Sử dụng năng lượng điện trên ôtô và phương pháp kết hợp phương tiện hiện nay sử dụng chung với năng lượng điện

Từ bao lâu nay Năng lượng sử dụng luôn đóng góp một phần đáng kể cho sự phát triển của toàn cầu. Việc sử dụng năng lượng cho những sinh hoạt,sản xuất… của con người một phần làm cho cạn kiệt những loại năng lượng truyền thống, bên cạnh đó gây ảnh hưởng không ít đến môi trường sinh thái. Sự phát sinh ô nhiễm môi trường đáng kể nhất là vấn đề khói xả sinh ra từ động cơ đốt trong. Như chúng ta đã biết thì giao thông và vận tải là lĩnh vực sử dụng động cơ đốt trong với 2 loại nhiên liệu truyền thống xăng và diesel chiếm số lượng nhiều nhất. Để giải quyết vấn đề lâu dài chúng ta cần nghiên cứu và tìm kiếm các loại nhiên liệu mới có khả năng thay thế được hai loại nhiên liệu truyền thống. Bên cạnh đó vấn đề cấp bách mà chúng ta cũng cần quan tâm là hạn chế và kiểm soát mức độ ô nhiễm của các phương tiện giao thông hiện nay. Có rất nhiều loại nhiên liệu đang được nghiên cứu để ứng dụng cho ngành công nghiệp ôtô. Một trong những năng lượng đó là năng lượng điện. Trong chương trình học sau đại học ngành ôtô – máy kéo chúng tôi được học tập và nghiên cứu môn “Năng lượng mới trên ôtô “ .Trong tiểu luận này chúng em xin trình bày tiểu luận “Sử dụng năng lượng điện trên ôtô và phương pháp kết hợp phương tiện hiện nay sử dụng chung với năng lượng điện “. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Cô VĂN THỊ BÔNG đã tận tình chỉ dẫn , các bạn trong lớp đã đóng góp thêm cho tiểu luận này có thể hoàn thành . Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn hẹp nên không thể tránh được nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự thông cảm của Cô và các bạn. MỤC LỤC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KIỂU PHƯƠNG TIỆN ĐÃ VÀ ĐANG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ ACQUI CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG V: GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN CẦN THIẾT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG VI: GIỚI THIỆU XE LAI ĐIỆN(HYBRID ELECTRIC VEHICLES

ảnh hưởng không ít đến môi trường sinh thái Sự phát sinh ô nhiễm môi trường đáng kể nhất là vấn đề khói xả sinh ra từ động cơ đốt trong Như chúng ta đã biết thì giao thông và vận tải là lĩnh vực sử dụng động cơ đốt trong với 2 loại nhiên liệu truyền thống xăng và diesel chiếm số lượng nhiều nhất.

Để giải quyết vấn đề lâu dài chúng ta cần nghiên cứu và tìm kiếm các loại nhiên liệumới có khả năng thay thế được hai loại nhiên liệu truyền thống Bên cạnh đó vấn đề cấp bách mà chúng ta cũng cần quan tâm là hạn chế và kiểm soát mức độ ô nhiễm của các phương tiện giao thông hiện nay

Có rất nhiều loại nhiên liệu đang được nghiên cứu để ứng dụng cho ngành côngnghiệp ôtô Một trong những năng lượng đó là năng lượng điện Trong chương trình họcsau đại học ngành ôtô – máy kéo chúng tôi được học tập và nghiên cứu môn “Năng

lượng mới trên ôtô “ Trong tiểu luận này chúng em xin trình bày tiểu luận “Sử dụng năng lượng điện trên ôtô và phương pháp kết hợp phương tiện hiện nay sử dụng chung với năng lượng điện “.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Cô VĂN THỊ BÔNG đã tận

tình chỉ dẫn , các bạn trong lớp đã đóng góp thêm cho tiểu luận này có thể hoàn thành

Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn hẹp nên không thể tránh được nhiều thiếusót Rất mong nhận được sự thông cảm của Cô và các bạn

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ ACQUI

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

CƠ ĐIỆN

VEHICLES)

diện của những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sựkhó chịu đối với con người” Theo định nghĩa đó thì:

- Các chất gây ô nhiễm có thể gây nguy hại đến tự nhiên và con người mà khoahọc ở thời điểm đó nhận biết được hay chỉ đơn thuần gây ra sự khó chịu chẳnghạn như mùi hôi, màu sắc

- Danh sách các chất ô nhiễm cũng như giới hạn về nồng độ cho phép củachúng trong các nguồn phát thải có thể thay đổi theo thời gian

Đến nay, người ta đã xác định được các chất ô nhiễm trong không khí mà phần lớnnhững chất đó có mặt trong khí xả của động cơ đốt trong

Trong thực tế cuộc sống, do hàm lượng các chất độc hại trong không khí xả động

cơ đốt trong bé nên người sử dụng ít quan tâm tới sự nguy hiểm trước mắt do nó gây ra.Tuy nhiên sự phân tích các dữ liệu về sự thay đổi thành phần không khí trong những nămgần đây đã cho thấy sự gia tăng rất đáng ngại của các chất ô nhiễm Nếu không cónhững biện pháp hạn chế sự gia tăng này một cách kịp thời, những thế hệ tương lai sẽphải đương đầu với một môi trường sống rất khắc nghiệt

Bảo vệ môi trường không phải chỉ là yêu cầu của từng nước, từng khu vực mà nócó ý nghĩa trên phạm vi toàn cầu Tùy theo điều kiện của mỗi quốc gia, luật lệ cũng nhưtiêu chuẩn về ô nhiễm môi trường được áp dụng ở những thời điểm và với mức độ khắtkhe khác nhau.

1.1.2 Nguyên nhân sản sinh ra các chất ô nhiễm môi trường trong động cơ đốt trong:

Quá trình cháy lí tưởng của hỗn hợp hydrocarbure với không khí chỉ sinh ra CO2,

H2O và N2 Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởng cũng như dotính chất phức tạp của các hiện tượng lí hóa diễn ra trong quá trình cháy nên trong khí xảđộng cơ đốt trong luôn có một hàm lượng đáng kể những chất độc hại như oxit nitơ (NO,

NO2, N2O, gọi chung là NOx), monoxit carbon (CO), các hydrocarbure chưa cháy (HC) vàcác hạt rắn, đặc biệt là bồ hóng Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả phụ thuộc vàoloại động cơ và chế độ vận hành Ở động cơ diesel, nồng độ CO rất bé, chiếm tỉ lệ khôngđáng kể, nồng độ HC chỉ bằng khoảng 20% nồng độ HC của động cơ xăng còn nồng độ

NOx của hai động cơ có giá trị tương đương nhau Trái lại, bồ hóng là chất ô nhiễm quantrọng trong khí xả động cơ diesel, nhưng hàm lượng của nó không đáng kể trong khí xảđộng cơ xăng

Những tạp chất, đặt biệt là lưu huỳnh, và các chất phụ gia trong nhiên liệu cũng cóảnh hưởng đến thành phần các chất ô nhiễm trong sản phẩm cháy Thông thường xăngthương mại có chứa khoảng 600 ppm lưu huỳnh Thành phần lưu huỳnh có thể lên đến0,5% đối với dầu diesel Trong quá trình cháy, lưu huỳnh bị oxy hoá thành SO2, sau đómột bộ phận SO2 bị oxy hoá tiếp thành SO3, chất có thể kết hợp với nước để tạo ra

H2SO4 Mặt khác, để tăng tính chống kích nổ cuả nhiên liệu, người ta pha thêm

nhiễm cuả động cơ là hệ số dư lượng không khí α Động cơ đánh lửa cưỡng bức thườnglàm việc với hệ số dư lượng không khí α >1, động cơ làm việc với hổn hợp nghèo có mứcđộ phát sinh ô nhiễm thấp hơn Tuy nhiên, nếu hổn hợp quá nghèo thì tốc độ cháy thấp,đôi lúc diễn ra tình trạng bỏ lửa và đó là những nguyên nhân làm gia tăng nồng độhydrocarbure HC.

Nhiệt độ cực đại của quá trình cháy cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởngđến thành phần các chất ô nhiễm vì nó ảnh hưởng mạnh đến động học phản ứng, đặt biệtlà các phản ứng tạo NOx và bồ hóng

Nói chung tất cả thông số kết cấu hay vận hành nào của động cơ có tác động đếnthành phần hỗn hợp và nhiệt độ cháy đều gây ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến sựhình thành các chất ô nhiễm trong khí xả

Ô nhiễm môi trường gây tổn hại lớn đến sức khỏe con người và ảnh hưởng đếnmôi trường sinh thái

1.1.3 Giải quyết vấn đề ô nghiễm môi trường do khí xả động cơ :

Hiện nay có 2 hướng giải quyết cơ bản vấn đề ô nhiễm môi trường do khí xả động

cơ :

a Cải tiến động cơ :

- Xử lý bên trong : nghiên cứu hoàn thiện quá trình cháy và hoàn thiện kết cấuđộng cơ Rất nhiều công trình đã nghiên cứu về vấn đề này và đã cho ra đời các loạiđộng cơ đốt trong hiện đại lắp trên các loại phương tiện giao thông Song hiện tại việcnày chỉ làm giảm các thành phần ô nhiễm trong khí xã động cơ và chỉ trong giới hạn thờigian sử dụng của động cơ (động cơ còn mới)

- Xử lý bên ngoài : Giải pháp này thường thực hiện trên các động cơ cũ, khôngđãm bảo về chỉ tiêu chất lượng khí xã động cơ Khí xả dược đưa trở lại vào đông cơ đểđốt hết nhiên liệu dư hoặc sử dụng các bộ lọc khí xả cải tiến để giảm mức dộ ô nhiểmcủa khí xả

b Sử dụng các nguồn năng lượng mới :

Hiện nay các nguồn năng lương mới không gây ô nhiễm môi trường đang đượcnghiên cứu Các dạng năng lượng hiện nay đang được nghiên cứu sử dụng là :

- Năng lượng mặt trời

- Năng lượng sạch : nhiên liệu khí hoá lỏng (LPG), nhiên liệu khí thiên nhiên,nhiên liệu có nguồn gốc sinh khối (BIOFUEL) như dầu thực vật

1.2 VẤN ĐỀ CỦA NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ VIỆC SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI TRONG ĐỘNG CƠ :

1.2.1 Nhiên liệu truyền thống :

1.2.2 Sử dụng các nguồn năng lượng mới trong động cơ đốt trong :

Ônhiễm môi trường và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống là hai vấn đề lớnđang được cả thế giới quan tâm, từ các nước tiên tiến đến các nước đang phát triển vàchậm phát triển Hai vấn đề trên ngày càng trở nên cấp bách và ngay từ bây giờ đòi hỏicả nhân loại phải nghiên cứu và đưa ra các giải pháp hợp lý để giải quyết hai vấn đềtrên

Hiện nay con người đã tìm ra đượcmột số giải pháp khả thi và có triển vọng để có thểthực hiện được trong tương lai gần, đó là việc sử dụng các nguồn năng lượng thay thế chonguồn năng lượng truyền thống sử dụng trên động cơ đốt trong Những nghiên cứu vềnhiên liệu thay thế trên thế giới khi sử dụng ở động cơ đốt trong bắt đầu từ những nămcuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX Ngày nay, một số dạng nhiên liệu thay thế đã đượcsử dụng thực tế tại một số nước trên thế giới

Có rất nhiều nhiên liệu có khả năng thay thế cho nhiên liệu truyền thống sử dụngtrong động cơ đốt trong như: năng lượng điện, năng lượng mặt trời, nhiên liệu khí hóalỏng, nhiện liệu khí thiên nhiên, nhiên liệu cồn, nhiên liệu có nguồn gốc sinh khối

1.3 GIỚI THIỆU XE SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN :

1.3.1 Sử dụng năng lượng điện cho ôtô :

Về phương diện ô nhiễm, ô tô chạy điện rất lý tưởng về giới hạn mức độ gây ồncũng như không phát sinh các chất gây ô nhiễm thông thường như bồ hóng và các chấtđộc dạng khí khác Ô tô điện được xếp vào dạng ô tô sạch (ZEV : Zero EmissionVehicles)

Về mặt kỹ thuật, hiện nay ô tô chạy điện có hai nhược điểm quan trọng :

- Năng lượng dự trữ thấp : khoảng 100 lần thấp hơn ô tô dùng động cơ nhiệt truyềnthống

- Giá thành ban đầu cao hơn : khoảng 30 – 40% cao hơn so với ô tô dùng động cơnhiệt

Những số vấn đề khác cần được giải quyết để có thể đưa ô tô chạy điện vào ứngdụng trong thực tế một cách đại trà là khả năng gia tốc, thời gian nạp điện, vấn đề sưởivà điều hòa không khí trong ô tô

Hiện nay người ta cũng quan tâm nghiên cứu những ô tô vừa hoạt động bằng

nhiệt, vừa hoạt động bằng điện được gọi là ôtô Hybird Đây là loại động cơ sử dụng

động cơ tổ hợp kết hợp giữa một động cơ đông cơ đốt trong thông thường với một động

cơ điện sử dụng điện năng của ắc quy Ôtô Hybird hoạt động theo nguyên tắc : động cơ

điện sử dụng để khởi động xe, sau đó trong quá trình chạy bình thường sẽ vận hành đồngbộ Động cơ điện còn có công dụng tăng cường năng lượng để xe gia tốc hoặc leo dốc.Khi phanh xe hoặc xuống dốc, động cơ điện sẽ được sử dụng như một máy phát để nạpđiện cho ắc quy Việc điều khiển sự phối hợp đồng bộ giữa động cơ đốt trong và động cơ

điện năng rất đa dạng ở các quốc gia khác nhau (77% điện năng ở Pháp được sản xuấtbằng năng lượng nguyên tử, 53% điện năng ở Đức được sản xuất bằng than ) Đó làyếu tố quan trọng cần được quan tâm khi xem xét tính ô nhiễm ô tô dùng điện Kỹ thuậtsản xuất điện năng hiện nay ít nhiều gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nhiệt điện.Mức độ phát ô nhiễm của phương pháp sản xuất điện năng này phụ thuộc vào những đặctính của nhiên liệu sử dụng cũng như công nghệ sử lý chất thải So với nhiên liệu truyềnthống, mức độ có lợi (tính theo CO2 tương đương trên 1 km) lên đến khoảng 90% đối vớiđiện sản xuất bằng năng lượng nguyên tử, khoảng 20% khi sản xuất điện bằng nhiên liệuvà gần như không lợi gì khi sản xuất điện bằng than.

Những tiến bộ quan trọng gần đây về tính năng kỹ thuật của bình ắc-quy có nhiềuhứa hẹn sẽ được áp dụng trong những năm tới Đến khi đó ôtô điện sẽ khắc phục đượcnhững khuyết điểm cơ bản của nó và sẽ trở nên ngày càng phổ biến hơn

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KIỂU PHƯƠNG TIỆN ĐÃ

VÀ ĐANG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

II.1 CÁC DẠNG NĂNG LƯƠNG ĐIỆN

-Điện lưới :đưa trực tiếp điện lưới sử dụng gia đình đến ôtô để chạy môtơ điện

- Điện nạp : dùng các thiết bị nạp điện tạo nguồn điện chạy môtơ

- Điện từ năng lượng mặt trời :

- Điện từ một nguồn năng lượng khác: Động cơ lai

II.2 CÁC DẠNG PHƯƠNG TIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯƠNG ĐIỆN:

Loại này tương đối phức tạp về mạng điện vì dễ sinh ra tia lửa điện , không an toàn ởvùng đông dân cư

Loại này đơn giản an toàn hơn nhưng kết cấuvà trọng lượng của ôtô sẽ tăng lên Do vậy để làm giảm bớt trọng lượng người ta có thểdùng vật liệu mới như composit làm thân , vỏ xe

Chỉ sử dụng cho các xe ôtô nhỏ vì năng lượng do mặt trời không cung cấp đủ công suấtlớn cho xe có trọng lượng lớn Nên vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu

Ô tô điện

Kích thước : 2320 x

1200 x1740 mm Trọng lượng : 216 kg Tải trọng : 2 người

Xe máy điện

Trọng lượng : 46 kg Tải trọng : 170 kg Điện năng : 48V-24AH Công suất : 500 W Tốc độ : 35-38 km/h Thời gian sạc : 3h Quãng đường đi : 70-75 km

Xe đạp điện

Kích thước : 1680 x 670 x 1070 mm Trọng lượng : 24 kg

Tải trọng : 120 kg Điện năng : 12V-12 AH Công suất : 180 W Tốc độ : 25 km/h Thời gian sạc : 8h Quãng đường đi : 50-60 km

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ ẮC - QUI

3.1.Tầm quan trọng của ắc quy:

Vì vậy nhằm mục đích hạn chế một phần nào tác hại ô nhiễm môi trường, ngày nayngười ta chế tạo ra một số loại phương tiện chạy bằng điện Hơn thế nữa trên các loạiphương tiện vận tải hiện nay đều sử dụng nhiên liệu điện mà cụ thể là ắc quy nhằm mụcđích khởi động và sấy nóng động cơ và một số phụ tải khác khi động cơ của phương tiệnkhông hoạt động

Aéc quy hiện nay sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực như: phát thanh truyền hình,thông tin liên lạc, đường sắt, hàng không, đường biển, đường bộ, máy tính, báo động khẩncấp, kỹ thuật tự động, hệ thống đo lường, … Và cụ thể đối với phương tiện vận tải mụcđích chủ yếu là khởi động động cơ đã có từ lâu.

3.2.Các loại ắc quy:

+ Aéc quy chì -axít.

+ Aéc quy sắt – niken

+ Aéc quy cadimi – niken.

+ Aéc quy bạc – kẽm

+ Aéc quy kẽm-chì.

+ Aéc quy Nicken – Metal-Hydride.

+ Aéc quy Natri – Nicken – Clorua.

+ Aéc quy Lithium.

+ Fuel cell.

Điện thế và điện dung một số loại ắc quy:

Loại ắc quy Điện thế trong một

Chì –Axít

Sắt – Niken/Cadimium

Nicken – Metal-Hydride

Natri – Lưu huỳnh

Natri – Nicken – Clorua

Lithium

H2/O2 Fuel cell

2V1,22V1,2V

2 2,5V2,58V3,5V

30V

30Wh/Kg45Wh/Kg

3.3.Giới thiệu một số loại ắc quy:

3.3.1.Aéc quy axít:

3.3.1.1.Nhiệm vụ đối với ôtô:

Aéc quy loại này hiện nay phần lớn được dùng trên ôtô để khởi động động cơ, đểphân biệt với các loại ắc quy khác người ta thường gọi là ắc quy khởi động, mụcđích chuyển hoá năng thành điện năng và ngược lại, đa số ắc quy khởi động thườnglà ắc quy chì- acid Aéc quy loại này có thể tạo ra dòng điện lớn trong khoảng thờigian 5÷10 giây, có khả năng cung cấp dòng điện lớn 200÷800A Thông thường trênôtô hiện nay sử dụng loại ắc quy chủ yếu là ắc quy acid và ắc quy kiềm

3.3.1.2.Cấu tạo của ắc quy:

Ắc quy axít bao gồm vỏ bình, các ngăn riêng, 3 ngăn hoặc 6 ngăn tùy theo loại ắc quy6V hay 12V Trong mỗi ngăn đặt khối bản cực, có hai loại bản cực: bản cực dương vàbản cực âm, dung dịch điện phân trong ắc quy là dung dịch axít - sunfuric, được chứatrong từng ngăn theo mức quy định, thường không ngập các bản cực quá 10÷15mm Vỏắc quy được chế tạo bằng nhựa ôbênit

1- Bản cực âm.

2- Cọc bình.

3- Bản cực dương 4- Tấm ngăn

hoặc cao su cứng, khung của các tấm bản cực được chế tạo bằng hợp kim chì-stibi vớithành phần (87÷95%)Pb + (5÷ 13%)Sb Các lưới của bản cực dương được chế tạo từ hợpkim Pb có pha thêm 1,3%Sb + 0,2%Kali và được phủ bột điôxít chì (PbO2) ở dạng xốp

tạo thành bản cực dương Các lưới của bản cực âm có pha 2% Ca + 0,1% Cu và đượcphủ bởi bột chì Tâm ngăn giữa 2 bản cực là bằng nhựa PVC và sợi thuỷ tinh có tácdụng chống chập mạch giữa các bản cực dương và âm, nhưng cho axít qua được Dungdịch điện phân là dung dịch axit sunfuric H2SO4 có nồng độ (1,2 ÷ 1,7)g/cm3, hoặc 1,29

÷ 1,13 g/cm3 nếu ở vùng khí hậu lạnh

3.3.1.3.Quá trình phóng điện và nạp điện trong ắc quy:

Quá trình thuận nghịch đặc trưng là quá trình nạp và phóng điện, được thể hiện dưới

phương trình sau:

PbO2 + Pb + H2 SO4  2 PbSO4 + 2 H2OTrong quá trình phóng điện, hai bản cực PbO2 và Pb biến thành PbSO4, như vậy khiphóng điện axít sunfuric bị hấp thụ để tạo thành axít chì và nước được tạo ra, do đónồng độ dung dịch H2 SO4 giảm

3.3.1.4.Thông số của ắc quy:

* Suất điện động: Suất điện động của ắc quy phụ thuộc chủ yếu vào sự chênh lệch điệnthế giữa hai tấm bản cực khi không có dòng điện ngoài:

Suất điện động của ắc quy có n ngăn: Ea = n ea

Trong đó: ea : Suất điện động trong một ngăn

* Hiệu điện thế của ắc quy:

- Khi phóng điện: UP = Ea- Ra Ip

- Khi nạp điện: Un = Ea- Ra In

* Điện trở trong của ắc quy: Rắc quy = Rđiện cực + Rbản cực + Rtấm ngăn + Rdung dịch

* Độ phóng điện của ắc quy:

%Q 250 x

p n

C n

-  25 0C: Nồng độ của dung dịch điện phân được tính bằng(g/cm3) quy về +250C

- n : Nồng độ dung dịch lúc nạp no

- đ : Nồng độ dung dịch lúc quy về + 250C

- p : Nồng độ dung dịch lúc ắc quy đã phóng hết

* Năng lượng của ắc quy:

- Lúc phóng điện: w p  3600 Q P.U P (J)

WP = 3600 x P P n U pi

n

t I

1

Trong đó: + n : Số lần đo

+ Q P : Năng lượng phóng của ắc quy.

+ U p : Điện thế phóng của ắc quy.

+ tn : Thời gian nạp ắc quy

* Công suất của ắc quy:

Pa = IE = = I(IR+ IRa)Với R: Điện trở tải bên ngoài

3.3.1.5.Đặc tính:

- Đặc tuyến phóng nạp của ắc quy:

Đặc tính phóng của ắc quy: Khi phóng điện bằng dòng điện không đổi thì nồng độdung dịch giảm theo tuyến tính Nồng độ axít sunfuric phụ thuộc vào lượng axít tiêu tốntrong thời gian phóng và trữ lượng dung dịch trong bình

Sự chênh lệch giữa Ea và E0 trong quá trình phóng điện là vì nồng độ dung dịch chứa trongchất tác dụng của bản cực giảm do tốc độ khuếch tán dung dịch đến bản cực chậm khiếnnồng độ thực tế ở trong lòng bản cực thấp hơn nồng độ dung dịch trong từng ngăn Hiệuđiện thế Up thay đổi trong quá trình phóng Ởû thời điểm bắt đầu phóng Up giảm rất nhanhvà sau đó giảm với tỷ lệ suất giảm nồng độ dung dịch Khi ở trạng thái cân bằng thì Up

gần như ổn định Ởû cuối quá trình

phóng sunphat chì được tạo thành trong các bản cực sẽ làm giảm tiết diện của các lỗ thấmdung dịch và làm cản trở quá trình khuếch tán, khiến cho trạng thái cân bằng bị phá hủy.Kết quả là nồng độ dung dịch chứa trong bản cực, sức điện động Ea và hiệu điện thế Up

giảm nhanh và có chiều hướng giảm đến không

+Khi nạp điện, trong lòng các bản cực axít sunfuric tái sinh, nồng độ dung dịch chứa trongcác bản cực trở nên đậm đặc hơn, do đó Ea khi nạp lớn hơn E0 một lượng E và hiệu điệnthế khi nạp : Un = Ea+ Ra In

Ơû cuối quá trình nạp suất điện động và hiệu điện thế tăng lên rất nhanh do các ion H+ và

O2- bám ở các bản cực sẽ gây ra sự chênh lệch điện thế và hiệu điện thế ắc quy sẽ tăngvọt lên đến giá trị 2,7V Đó là dấu hiệu của cuối quá trình nạp, khi quá trình nạp kết thúcvà các chất tác dụng ở các bản cực trở lại trạng thái ban đầu thì dòng điện In trở nên yếu

đi, nó chỉ điện phân nước oxy và hyđro và thoát ra dưới dạng bọt khí

* Dung lượng ắc quy:

+ Lượng điện năng mà ắc quy cung cấp cho phụ tải trong giới hạn phóng điện cho phépgọi là dung lượng của ắc quy

Q = Iptp (A.h)

Dung lượng của ắc quy là một đại lượng biến đổi phụ thuộc vào chế độ phóng điện,người ta còn đưa ra khái niệm dung lượng định mức của ắc quy Q5, Q10, Q20, mang tínhquy ước với mọi chế độ phóng điện 5 giờ, 10 gời, 20 giờ, phóng điện ở nhiệt độ + 300C;chế độ phóng ở đây là chế độ định mức nên dung lượng này chính bằng dung lượngđịnh mức của ắc quy

Qđm = Q = 5,4A.10h= 54Ah

+ Các yếu tố ảnh hưởng tới dung lượng ắc quy:

- Khối lượng và diện tích chất tác dụng trên bản cực

- Dung dịch điện phân

- Dòng điện phóng

- Nhiệt độ môi trường

- Thời gian sử dụng

Dung lượng ắc quy phụ thuộc lớn và dòng phóng, phóng dòng càng lớn thì dung lượngcàng giảm, tuân theo định luật Peukert: I n const

p 

Trong đó n: là hằng số phụ thuộc vào loại ắc quy (n= 1,4 đối với loại ắc quy chì)

Đây là đặc tuyến nêu lên sự quan hệ giữa hiệu điện thế của ắc quy và cường độ dòngđiện phóng ở nhiệt độ khác nhau Phương trình đặc tuyến được thể hiện như sau:

Ua = Ubđ- IpRaq

Tong đó: +Ubđ: Hiệu điện thế ban đầu được xác định theo thực nghiệm

Ubđ= n(2,02 + 0,00136t + 0,001QP) + n : Số ngăn của ắc quy

+ t : Nhiệt độ của dung dịch điện phân (0C)

+QP) : Độ phóng điện của ắc quy(%QP)

*Đặc tuyến làm việc của ắc quy trên ôtô:

Aéc quy làm việc trên ôtô theo chế độ phóng nạp luân phiên tuỳ theo tải của hệthống điện và được nạp lại bởi máy phát sau khi đi qua tiết chế:

In=(Umf - Ua) /R

R

 = Ra + Rdd + Rmf

Trong đó + Rdd: Điện trở của dây dẫn

+Rmf: Điện trở của cuộn stato trên máy phát.

3.3.1.6.Hiện tượng tự phóng:

Ở nhiệt độ cao sẽ xãy ra phản ứng làm chì và axít chì biến thành sunfat chì:

PbO2 + 2H2 SO4  2PbSO4 + 2 H2O + O2 .

Dòng điện cục bộ trên các bản cực do sự biến thiên của các ion hoặc do sự chênh lệchnồng độ giữa lớp dung dịch nêu trên và bên dưới ắc quy cũng làm giảm dung lượng ắcquy

3.3.1.7.Phương pháp nạp điện cho ắc quy:

3.3.1.7.1.Nạp bằng hiệu điện thế không đổi:

Các ắc quy được mắc song song với nguồn điện và đảm bảo hiệu điện thế của nguồn

nạp Ung = 2,3÷2,5V trên một ắc quy đơn, với điều kiện Ung > Ua

Cường độ dòng nạp thay đổi theo công thức: Ing = (Ung - Ea) /  R

Imax = 1 ÷ 1,5 Qđm

Khi nạp Ea tăng và I giảm nhanh theo đặc tuyến của hyperbol

3.3.1.7.2.Phương pháp dòng không đổi:

Theo phương pháp này, các ắc quy được mắc nối tiếp, và đảm bảo điều kiện tổng số cácắc quy đơn trong mạch nạp không vượt quá trị số: Ung/2,7 Các ắc quy phải có dung lượngnhư nhau, dòng điện nạp giữ ở một giá trị không đổi trong suốt thời gian nạp, bằng cáchthay đổi giá trị của biến trở

Thông thường I = 0,1 Q giá trị lớn nhất của biến trở

Đầu tiên người ta nạp ắc quy với 0,11đm khi ắc quy bắt đầu sôi, giảm xuống còn 0,05 Uđm.

3.3.1.8.Chọn và bố trí ắc quy:

Các thông số của ắc quy sẽ được ghi trên vỏ bìnhtheo TCVN

+ Số thứ nhất(3 hoặc 6) chỉ số ngăn ắc quy trong một bình, tương đương với hiệu điện thế 6 hoặc 12V

+ Chữ tiếp theo(OT) chỉ loại ắc quy khởi động ôtô

+ Số tiếp theo chỉ điện dung định mức của ôtô ở chế độ phóng điện và ở nhiệt độ +300C + 20C tính bằng A.h

+ Chữ kế tiếp chỉ vật liệu làm tấm ngăn như:

-N : Nhựa xốp,-NT : Nhựa xốp ghép với bông thuỷ tinh

-GT : Gỗ ghép bông thủy tinh

-GN : Gỗ ghép nhựa

Ví dụ: 3-OT-70-NT-TCVN là bình ắc quy có 3 ngăn, hiệu điện thế định mức là 6V,điện dung định mức là 70A.h, có tấm ngăn bằng nhựa xốp ghép với bông thủy tinh Thông thường, ắc quy được dặt gần máy khởi động, sao cho chiều dài dây nối từ ắcquy đến máy khởi động không quá 1m, để tránh độ sụt áp trên dây dẫn khi khởi động

3.3.2.Aéc công nghiệp dạng khô: Sonnenschien-A400:

3- Vỏ bình: Làm từ vật liệu polypropyene (PP)4- Đầu cực: Kiểu đầu cắm có răng dễ tháo lắp,

an toàn khi lắp đặt và độ dẫn điện cao

5- Van thoát hơi: giải phóng áp suất trong bình trong trường hợp áp suất bên trong vượtmức an toàn

3.3.2.2.Tính năng:

 Có độ tin cậy cao và khả năng trữ điện dài ngày

 Không cần bảo trì trong thời gian sử dụng vì được chế tạo dạng khô

 Dung lượng lừ 5,5÷ 180 A.h

 Thiết kế với tuổi thọ sử dụng 10 năm trong điều kiện nhiệt độ môi trường là 200C

 Tấm cực được thiết kế theo kiểu đang lưới có dây nối làm bằng hợp kim Chì

Canxi- Mức rò hơi thấp

 Khả năng giữ điện được trong 02 năm ở nhiệt độ 200C với dòng phóng có tải khôngđáng kể

Điện áp nạp phải bù hụt theo Thời gian nạp

sự thay đổi nhiệt độ môi trường phụ thuộc theo dòng nạp

Aûnh hưởng của nhiệt độ môi trường tới dung lượng ắc quy

*Ngày nay người ta có thể chế tạo ra các loại ắc quy có độ an toàn cao như:

Ắc quy SUPER SAFE OpzV với dung lượng từ 251Ah÷3170Ah, có khả năng phóng

điện và phục hồi rất nhanh và khả năng cách điện ở các bản cựctốt,…

+Cấu tạo: - Bản cực dương là hợp kin kẽm-chì

- Bản cực âm Niken oxít

- Dung dịch điện phân: Kali hydroxit

- Thanh nối là hợp kim Đồng –Kẽm

+ Phạm vi sử dụng:

Được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: Phát thanh truyền hình,thông tin liên lạc, đường sắt, hàng không và đường biển,an ninh, máy tính, kỹ thuật tựđộng và đo lường

3.4.Kết luận:

Với những tính năng và khả năng của ắc quy, cũng như mức độ lưu trữ điện ngày càngđược kéo dài, đồng thời hiện nay không thể thiếu trên ôtô cũng như các nghành côngnghiệp khác

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

4.1- CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Để có nhiều cấp tốc độ khác nhau ta có thể thay đổi cơ cấu truyền động bằng cơ khícủa máy như tỷ số truyền hoặc thay đổi tốc độ động cơ truyền động

Điều chỉnh tốc độ truyền động điện là thay đổi tốc độ động cơ để phù hợp với yêucầu sản xuất muốn điều chỉnh được tốc độ động cơ ta phải dựa vào nhiều yếu tố nguồnđiện, tải, trong mỗi một yếu tố này thay đổi thì tốc độ động cơ đều thay đổi ứng với mỗiyếu tố ta có một phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ tương ứng