Bài giảng Chương I - Hệ thống cung cấp điện

1Hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG I Ch−ơng I. hỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN I. Nhiệm vụ hệ thống cung cấp điện, các nguồn điện trên ôtô II. ắc qui khởi động III. Máy phát điện IV. Bộ điều chỉnh điện áp 2Nhiệm vụ: - Cung cấp năng l−ợng cho các phụ tải điện trên ôtô - Yêu cầu phụ tải trên ôtô + Công suất của phụ tải + Chất l−ợng dòng điện Công suất Các phụ tảI trên ôtô 3Các nguồn điện trên ôtô: ắc qui, máy phát điện - ắc qui và máy phát đấu song song với nhau cùng cung cấp điện cho phụ tải -Khi động cơ không làm việc, ắc qui làm nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải -Khi động cơ đ/ làm việc, máy phát làm nhiệm vụ cấp điện cho phụ tảI và nạp điện cho ắc qui Sơ đồ đấu nối ắc qui-máy phát 4Các thành phần của hệ thống cung cấp điện - Nguồn điện: ắc qui và máy phát - Bộ điều chỉnh điện áp máy phát - Đèn báo nạp điện cho ắc qui 5Ch−ơng I. hỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN I. Nhiệm vụ hệ thống cung cấp điện, các nguồn điện trên ôtô II. ắc qui khởi động III. Máy phát điện IV. Bộ điều chỉnh điện áp - Phụ tải đặc tr−ng của ắc qui là máy khởi động + Công suất máy khởi động của xe du lịch ~ 1,2 kW + Công suất máy khởi động của xe tảI ~ 3 kW - Yêu cầu về chế độ cấp điện của ắc qui - Đặc điểm nguồn điện ắc qui + ẮC qui cung cấp điện cho phụ tải khi động cơ chưa làm việc + Khả năng cấp dòng điện lớn trong thời gian ngắn + Điện trở trong của nguồn phảI rất nhỏ II.1. NHIỆM VỤ, YấU CẦU ĐỐI VỚI ẮC QUI - Ắc qui là nguồn điện hoỏ. - Quỏ trỡnh biến đổi năng lượng trong ắc qui cú tớnh thuận nghịch 6II.2.1. Quá trình hoá học trong ắc qui chì - axít - Ph−ơng trình biến đổi hoá học ở các bản cực - Ghép nối song song, nối tiếp + Biến đổi hoá học ở các bản cực khi ắc qui phóng điện + Biến đổi hoá học ở các bản cực khi ắc qui đ−ợc nạp điện + Ghép nối song song các ắc qui đơn để tăng dung l−ợng của nguồn điện (năng l−ợng tích luỹ) + Ghép nối nối tiếp các ắc qui đơn để tăng sức điện động của nguồn điện - Biến đổi ở các bản cực khi ắc qui phúng điện - Biến đổi ở các bản cực khi ắc qui được nạp điện 7Quỏ trỡnh tớch và phúng của ắc qui Trong một ngăn ắc qui đơn ghép song song các bản cực d−ơng và các bản cực âm nhờ đó tăng dung l−ợng của ắc qui Ghép nối tiếp 6 ngăn ắc qui để đ−ợc bình ắc qui có sức điện động 12 vol. 8II.2.2. Cấu tạo bình ắc qui chì - axít - Ngăn ắc qui đơn- Bình ắc qui Bản cực (Battery plates) Phân khối bản cực và tấm ngăn (Plates & Separator) 9Nắp & lỗ thông hơi 10 II.2.3. Các đặc tính cơ bản - Sức điện động e = 0,85 + γ (vol) - Đặc tính nạp điện - Dung l−ợng ắc qui C = I.t (A.h) - Đặc tính phóng điện + Dung l−ợng phóng Cp= Ip.tp + Dung l−ợng nạp Cn = In.tn + Dung l−ợng Peukert Cpeu = 1.tpeu = Const. Sức điện động và điện trở trong của ắc qui phụ thuộc nồng độ dung dịch điện phân 11 Đặc tính phóng điện Đặc tính phóng của ắc qui 60 A.h 12 Điện dung phóng của ắc quy phụ thuộc vào dòng điện phóng Đặc tính nạp điện 13 Energy/weight 30-40 Wh/kg Energy/size 60-75 Wh/L Power/weight 180 W/kg Charge/discharge efficiency 50%-92% Self-discharge rate 3%- 20%/month Cycle durability 500-800 cycles Nominal cell voltage 2.105 V 14 II.2.5. Chăm sóc kỹ thuật Kiểm tra trạng thái tích điện - Bổ sung mức dung dịch điện phân + Sử dụng von kế phụ tải + Đo nồng độ dung dịch điện phân - Ngăn hiện t−ợng phóng điện bề mặt - Nạp điện bổ sung định kỳ trong quá trình sử dụng - Bảo quản ắc qui 15 2 ph−ơng pháp nạp điện cơ bản cho ắc qui: - Nạp với dòng nạp không đổi aqn NU .6.7,2≥ aqin NiCI ..2,1)min(.05,0 ,20 == n aqn t I NU R .6.9,1 max − = 0, min =tR max 2 tnt RIP = Tính toán mạch nạp - Nạp với điện áp nạp không đổi Tính toán mạch nạp aqn NU .6,2= Trên ôtô ắc qui đ−ợc nạp điện từ máy phát theo ph−ơng pháp nạp điện với điện áp không đổi Ump = 13,8 ữ14,5 vol. (hoặc Ump = (2,3 ữ 2,4).6 vol. 16 - So sánh 2 ph−ơng pháp nạp điện Đặc điểm Nạp với In const Nạp với Un const Chất lượng nạp Ắc qui được nạp no Ắc qui chưa nạp no Thời gian nạp Kộo dài >20 h Ngắn <10h Ghộp cỏc ắc qui khi nạp Mắc nối tiếp, yờu cầu cỏc ắc qui cú dung lượng gần giống nhau Mắc song song, khụng phụ thuốc vào dung lượng cỏc ắc qui đưa vào nạp Phạm vi ứng dụng Nạp ắc qui mới, nạp sửa chữa, nạp bổ sung, định kỳ Nạp nhanh, mạch nạp trờn ụtụ Phương phỏp nạp Đặc điểm Điện ỏp nạp khụng đổi - Điện ỏp nạp 14,4 vol - Ắc qui khụng được nạp no - Thời gian nạp ~7h Dũng nạp khụng đổi - Dũng nạp 0,1 C10, hoặc 1/16 RC hoặc 1/40 CCA thời gian nạp 10h, nhiệt độ bề mặt ắc qui khi nạp 43oC - Ắc qui được nạp no - Thời gian nạp dài Nạp nhanh - Dũng nạp lớn khụng quỏ 5 lần dũng nạp ở chế độ nạp In const, thời gian nạp ngắn (sau 1h ắc qui đó cú thể nhận được tới 70% dung lượng định mức) CÁC PHƯƠNG PHÁP NẠP ĐIỆN TRONG SỬ DỤNG