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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%)1 ?$ a# d7 A$ W4 ^: L! |  M3 ~2 X
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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8 i1 z4 S% ^  H* G=====以下為當年舊文複貼=====
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' K. {5 A7 h+ P  Q: m8 {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." `$ f0 {' s$ X8 `4 H
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) 。
# d; P2 \: o% ^3 t' v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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3 X1 `- V; J4 R$ i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。
" o) z/ s/ ~0 u3 i; G! `9 w[attach]489526[/attach]
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5 \4 b( }+ P% g  x/ [2 o前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!
% O. j% s- a8 v2 K( g8 i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!# K0 g7 D7 o' o& X' X. f7 w
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。
3 A6 h% F7 d% A3 N, O[youtube]1yjHoCuHEFY[/youtube]3 Y& p1 j2 d5 A2 T5 U4 z

9 N4 V, H- z+ r4 Q, n/ R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.
7 N* e+ y* ]6 ]. e3 S. ]1 D抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)3 x( k0 b9 Y% C$ w
[attach]489527[/attach]: Q& Y7 ]4 X% [8 {4 v
[attach]489528[/attach]1 T: S+ ^( V! t: ?# m  H4 ~6 r
上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流1 T+ I5 z8 s1 T; U, a
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!, l5 M+ Y( n' S2 a) g
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!
: T( Z  M  N- {( Y4 H0 G& R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!5 P" h1 x3 g% _* k7 h
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=4.9mΩ6 @9 Q3 z, r" {- o5 }
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盡信書,不如無書!!
) I* ~7 |8 L  D* M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….
- L6 q% G" c) q0 ]+ o* r( M- b為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
; P6 Q+ E) \! [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
' i3 w, j+ a' S6 q! T1 c$ X: W克難的開工胡搞了…
5 ]# g4 f& [" u0 U, [[attach]489529[/attach]
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
0 W! ?% ~) Z" V; i電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)
5 k2 n3 i3 N/ L+ [) y, O8 y[attach]489530[/attach]- R& m/ R4 H: J: Q
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)7 W6 D; [+ h8 M% L& m6 l+ `
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9.2V8 _* m2 @; h5 q7 [6 v5 {: h
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
' p1 T" |/ d7 s8 D- d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11.2V9 K2 u* |" {% G- t3 {$ o
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)
: H- O" M& j( h$ m4 }! f, t0 g由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec3 F' B7 \* B: j" {! |+ A4 j" e5 y
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  l! l' {+ M4 i有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
% |, B* a7 Z; m6 q/ M, F7 A% O車體：同上。
- {0 u* s% ?/ S3 v# H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)
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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)3 ]/ g& r: r# r2 T
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
$ U& ~4 }2 T6 w0 o8 K! a6 M(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)
6 {; p# A, N. |) [3 c/ x, j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$ c) m9 h. S+ }) `  V# P
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
) s6 J# A) W; 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; t/ r/ z1 G# n* L. n' O: B
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!
( ~4 v2 d( a/ B7 G9 h3 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)/ a3 _- G4 @8 r7 o
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.+ K0 ^* g" O7 N8 {6 F5 O. O
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………3 w" K: \) P+ _; Y+ ^( Q. ~' _; g
[attach]489532[/attach]- P6 B* x# ]/ ]# x: ^' v8 k
分成二個機能區塊顯示:  u- C: A  l6 |
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% F3 a" `- F3 J2 E+ W6 A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。' W. e* q: q) @* V/ Q
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立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
5 a. h0 n* c8 p/ p- e. a1 F. c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9 l! b+ P' `: C+ w$ G* K
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！: a3 j/ ^1 p4 B. b
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
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這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
9 z+ S: Y& [) |4 k3 e3 n! _: T30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!
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+ A* q1 ^2 L- b( c0 D( s/ ?' HSTEP2:
3 N; H- ^/ q8 v0 s切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
5 |  x6 ]' T( N- U" S5 _9 W這就是考慮30元買不下手的原因。
: T! x  Q  D7 W4 K6 j[attach]489537[/attach]+ k  C/ V  S* U& M! x! ]
4 y* Z$ _# U  ^% G0 T
STEP3:
7 |. I; s4 ]# G$ H* V6 S- f內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
0 i4 G9 Y7 w, E7 q' M( V: }順便面板及背蓋也切削出來. F+ N* |- j- |! i- n
[attach]489538[/attach]3 E. N8 [. a6 |+ g/ w. `

! v8 a+ w. H; p4 X) V# cSTEP4:
: h' N- g9 f. [( R: n這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
+ u, Y, X5 O+ u* f# s$ ^3 S[attach]489539[/attach]
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2 W" l- ~- y* S, J' G: tSTEP5:
' p/ ]% Z5 W6 J4 f調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致1 B6 O3 a1 |8 j; s4 _$ t
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!!" y3 x  ?  x  w# w1 A  T/ O" x
[attach]489540[/attach]
6 v" n( ^, O( S% U( k, z# B
; }1 C  t4 ^2 m& Q1 n( y2 M- DSTEP6:
: o( |- E1 Q) w# f組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
8 e5 i* t# c8 W! r[attach]489541[/attach]
; H( @( F* M' U$ w* ?# i' z- Z[attach]489542[/attach]
5 z5 F2 R' Y1 s/ w7 ^6 M, u
, I$ T! P7 |1 ~) t0 O  K0 W# r: c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。
0 Y( [/ k( n" {) D, ~" ?[youtube]wsxuGXhv6Kk[/youtube]
, @0 K+ x9 e; C6 F; R5 [
作者: 旅行的人    時間: 2017-3-3 09:14
您的資料太棒了。  h  z6 |: d# p
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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？$ t* z9 o0 O2 D. S) C4 o; a
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 # z9 b8 z4 h8 T
旅行的人 發表於 2017-3-3 09:16 6 }0 h0 F$ q" q; |- O4 x3 U* i
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號？
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6 h+ k2 p: f- U1 F  K4 j5 m, L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。
1 K( k! i. G1 g- @- M說實在的，用標準IC去兜，比寫uP還更傷腦筋.....: K9 j5 M/ Z/ n/ }" k
U1=3914 , U2=4044/ l) B4 q, v* `5 A/ U' v9 t
" G2 \. U; x4 h9 U, v
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 4 P# y3 i/ i  v0 i0 T$ e4 o! T
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。 ...
* m1 Z9 W; K" w& \; q" f, F
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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