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標題: 〘分享〙電瓶壽命檢知 [列印本頁]
作者: ddddnet    時間: 2017-3-2 17:03
標題: 〘分享〙電瓶壽命檢知
這個冬天不像冬天，時序入春了才冷吱吱的！天冷電瓶效能降低，這幾天履見社區有車刁在車庫發不動(NOTE: 概略上當氣溫80℉時電瓶放電效能為100%, 32℉時約65%, 0℉時約40%)  E! J4 m/ r/ S/ Q& m: m3 s3 K
想起七八年前，眼未花手未抖時曾糊了個勞作，當年分享在車友論壇也自用。至今，它仍忠實的預警電瓶效能，讓獨自常跑荒郊野的我們，未曾再遇沒電刁車的囧況。挖出舊文.....也分享給有需要的芳鄰！
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=====以下為當年舊文複貼=====% o7 o8 T6 T7 N& L0 E0 I( F

  D. w/ j5 y$ K9 w* Q, Q4 a理想電壓源,其內阻趨近於0;隨負載可依歐姆定律:電位不變下;供給無窮的電流.# A4 b5 V- w1 d  S6 q7 I0 \# K5 z
但,現實中卻不然,實務上使用的各類電壓源都是有限的,當超過其供給電流額限時,即拉低了電源電位;以平衡歐姆定律,此即負載效應(Loading Effect) 。5 T! `4 F+ ]3 k  w' s* Y/ \
汽車內之電瓶亦然,縱使電解液比重正常、空載時電壓正常,但隨使用的長久;其極板間硫化程度;而使內阻漸升;換言之即儲放電效能衰退,而終致無法供給起動馬達足額的龐大電流,而告壽終!
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- d8 Z" P- G$ z+ j6 V傳統的電瓶效能(放電)測試,即是一咖大鐵箱(下圖左),內置有高功率的大負載,藉待測電瓶對負載放電時量測其電位降,以判斷其放電實力亦謂之效能！這種測試儀器缺點是笨拙,且因屬耗能測試,故時間不可過長(測試電流很大). 但不失是個簡單又可靠的方法!目前新穎的專業電瓶測試儀(下圖右),LCD液晶面板顯示:壽命、CCA、內阻…..看似好神, 實則它只是量測電瓶的內阻,得知內阻後,再藉由使用者輸入的電瓶規格,”推論”出CCA、壽命等數據!但這類儀器並非以開爾文四線連接，故內阻量測也不是非常準，且其它輸據又屬推論值，故參考就好，勿盡信之。  G( V7 c" N0 d4 q9 l) Z) e, ^- w! ]
[attach]489526[/attach]
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前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!# m  X: S/ B% ^0 l! n* S& {
藉啟動時，判讀起動馬達負荷下(如同電瓶放電測試機內負載)的電瓶電位降,來評估電瓶的壽命!這不就如同傳統的電瓶測試機一樣. 簡單卻又不失可靠!: P/ A6 Z, E! N9 z7 ~
雖然,電瓶有大有小,車款也百百種,但每顆電瓶的主要天命不就是侍奉自身車上啟動馬達的嗎!所以,這樣的評判條件,極具實用性.也適用於各大小不一的車款，而啟動時的耗能，又是必要之惡，藉此時機來判讀電瓶放電實力，真是巧思。
. }) ]- u% x# F; Y[youtube]1yjHoCuHEFY[/youtube]8 v4 w- `3 U1 J

4 n1 _& w6 B9 C% c% ^$ e上面日文聽瞴??!!、看瞴??!!…….me too, 但單看圖也大致能意會其訴求的重點了.8 G: k/ P6 h) Y: m
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)
  e8 n2 Q. Z. w* H" i5 x* J; d% n+ a[attach]489527[/attach]' k3 v4 ]7 \$ S/ ~* J. }
[attach]489528[/attach]5 x# t0 x3 \4 C& I: Q$ h% L9 i& m6 \
上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流
' X2 B& f7 z! b# f# m) |7 d' D7 R標示1.處為啟動瞬間,因馬達處於靜止狀態.此時暫態電流最大;故電瓶電位被拉到最低!. I1 f0 K  K: u, w8 y1 E
標示2.處為馬達開始轉動且有了慣性;電流為馬達常態工作電流,但電流頗高,還是對電瓶產生電位降!0 q1 b2 X7 S' W, I5 z0 R1 j# f
標示3.處為順利啟動後;此時電流為負值(發電機流入電瓶),因為發電機開始作動(電位高於電瓶),除了供給車上必要電力外,且對電瓶充電!
1 M9 _, k* s" {0 C從這2張電流、電壓圖,我們也可算出這枚電瓶內阻=(12.4-10.4)/408=4.9mΩ" G" h6 ?" K* u( C6 u

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& a! j' O0 V$ S& H9 X盡信書,不如無書!!
2 M6 p' y3 B! D+ B: Z: |書上寫的,產品說的,老輸講的…..往往為了僝述理念,而將之理想化、簡易化、或極端化….
: V/ C% ]. L7 G2 p# T為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
' |; z( |3 G9 Z3 o( O" Z8 C從垃圾堆翻出台可裝電池,又有簡易儲存功能的示波器,便於擺置在車上
2 \: d0 v) ]  l( V0 P: \; O, v克難的開工胡搞了…% F5 S) B6 N0 ~* P
[attach]489529[/attach]0 J- f) a7 T! m, h, w/ }9 X9 ~8 A+ t

) }- z6 C: e4 e. B4 U7 X車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達). n; y$ @/ K/ v$ d9 ^
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)
' M1 `. H5 d6 o' x[attach]489530[/attach]8 m- z0 U; w2 J9 r% n
標示A段: 電瓶在微負載下的輸出電位12.4V(KEY已在ON位置;故汽油幫浦等電器已作動,但對電瓶不是很大的負荷)
/ b0 z4 M( S/ [1 g& s6 i( [( j5 L: T標示B點: 啟動的瞬間,馬達尚處靜置狀態;最大靜摩擦;此時暫態的耗電最劇,故電瓶電位被狂拉到9.2V
$ p4 v0 O6 K% V) R, `  w9 N- p6 o3 N* Q) E標示C段: 當馬達開始轉動;耗電流由最大的剛起動暫態直慢慢減低至正常運轉的常態值,電瓶電位也因負荷的減緩而斜斜的上昇中4 O/ B* P- d0 {* A) y' c
標示D段: 當馬達正常且等速的運轉下,其常態的耗電流驅於恆定,這時對電瓶的負荷將電瓶電位拉到11.2V
" ~1 g. E9 ]4 l: V  h( `標示E段: 順利啟動引擎後,發電機也隨之作動.此時發電機的產生電位13.6V高於電瓶,車上電系由發電機供電外,電瓶也是發電機的負載之一(充電中)) T" O; X& s3 q5 O  j  R& y6 i
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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8 D% O+ i- D: ]有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下+ c  A' r/ J# S' X2 j
車體：同上。5 t- B6 M* }+ `4 e
電瓶：不知品牌密封式46B24(二手,但接手後已被我用了4年以上;於露營時使用)
4 N! A# I. s( f' {) t) v[attach]489531[/attach]  m) L9 \" C0 N
標示A段: 電瓶在微負載下的輸出電位12V(KEY已在ON位置;故汽油幫浦等電器已作動,但對電瓶不是很大的負荷)8 ]- m  N, j# m( R; A& `3 ^
標示B點: 啟動的瞬間,很離譜的被拉至4V,已遠低於CCA測試規範中的最低7.2V
/ Q5 `7 M# u2 k2 w4 H, R(NOTE: CCA為電瓶在氣溫0℉時;放電30sec,電位尚在7.2V時的最大電流)
: F# H- Z: g% q1 Y' e標示C段: 很神奇的這頻死的電瓶竟也使馬達開始轉動;由這段上升的電位波形中,可知道它努力的喘了幾下,如果天冷,電瓶效率較差時;可能就沒這麼幸運了
. d( E/ h/ [9 J1 h1 d/ V標示D段: 當馬達正常且等速的運轉下,其常態的耗電流驅於恆定,這時馬達對電瓶的負荷下將電瓶電位拉到8V
4 ~, x$ l, m3 n2 N標示E段: 順利啟動引擎後,發電機也隨之作動.此時發電機的產生電位14V# R% T+ q/ X9 C( \% o+ c
對照於新電瓶的13.6V有可能是引擎轉速、發電機效率…..但也有可能是因;此枚電瓶內阻較高;發電機的負荷較輕;故發電機電位得以升高些,所以行駛中車上電壓都正常的高,有時不見得是好事;而是警訊!
# K3 p: q, I, Y由時間軸來看,約耗時1.4X sec這枚瀕死的電瓶還是幸運的把車發動了
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上述阿本仔P牌產品點子雖不錯,但產品規劃卻不合我的菜!(也無處可購得)2 C/ O9 f# ~; e/ @, f3 K0 ?
退休烙鐵匠只好自個兒糊ㄧ個玩玩,有了上述的親測數據,對於要怎麼搞就大概有了譜.* `2 l- J5 U2 h& F. p
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
9 B$ }8 U& z  b1 f6 M  J  x[attach]489532[/attach]
4 n& y9 g1 i0 D& S( a  Q/ X分成二個機能區塊顯示:
3 _# Z2 l6 {1 ~下層4節方型LED，顯示啟動瞬間，電瓶對起動馬達供電時的電位降，即表達電瓶的放電能力，亦可延訴為效能。每當啟動時,即作偵測與顯示,並將燈號LATCH顯示約15秒(每次啟動即更新判讀當下電瓶狀態;故無須亮着長顯), l. `% O6 R; a6 E) [  {
上層6枚圓點LED，則常態顯示系統電力。未發動前為電瓶電壓，故電壓較低，在中線以左。啟動後，發電機作動，電壓較高，在中線以右。此燈號亦可顯示電瓶與發電機之狀況。
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! ?0 h* v+ |. R; Y立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
* e( N1 ?. {9 e撇開商業思維，電路～對退休的烙鐵匠是興趣也是種藝術，雖然可找顆俱A/D C的uP寫出來，但我的要求是…..極易至簡!每一顆零件不在於它的成本價值,而是它有否存在的必要3 e  J* k9 m' w' D
就這樣,少喝二罐台啤的費用,糊出這玩意兒！電路就不多做累述，看的懂的自行演析，看不懂的就照著糊吧！
6 E* O. ?- T# k- A[attach]489533[/attach]
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/ r+ Z# j7 P" H& T& Y  A. x[attach]489535[/attach]0 R+ a# S* J7 L- o/ U

! o$ a, p9 v2 ?有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!/ \* Z3 n, V" O5 x" c2 `7 d: ]$ s5 ^
STEP1:
% u7 V' r7 V! X4 D6 d這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
3 ?# t! `" y4 z1 Y  d30元…..考慮了好久!說實在的有點買不下手,本想ABS板溫習一下手模的技藝,但懶~懶~懶~30塊還是花了吧!
' c9 G) y) Y- y1 i[attach]489536[/attach]
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STEP2:/ t. N' [1 S* h9 _+ u+ b
切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%0 M0 Y* D, x; T& W8 z6 K! N7 y
這就是考慮30元買不下手的原因。
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+ s" }+ I9 Z# n. `: U5 G* P
* S. a6 |2 [& @STEP3:
' F/ _$ N: N8 j0 L8 O7 ~內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏, s( I2 t, U. Y' j* U
順便面板及背蓋也切削出來
. v" j3 R" t6 a[attach]489538[/attach]
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' z; o8 M. d' z( o- Z/ M- ESTEP4:
7 a: B: d5 W: {9 M4 ]這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!1 ]% g2 f% ]: r& U- z  h* f
[attach]489539[/attach]
" Y, R# N, M# j8 E
/ ~& @2 j6 `6 G5 X  o0 J% SSTEP5:
+ m2 [6 y/ c$ X7 v% P( z, T調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致  S6 Z5 i/ L6 r3 k- ^
塗裝,順便用噴塗的技法模擬塑料射出模具的咬花, 讓它跟中控台更一致!!. y6 S" Z8 x5 p; w
[attach]489540[/attach]' Z( w% T4 Q: K

& J: ?; E6 u( O2 f. v' o& DSTEP6:% X- Z6 B, S4 p' L/ F
組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
) W4 s6 w% I( h[attach]489541[/attach]
. K0 m8 |# z9 T2 k. I! ~, m! G[attach]489542[/attach]
5 D$ W; u) @6 d5 Y, J
; d0 {7 T( L: d0 [1 `8 t) m( I下面影片，是車上實際使用記錄。完全體現我構思的機能，亦忠實的為我解析電瓶狀態，與行駛時發電機對電瓶充電效能之監測。
& j5 Q6 [- r) V6 t[youtube]wsxuGXhv6Kk[/youtube]
# o4 L/ i* R" f! m
作者: 旅行的人    時間: 2017-3-3 09:14
您的資料太棒了。
0 {3 ?5 k8 k% i' A) d) m; Y  ^
. ]" X% \! {" `1 d8 F' }而且設計的真好。真容易了解。感謝分享。
作者: 旅行的人    時間: 2017-3-3 09:16
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號？
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作者: ddddnet    時間: 2017-3-3 12:13
本文章最後由 ddddnet 於 2017-3-3 12:47 編輯
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旅行的人 發表於 2017-3-3 09:16   e9 s# K: ~6 d$ l- u3 v: X
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號？

+ U% [9 I7 A1 D0 H
  L8 |. N- M# I) [! g3 n9 ?7 i! h當年，為了方便讓車友仿製。故捨μP，採易於購買取得的標準IC。
* o# x3 |2 e4 Q! ^說實在的，用標準IC去兜，比寫uP還更傷腦筋.....
3 y* R. m  h; R0 I8 UU1=3914 , U2=4044
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作者: ycleu    時間: 2017-3-3 15:13
我很欽佩你對電池的了解，及電子的知識。我是外行人，請問可否告之所有零件規範，及何處購買？  謝謝。
作者: ddddnet    時間: 2017-3-3 17:31
ycleu 發表於 2017-3-3 15:13
. `% z* e7 o8 y- H& _$ F我很欽佩你對電池的了解，及電子的知識。我是外行人，請問可否告之所有零件規範，及何處購買？  謝謝。 ...
) E: ]9 E0 ~) R6 A8 D4 [! n: T
被動元件，均載明於電路圖上呀。U1、U2亦回覆補述在前樓。光華商零件行均可購齊！



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