Tiêu chuẩn ngành 64 TCN 121:2000 về ắc quy chì khởi động - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

TIÊU CHUẨN NGÀNH

64 TCN 121-2000 ẮC QUY CHÌ KHỞI ĐỘNG YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại ắc quy chì-axit dùng khởi động, thắp sáng trong xe hơi và các mục đích sử dụng nguồn điện một chiều. Tất cả các loại ắc quy tiêu chuẩn có điện thế danh nghĩa 12V. Trong trường hợp ắc quy có điện thế danh nghĩa khác sẽ được quy đổi tương ứng với số ngăn của ắc quy.

2. Tiêu chuẩn tham khảo

GERMAN STANDARD Starter Batteries for Starting, Lighting and ignition

DIN 43 539-Part 2-April 1983

DIN 43 539 Part 1. (Measuring Equipment)

INTERNATIONAL STANDARD IEC 95-1 1988-Part1.

TCVN 4472-1993: ắc quy chì khởi động

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này các thuật ngữ và định nghĩa được hiểu như sau:

3.1. Dung lượng danh định: là dung lượng được ghi trên bình ắc quy ở chế độ phóng nạp 20 giờ

                                    C20 = I20 . 20 (Ah)

Trong đó: C20 là dung lượng danh định theo chế độ phóng điện 20 giờ, tính bằng Ah.

I20: là cường độ phóng, tính bằng Amper (A)

3.2. Dòng điện phóng I20: Cường độ dòng điện phóng theo chế độ 20 giờ.

                                                 C20

                                      I20 = ----- (A)

                                                   20

3.3. Khởi động lạnh: là khả năng phóng điện ở dòng điện cao trong môi trường nhiệt độ thấp.

3.4. ắc quy miễn bảo dưỡng (Maintenance Free, được viết tắt là MF): là ắc quy rất ít hao nước trong quá trình sử dụng, tuổi thọ cao và tự phóng thấp đạt theo tiêu chuẩn này.

3.5. ắc quy mới: là ắc quy trong vòng 60 ngày kể từ ngày sản xuất.

3.6. Điện thế cuối: là điện thế đo ở thời điểm kết thúc phóng điện.

3.7. Độ tự phóng điện: là quá trình phản ứng hoá học liên tục xảy ra ở các điện cực tạo ra một dòng điện nhỏ trong ắc quy làm tổn thất dung lượng.

4. Yêu cầu kỹ thuật

4.1. Bình ắc quy phải đảm bảo kín không thoát hơi ở quanh chân đầu điện cực và quanh nắp, phải chịu được áp suất chênh lệch với môi trường một lượng là 21kPa ( 1,33 kPa (160 ( 10) mmHg trong thời gian từ 3 giây - 5 giây.

4.2. Khi đặt nghiêng bình ắc quy một góc 45( so với vị trí làm việc, điện dịch không chảy được ra ngoài.

4.3. Nhựa gắn kín nắp của bình ắc quy phải đồng nhất, chịu được acit, không thấm nước và chịu được  sự thay đổi nhiệt độ từ -18(C(60(C. Khi nhiệt độ thay đổi ở khoảng nhiệt độ trên nhựa gắn kín nắp không được chảy, cháy, nứt, bong hoặc các đường dán vỏ nắp không bị hở làm rò rỉ điện dịch ra ngoài.

4.4 Khả năng khởi động ban đầu

Khả năng khởi động ban đầu của ắc quy phải đạt được các thông số quy định trong bảng 1

Bảng 1

 

ắc quy	Dòng điện phóng khởi động Ip(A)	Loại bình ắc quy (Ah)	Thời gian tối thiểu kết thúc khởi động (giây)	Điện áp đầu ra (V)
				Sau 30 giây từ lúc bắt đầu phóng	Điện áp cuối
Mới sản xuất	3,5 C20	<100	180	9	6
	3,2 C20	(100
Lưu 1 năm	3,5 C20	<100	120	8,4	6
	3,2 C20	(100

Ghi chú: C20 là dung lượng danh định của ắc quy.

4.5. Dung lượng danh định của ắc quy

Dung lượng được xác định theo chế độ phóng điện 20 giờ với dòng điện liên tục không đổi Ip = 0,05 C20 ampe và nhiệt độ điện dịch trước khi phóng không quá 27(C ( 5(C bình ắc quy phải ngừng phóng điện khi điện áp ở hai đầu điện cực giảm đến điện thế cuối 10,5V.

ắc quy kiểm tra phải có dung lượng đạt ít nhất 95% dung lượng danh định ở 1 trong 3 chu kỳ đầu.

4.6. Khả năng phóng điện khởi động lạnh của ắc quy.

Khả năng phóng điện khởi động lạnh của ắc quy được xác định bằng khả năng phóng điện của ắc quy sau khi thử dung lượng ở nhiệt độ -18(C ( 1(C. Các thông số của ắc quy phải đạt như bảng 2.

 

Bảng 2

Nhiệt độ trước khi phóng điện ((C)	Dòng điện phóng khởi động Ip(A)	Loại bình ắc quy (Ah)	Thời gian tối thiểu kết thúc khởi động (giây)	Điện áp đầu ra (V)
				Sau 30 giây từ lúc bắt đầu phóng	Điện áp cuối
(-18 (1) (C	3,5 C20	<100	150	8,4	6
	3,2 C20	(100

4.7. Khả năng nhận nạp

ắc quy đưa đi thử khả năng nhận nạp là ắc quy chưa qua các phép thử nào, ắc quy được nạp no và phóng ở dòng điện Ip = 0,1 C20A trong thời gian 5 giờ. Sau đó ắc quy được đưa vào môi trường làm lạnh ở nhiệt độ 0(C ( 2(C cho đến khi nhiệt độ điện dịch một trong các ngăn giữa đạt 0(C ( 2(C. Ngay sau đó ắc quy được nạp trong 10 phút ở điện thế 14,4V(0,1V. Dòng điện nạp sau 10 phút phảt đạt giá trị In không nhỏ hơn 2 I20A.

4.8. Độ tự phóng điện (tổn thất dung lượng của bình ắc quy)

ắc quy sau khi nạp no được để yên 21 ngày đêm trong môi trường có nhiệt độ 40(C ( 2(C sau đó thử khởi động lạnh theo mục 4.6, điện thế sau 30 giây tối thiểu phải đạt 8V.

4.9. Tuổi thọ của ắc quy

Tuổi thọ của ắc quy được tính theo chu kỳ phóng, nạp điện. Tuổi thọ của ắc quy phải đạt thấp nhất 7 đơn vị tuần lễ theo phép thử của tiêu chuẩn.

4.10. Khả năng chịu rung động của ắc quy

Bình ắc quy sau khi thử khởi động lạnh được nạp no, để ổn định ở nhiệt độ 27(C ( 5(C và được phóng theo dòng điện khởi động lạnh mục 4.6, ghi lại giá trị điện thế sau 30 giây và thời gian phóng đến điện thế cuối. Sau đó ắc quy được đưa lên máy thử rung động có tần số rung động là 22Hz ( 2Hz, có gia tốc là 6g (g: là gia tốc trọng trường = 9,8 m/giây2), chịu được rung động trong 4 giờ liên tục ắc quy không bị nứt. Sau đó ắc quy được phóng theo dòng điện khởi động lạnh lại một lần nữa như trên, điện thế sau khi phóng 30 giây không nhỏ hơn trước khi thử rung động 0,3V và thời gian phóng đến điện thế cuối không giảm quá 20% so với trước khi thử rung động.

4.11. Tiêu hao nước của ắc quy khi quá nạp ở điện thế không đổi

Bình ắc quy đậy kín, lau khô và cân sau đó ắc quy được nạp trong 21 ngày với điện áp 14,4V ( 0,1V, ở nhiệt độ 40(C ( 2(C lượng nước tiêu hao phải nhỏ hơn 6 gam/1Ah của dung lượng danh định.

5. Phương pháp thử

5.1. Các phương pháp thử và kiểm tra

Các phương pháp thử và kiểm tra theo quy định trong bảng 3

                                                  

Bảng 3

 

Số thứ tự	Hạng mục thử và kiểm tra	Điều mục
		Yêu cầu kỹ thuật	Phương pháp thử	Chu kỳ thử/năm
1	Kiểm tra độ kín của ắc quy	4.1, 4.2	5.4	Toàn bộ SP
2	Kiểm tra độ bền dán vỏ, nắp	4.3	5.5	6 tháng
3	Thử khả năng khởi động đầu của ắc quy	4.4	5.6	1 tháng
4	Thử dung lượng danh định của ắc quy	4.5	5.7	1 tháng
5	Thử khả năng phóng khởi động lạnh (-18(C)	4.6	5.8	1 tháng
6	Thử khả năng nhận, nạp của ắc quy	4.7	5.9	3 tháng
7	Thử tụ phóng điện của ắc quy	4.8	5.10	3 tháng
8	Thử tuổi thọ của ắc quy	4.9	5.11	3 tháng
9	Thử khả năng chịu rung động của ắc quy	4.10	5.12	3 tháng
10	Thử tiêu hao nước của ắc quy	4.11	5.13	3 tháng
11	Thử khả năng khởi động của ắc quy lưu 1 năm	4.1	5.6.2	6 tháng

5.2. Dụng cụ kiểm tra và yêu cầu trước khi thử nghiệm

5.2.1. Dụng cụ kiểm tra

Máy phóng nạp khởi động

Các ampe kế cấp chính xác 1A. Đối với dòng khởi động lớn cấp chính xác không thấp hơn 1,5A, thang đo loại 0A(750A.

Vốn kế cấp chính xác 0,5V, điện trở nội (300 (/V

Máy rung động có tần số 22Hz ( 2Hz, có gia tốc là 6g (g: là gia tốc trọng trường = 9,8 m/giây2).

Máy làm lạnh đến nhiệt độ -18(C

Nhiệt kế cấp chính xác đến 1(C

Tỷ trọng kế loại 1,1 ( 1,3, độ chính xác 0,05

Các thước đo độ dài, chính xác tới 0,5mm.

Cân độ chính xác tới 0,5g.

5.2.2. Yêu cầu trước khi thử

- ắc quy được  đổ axit sunfuric có tỷ trọng d = 1,28 ( 0,01 ở nhiệt độ 27(C . Nếu ở nhiệt độ khác (t) thì quy về nhiệt độ tiêu chuẩn 27(C:

D27 = Dt + 0,0007 (t-27)

Trong đó:

D27: là tỷ trọng của axit ở 27(C

Dt: là tỷ trọng ở nhiệt độ t

0,0007: là hệ số tăng giảm do thay đổi nhiệt độ

t: là nhiệt độ thực đo của axit.

- Tất cả các thí nghiệm phải tiến hành trên ắc quy đã được nạp no theo một trong hai phương pháp sau ở nhiệt độ môi trường 27(C ( 5(C.

Phương pháp thứ nhất:

Nạp với cường độ dòng điện không đổi: ắc quy được  nạp với dòng điện không đổi In = 0,1 C20A đến điện thế 14,4V, khi ắc quy có hiện tượng thoát khí trong điện dịch thì giảm xuống In = 0,05 C20A tới khi nạp no thì dừng lại. ắc quy được coi như nạp no nếu sau 3 lần đo liên tiếp mỗi lần đo cách nhau 15 phút, tỷ trọng điện dịch trong quá trình nạp không thay đổi là được.

Phương pháp thứ hai:

Nạp với điện thế không đổi: ắc quy được nạp ở điện thế không đổi 16V(0,1V với cường độ giới hạn In = 0,2 C20A trong khoảng 22 giờ đến 30 giờ cho tới khi nạp no. Kiểm tra như phương pháp thứ nhất.

- Trong khi thí nghiệm không để gián đoạn ví dụ ngừng qua ngày nghỉ cuối tuần hay nghỉ lễ.

- Tất cả các điện thế đều phải đo trực tiếp tại đầu cực của ắc quy.

5.3. Kiểm tra tỷ trọng điện dịch

Dùng tỷ trọng kế đo tỷ trọng điện dịch. Tỷ trọng điện dịch ở nhiệt độ 27(C đối với bình ắc quy đã được nạp no là 1,28 ( 0,01.

5.4. Kiểm tra độ kín của bình ắc quy

5.4.1. Khi chưa có điện dịch

Dùng bơm hút không khí ra hoặc bơm vào để áp suất trong bình ắc quy chênh lệch với áp suất bên ngoài 21 kPa ( 1,33 kPa (160 ( 10 mmHg), trong thời gian 3 giây - 5 giây nếu áp suất vẫn giữ ổn định là được. Kiểm tra từng ngăn đơn của bình. Phương pháp kiểm tra này cũng được áp dụng cho toàn bộ sản phẩm được tiến hành bằng thiết bị tự động trên dây chuyền lắp ráp.

5.4.2. Khi có điện dịch

Đổ điện dịch ắc quy đến độ cao quy định (điện dịch ngập điểm trên của tấm cực 15 mm : 20 mm), vặn chặt nút lại, lau khô mặt bình. Nghiêng 4 mặt bình ắc quy một góc 45( so với mặt làm việc, để trong 5 phút, ắc quy phải không bị rò rỉ điện dịch ở bất cứ vị trí nào. Phần kiểm tra này làm với bình ắc quy trước khi thử khởi động đầu ở mục 5.6.

5.5. Kiểm tra tính chịu nhiệt của nhựa gắn nắp bình

Khi thử tính chịu nhiệt của nhựa gắn nắp bình, không đổ axit vào ắc quy. Tháo nút, cho ắc quy vào sấy ở tủ sấy. Đưa nhiệt độ tăng dần đến 60(C, để nghiêng ắc quy một góc 45( và giữ ở nhiệt độ 60(C trong 6 giờ. Sau đó lấy ra quan sát nhựa gắn ắc quy phải không bị chảy hay biến dạng, đường dán vỏ nắp không hở hoặc vênh, ắc quy sau khi thử nóng được tiếp tục thử lạnh.

Trước khi thử lạnh, bình ắc quy phải được đưa về nhiệt độ phòng sau đó bình ắc quy được  đưa vào máy làm lạnh ở nhiệt độ -18(C, trong vòng 6 giờ quan sát bề mặt ắc quy và thử lại độ kín theo điều 5.4.1.

Nếu ắc quy vẫn kín coi như thỏa mãn

Các bình ắc quy đã thử chỉ tiêu này không cho phép thử khởi động ban đầu theo điều 5.6.

5.6. Kiểm tra khả năng  khởi động ban đầu của ắc quy

5.6.1. Khởi động với ắc quy mới

ắc quy mới trước khi đưa thử nghiệm phải được để ít nhất trong 12 giờ ở nhiệt độ 27(C ( 5(C. Sau đó đổ điện dịch vào các ngăn ắc quy, để không quá 30 phút, kiểm tra lại mức điện dịch, nếu điện dịch thấp hơn vạch quy định thì đổ thêm điện dịch đến vạch quy định. ắc quy được phóng khởi động theo các thông số quy định ở bảng 1 mục 4.4.

5.6.2. Khởi động với ắc quy lưu 1 năm

Với ắc quy chưa qua sử dụng, lưu 1 năm ở nhiệt độ không quá 27(C ( 5(C và độ ẩm không khí không quá 80%. Đổ điện dịch vào các ngăn ắc quy, nếu nhiệt độ điện dịch của ắc quy lớn hơn quy định thì làm lạnh bằng nước trong thời gian không quá 30 phút. Kiểm tra lại mức điện dịch, sau đó ắc quy được  phóng điện khởi động ngay theo các thông số quy định ở bảng 1 mục 4.4. ắc quy được  nạp lại theo mục 5.2.2.

5.7. Kiểm tra dung lượng của ắc quy

ắc quy sau khi thử khả năng khởi động ban đầu theo mục 5.6.1., được  nạp no và tiến hành điều chỉnh tỷ trọng điện dịch trong các ngăn theo mục 5.3.

Để không quá 1 giờ sau khi nạp no, ắc quy được  phóng điện liên tục với dòng điện Ip=I20. Phép thử được  thực hiện khi nhiệt độ điện dịch ở một trong các ngăn giữa đạt 27(C ( 5(C. Trong quá trình phóng điện ắc quy được ngâm trong bể nước có nhiệt độ được giữ ổn định 27(C ( 5(C. Phép thử kết thúc khi điện thế cuối được  đo ở hai đầu điện cực là 10,5V. Dung lượng phải đạt ít nhất 95% dung lượng danh định, nếu không đạt cho phép thử lặp lại lần 2, lần 3.

Dung lượng Ct của bình ắc quy được tính theo công thức:

                        Ct = I20 . t (Ah)

Trong đó:

t: thời gian phóng điện liên tục, tính bằng giờ kể từ khi phóng điện đến khi điện áp hai đầu điện cực bằng 10,5V.

5.8. Thử khả năng khởi động lạnh của ắc quy

ắc quy sau khi thử dung lượng được  nạp no theo mục 5.2.2. và đưa đi thử khả năng khởi động lạnh như sau:

Không quá 1 giờ sau  khi nạp xong, ắc quy được đưa vào môi trường làm lạnh -18(C ( 1(C trong thời gian đủ để một trong các ngăn giữa của ắc quy đạt -18(C ( 1(C, đem phóng khởi động lạnh ngay theo các thông số quy định ở bảng 2 mục 4.6. Sau khi phóng khởi động xong, nhiệt độ ắc quy lên đến 0(C thì đem nạp lại theo mục 5.2.2.

5.9. Thử khả năng nhận nạp của ắc quy

ắc quy được nạp no và được phóng với dòng điện Ip=0,1C20A trong thời gian 5 giờ. Sau đó ắc quy được đưa vào môi trường làm lạnh 0(C ( 2(C cho đến khi nhiệt độ điện dịch một trong các ngăn giữa đạt 0(C ( 2(C. Ngày sau đó ắc quy được nạp trong 10 phút ở điện thế 14,4V ( 0,1V. Dòng điện nạp sau 10 phút phải đạt được giá trị không nhỏ hơn 2 I20.

5.10. Thử độ tự phóng điện của ắc quy

ắc quy sau khi thử dung lượng và phóng điện khởi động sẽ tiến hành thử độ tự phóng điện.

ắc quy sau khi được  nạp no theo mục 5.2.2., lau khô, vặn chặt nút, rồi để yên 21 ngày đêm ở nhiệt độ 40(C ( 2(C. Sau thời gian này không nạp lại mà tiến hành thử khởi động lạnh theo mục 5.8 Trong phép thử này điện thế tối thiểu phải đạt 8V sau khi phóng 30 giây.

5.11. Thử tuổi thọ của bình ắc quy

ắc quy sau khi thử khởi động lạnh để không quá một tuần lễ, sau đó được nạp no theo mục 5.2.2. sẽ tiến hành thử tuổi thọ lần lượt qua các bước sau:

a- 10 lần luân phiên phóng, nạp theo chế độ:

Nạp 5 giờ ở điện thế 14,8V ( 0,1V với cường độ nạp tối đa I=5 I20

Phóng 2 giờ với dòng điện I=5 I20

Nạp 5 giờ, phóng 2 giờ là một luân phiên.

b- Nạp 5 giờ ở điện thế 14,8V ( 0,1V với cường độ dòng tối đa I=5 I20

c- Để ắc quy nghỉ trong vòng 65 giờ. Trong quá trình từ (a) đến (c) ắc quy được ngâm trong bể nước 40(C ( 2(C.

d- ắc quy được phóng khởi động lạnh theo mục 5.8 (chú ý không nạp lại trước khi thử).

Cả 4 giai đoạn từ (a) đến (d) gọi là 1 đơn vị tuần lễ.

Sau một đơn vị tuần lễ lại tiếp tục thử 1 đơn vị tuần lễ tiếp theo. Phép thử kết thúc sau khi thử khởi động lạnh, điện thế sau khi phóng điện 30 giây nhỏ hơn 7,2V, hoặc phóng 2 giờ với dòng điện I=5 I20 đến điện thế cuối 10V, dung lượng đạt được dưới 50% dung lượng danh định. ắc quy thử nghiệm phải đạt 7 đơn vị tuần lễ. Trong quá trình thử nếu là ắc quy miễn bảo dưỡng (MF) không được bổ sung thêm nước.

Nếu có một lý do nào đó phải ngắt quãng trong quá trình thử, ắc quy phải được nạp lại theo mục 5.2.2. cho hồi phục lại để tiếp tục thử. Nếu điện thế sau khi phóng điện 30 giây nhỏ hơn 7,2V thì dùng thử, đơn vị tuần lễ bị ngắt quãng này không được tính trong tuổi thọ.

5.12. Thử rung động

ắc quy trước khi thử rung động đã được thử kín theo mục 5.4.2. ở nhiệt độ 27(C ( 5(C, ắc quy phải kín, không bị rò rỉ điện dịch.

ắc quy đã được  nạp no theo mục 5.2.2. để ổn định ở nhiệt độ 27(C ( 5(C  sau đó được phóng điện theo dòng điện phóng khởi động (bảng 2, mục 4.6.), ghi lại điện thế sau 30 giây và thời gian phóng liên tục đến điện thế cuối, sau đó ắc quy được nạp no theo mục 5.2.2., sau đó ắc quy được vặn chặt nút, lau khô, đặt lên bàn rung động, kẹp chặt và tiến hành rung động theo phương thẳng đứng với tần số 22Hz ( 2Hz. ắc quy được rung động trong 4 giờ liên tục với gia tốc là 6g.

Sau thời gian rung động ắc quy lại được phóng điện theo dòng phóng khởi động như trên. Đo điện thế sau khi phóng điện 30 giây không nhỏ hơn trước khi rung động 0,3V và thời gian phóng đến điện thế cuối 6V không giảm quá 20% so với trước khi  thử rung động.

5.13. Thử tiêu hao nước của ắc quy khi quá nạp ở điện thế không đổi

ắc quy được tiến hành thử không quá một giờ sau khi được  nạp no. ắc quy được lau khô, và đem cân, đậy nút kín và nạp trong 21 ngày đêm với điện áp 14,4V(0,1V, nhiệt độ 40(C ( 2(C, sau đó ắc quy được cân lại, lượng nước tiêu hao phải nhỏ hơn 6gam/1Ah dung lượng danh định của ắc quy.

6. Bao gói - ghi nhãn - vận chuyển và bảo quản sản phẩm

6.1. Bao gói - ghi nhãn

6.1.1. Bao gói

ắc quy thành phẩm ở dạng khô, chưa có điện dịch phải đảm bảo kín (có băng nhôm dán kín các lỗ nút, hoặc vặn chặt nút, bịt kín các lỗ thông hơi bằng băng keo), mỗi sản phẩm được để trong hộp hoặc thùng cacton cứng.

6.1.2. Ghi nhãn

Trên mỗi bình ắc quy phải ghi rõ:

Tên sản phẩm

Nhãn hiệu hàng hoá

Ký hiệu quy ước ắc quy:

+ Dung lượng danh định (Ah)

+ Điện thế danh định.

Ký hiệu đầu cực: Cực (+), cực (-), vạch mức điện dịch.

Ngày, tháng, năm sản xuất.

Trên bao bì chứa đựng ắc quy phải ghi:

Tên và địa chỉ cơ sở sản xuất

Tên sản phẩm

Dung lượng danh định

Điện thế danh định

Hướng dẫn sử dụng, bảo quản.

6.2. Vận chuyển và bảo quản sản phẩm

ắc quy phải được  bảo quản trong nhà thoáng mát, khô ráo, không để bị nắng hay mưa trực tiếp vào. Không để ắc quy gần các nguồn nhiệt, hoá chất.

Không xếp cao quá quy định, xếp nghiêng, không chồng trực tiếp lên nhau quá năm hàng.

Không quăng, ném khi bốc vác, vận chuyển.