ khác là không có dung dịch điện phân. Nó dùng được khoảng 18 tháng3.Cấu tạo bình accu 3.1.Vỏ bình và nắp • Được làm kín với nhau.• Bảo vệ các bộ phận bên trong.• Giữ các bộ phận bên trong đúng vị trí.• Ngăn không cho dung dịch rò rỉ3.2.Các bản cựcCó hai loại bản cực được sử dụng trong một cái bình: âm và dương . • Dương − Bản cực dương được làm từ antimony phủ lớp chất tác dụng chì dioxit (PbO2).• Âm − Bản cực âm được làm từ chì có phủ lớp tác dụng là bột chì (Pb).Chỉ có chất tác dụng phủ trên hai mặt của bản cực mới tham gia phản ứng hóa học.• Bề mặt bản cực − Khi bề mặt bản cực tăng lên, sẽ làm cho lượng dòng trong bình cũng tăng theo. Bề mặt bản cực được xác định bởi kích thước của bình, cũng như tổng số bản cực có trong một bình. Nói chung,bình càng lớn thì càng tạo nên nhiều dòng điện .Các bề mặt bản cực không ảnh hưởng đến điện thế của bình• Các bản cực âm và dương được nối với nhau bằng một thanh dẫn tạo thành nhóm bản cực dương và nhóm bản cực âm Các tấm bản cực gắn xen kẽ nhau và được ngăn cách bởi các tấm chắn có lỗ thông rất nhỏ.Số lượng các tấm bản cực làm tăng bề mặt tiếp xúc với dung môi,vì vậy mà bình càng có kích thước lớn thì khả năng trữ điện càng nhiều.Tấm bản cực được cấu tạo từ hợp kim chì với phần trăm của Antimony hoặc Calcium.Các tấm này được thiết kế dạng lưới phẳng mỏng.Có hai kiểu : ô (chỉ ra bên dưới) hoặc đường chéo.• Tấm dương: được phủ chất tác dụng là Chì oxit PbO2,khung bản cực làm bằng chì pha với Sb+Kali• Tấm âm được phủ bột chì Pb,khung bản cực làm bằng chì pha với Ca+Cu. Các tấm bản cực này rất quan trọng,nó cho phép các ion hoạt hóa bám lên,tạo thành tấm dương hay âm.Các ion hoạt hóa trên tấm dương có màu nâu đỏ (PbO2),trên tấm âm có màu nâu đen (Pb).3.3.Tấm chắnCác bản cực được ngăn riêng rẽ bởi các tấm chắn cách điện. Các tấm này chỉ cho dung dịch di chuyển qua lại giữa các bản cực, nhưng ngăn không cho các bản cực tiếp xúc với nhau 3.4.Nút thông hơiTrên một số bình có nút thông hơi cho khí hydro bay lên. Khí này là kết quả của quá trình bình đang được nạp, nếu không do máy phát điện gây ra thì cũng do quá trình tự phản ứng bên trong bình. 3.5.Dung dịchDung dịch là một hỗn hợp của axit sunfuric (H2SO4) với nước (H2O).Dung dịch phản ứng hóa học với chất tác dụng trên bản cực sinh ra điện áp 4.Hoạt động của bình Hoạt động của các hộc bình là dựa trên phản ứng hóa học đơn giản Khi có hai kim loại không giống nhau được nhúng trong dung dịch axit, một phản ứng hóa học sẽ sinh ra điện áp. Sử dụng phản ứng hóa học này,một bình axit có thể phóng điện và nạp điện được nhiều lần. Có bốn trạng thái trong chu trình phóng nạp:Nạp đầy:• Bản cực dương được phủ đầy chì oxit (PbO2).• Bản cực âm được phủ đầy bột chì (Pb).• Dung dịch chứa nước (H2O) và axit sunfuric (H2SO4).Đang phóng điện• Dòng điện trong các hộc bình sẽ từ bản cực dương di chuyển sang bản cực âm.• Trong từng hộc sẽ có khí hydro (H2) và sunphat (SO4).• Các sunphat sẽ kết hợp với chì (gồm chì oxit lẫn bột chì) và trở thành chì sunphat (PbSO4).• Hydro và oxy lại kết hợp nhau để trở thành nước làm loãng dung dịch.Phóng hết điện• Cả hai bản cực đều đầy sunphat.• Dung dịch bị loãng và hầu như chỉ có nước.Đang nạp• Phản ứng hóa học đổi chiều trong suốt quá trình nạp.• Sunphat (SO4) rời khỏi bản cực dương và âm để kết hợp với hydro (H2) trở thành axit sunfuric (H2SO4).• Bọt khí hydor bám ở bản cực âm; oxy sẽ bám ở bản cực dương.• Oxy (O2) kết hợp với chì (Pb) ở bản cực dương để trở thành chì oxit (PbO2). 5.Dung lượng Một bình điện ô tô phải cung cấp điện đề được máy nổ và vẫn còn đủ cung cấp cho các hệ thống khi phải đề lại vài lần nữa.Dung lượng bình là:• Lượng điện năng mà bình cung cấp được cho xe khi được nạp đầy.• Được xác định bởi kích cỡ và tổng số bản cực và tình trạng của dung dịch điện phân trong bìnhHệ số Ampe giờ AHAmpe giờ AH, là một đặc tính quan trọng cho biết hiệu suất của bình đó.Hệ số Ampe giờ AH cho biết dòng phóng của một bình đầy điện trong 20 giờ ...• Ở 270 C• Điện áp mỗi hộc bình còn lại ít nhất là 1.75V (tổng cộng là 10.5V cho 6 hộc đối với bình 12V).Một bình có thể phóng được dòng 4A trong 20h sẽ có hệ số AH là 80. Bình trên xe Toyota có hệ số AH khoảng giữa 40 đến 80 AH, tùy vào dòng xe.Ampe khởi động nguộiDùng để đánh giá mức độ cấp dòng của bình khi khởi động nguội,còn gọi là hệ số CCA.Hệ số CCA xác định dòng phóng của một bình accu đầy điện có thể cấp được cho hệ thống ...• Ở −180 C• Khoảng 30 giây,• Tối thiểu mỗi hộc phải 1.2V (hoặc 7.2V trên tổng số 6 hộc của bình 12V).Dung lượng trữ điện(RC)Hệ số dung lượng trữ điện là khả năng phóng điện trong bao lâu của một bình accu đã được nạp đầy ...• phóng dòng 25A thì điện áp mỗi hộc bình còn lại ít nhất cũng phải khoảng 1.7V (tổng cộng là 10V cho 6 hộc đối với bình 12V).6.Hiện tượng tự phóng điệnCó hai nguyên nhânỞ nhiệt độ cao sẽ xảy ra phản ứng hóa học làm bình tự phóngPb + H2SO4 = PbSO4 + H2 2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O + O2Do tạp chất trong dung dịch và sự chênh lệch nồng độ giữa lớp dung dịch bên trên và bên dưới sẽ làm giảm dung lượng accu.Vì vậy bình để lâu dù không xài cũng sẽ tự hết điện.7.Các phương pháp nạp điệnNạp với dòng không đổi In=const • Các bình cần nạp được mắc nối tiếp với nhau• Dòng nạp được chỉnh sao cho In=7/100 dung lượng của bình nhỏ nhất.Ví dụ:cần nạp cho 3 bình 45AH,và hai bình 55AH thì ta chỉnh dòng nạp In=(7/100).45=3.15A• Phù hợp nạp cho các bình bị sunphat hóa chung với bình mới.• Thời gian nạp dài Nạp với điệnü thế không đổi Un=const• Các bình cần nạp được mắc song song• Điện thế nạp được chỉnh là Un=7.5V cho bình loại 6V và Un=15V cho bình loại 12V• Phù hợp nạp bổ sung cho các bình còn tốt,thời gian nạp nhanh.8.Bảo trì accuKiểm tra bằng mắt Bảo dưỡng bình luôn luôn được bắt đầu với cách kiểm tra bằng mắt.Chẳng hạn như kiểm tra những dấu hiệu đơn giản, trực tiếp hoặc các vấn đề cần phải thay bình mà không cần phải đo dòng.Kiểm tra bằng mắt bao gồm các bước sau:1. Kiểm tra các vết nứt trên vỏ bình. Kiểm tra quanh cọc bình vì nơi này thường chịu lực lớn khi tháo hoặc gắn cáp bình. Cần thay bình nếu thấy có bất kỳ vết nứt nào.2. Kiểm tra vết nứt hoặc gãy của cáp nối. Thay cáp nối nếu cần thiết.3. Kiểm tra sự đóng ten của các cọc bình và axit bẩn bám trên nắp bình.Làm sạch các cọc bình và nắp bình bằng nước sạch. Dùng vật thích hợp loại bỏ các hoen gỉ cứng bám trên cọc bình..4. Kiểm tra cọc bình có đủ cứng hay không và cáp nối có lỏng không.Siết nhẹ nếu thấy cần.5. Tháo các nắp thông hơi trên bình ra và kiểm tra mức dung dịch trong bình. Châm thêm nước vào các hộc nếu thấy cần để đủ mức quy định. Cho phép châm nhiều nước nhưng không được châm axit vào . Chỉ nên châm bằng nước cất và không được châm bằng nước máy vì sẽ làm giảm tác dụng của bình.6. Kiểm tra mắt chỉ thị. Mắt đỏ nghĩa là bình phóng rất yếu hoặc dung dịch bị cạn. Mức dung dịch sẽ còn đủ và bình chỉ sạc được 25% nếu có một ít màu xanh nhạt. 7. Kiểm tra xem dung dịch có bị bẩn hay không. Điều này gây ra sự chạm bên trong các bản cực và dòng phóng yếu. Nếu đúng như vậy thì nên thay bình.Kiểm tra bằng que thử nồng độ Dùng một que thử nồng độ dung dịch đo từng hộc bình.Nếu các hộc bình còn tốt thì nồng độ phải ở mức 1.265 g/ml,mức chênh lệch cho phép giữa các hộc bình là 0.05g/ml.Nếu sự chênh lệch vượt quá mức cho phép so với 1.265g/ml thì hộc bình đã bị hư hỏng,nên thay bình mới.Ví dụ:trong 6 hộc bình nếu có một hộc là 1.225 g/ml thì còn tốt (nghĩa là chỉ cần sạc bình lại),nhưng nếu có một hộc là 1.195g/ml thì bình phải được thay mới. KIểm tra bằng máy test dòngü Nếu đo nồng độ dung dịch bằng que đo từng hộc bình cho kết quả tốt thì bước tiếp theo ta kiểm tra khả năng phóng điện của bình bằng máy test dòng.Nối cáp màu đỏ của máy vào cộc dương bình,cáp màu đen của máy test vào cộc âm bình.Sau đo nhấn nút test trong khoảng 2-3 giây.Quan sát kim chỉ thị phải nằm trong vùng màu xanh(bình tốt),nếu nằm trong vùng màu vàng nghĩa là bình yếu có thể sạc lại và dùng tiếp (dù sạc lại thì vẫn không đầy điện và dòng phóng luôn không cao),còn nếu kim trong vùng màu đỏ thì phải thay bình.-Lưu ý:An toàn là mối quan tâm đầu tiên bất cứ khi nào bạn quan sát,kiểm tra hay thay thế một bình axit chì. Dung dịch bên trong là axit. Axit này có thể làm bỏng da bạn, hư mắt, ăn mòn xe,dụng cụ và quần áo của bạn.Nếu bạn bị dung dịch bắn lên da hoặc vào mắt, ngay lập tức rửa với một lượng lớn nước sạch. Sau đó đưa đến bác sĩ .Nếu bạn làm đổ dung dịch lên bộ phận nào trên xe, hãy rửa nó bằng nước sạch và lau thoáng, chùi sạch các cặn bã nếu có.Khi bình đang nạp sẽ có khí bay lên (hydro và oxy). Hydor có thể gây nổ còn oxy gây cháy. Một vật cháy hay tia lửa gần đó sẽ gây ra hỏa hoạn.Nhớ những cảnh báo sau khi làm việc với bình điện ô tô:• Đeo găng tay và mắt kiếng bảo hộ.• Không bao giờ dùng dụng cụ sinh tia lửa gần bình.• Không đặt bất cứ dụng cụ nào trên bình.• Nếu cần phải tháo cáp bình thì luôn luôn tháo cáp âm trước• Khi gắn cáp vào bình luôn luôn gắn cáp dương trước.• Không dùng cọc mass của bình để kiểm tra tia lửa bugi.• Cẩn thận không để cho dung dịch bắn vào mắt,da hay bất cứ bộ phận nào trên xe của bạn.• Nếu bạn châm dung dịch,nhớ đổ axit vào nước trước (không được đổ nước vào axit).• Luôn luôn tuân thủ các cảnh báo này trong khi quan sát,kiểm tra,thay thế bình, cũng như khi nối cáp giữa hai bình.(Nghia San) __________________