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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%)
/ O6 `# h# S& E6 \1 [% f, F4 b0 N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=====
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) ]* A/ l/ x0 _$ S' W& K- \: o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.* |  j5 m, M4 F/ ?: n
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) 。
% H* l3 D5 z) f/ g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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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。' ]* \* n1 s1 ^9 U
[attach]489526[/attach]
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, ]! }5 `4 o! C- m2 l前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!. h' B) a7 x+ L0 X* K8 U" j! m
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!
( {) f0 ~# K( y2 o: r$ M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。
' q: R/ B0 x* K, S[youtube]1yjHoCuHEFY[/youtube]
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+ f! f8 @! H. s% j& _) Z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.! Z+ m6 u% j9 d1 n
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)) C# k; x( j/ e, w2 K& ?; q
[attach]489527[/attach]8 s) S: m( i  w( w6 ]# X
[attach]489528[/attach]
- }7 D  N- t* G( `) X上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流8 x" o: s( `7 K
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!
! ^9 D3 Y& F4 R' l, D# N4 ?* T& [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!& N" \( H% J& u- Q& S. q
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!
9 e- Y0 [7 }: g5 D7 ]* {8 o* O$ }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=4.9mΩ5 }/ O) B. R! y

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, v6 U, @* J0 b2 x盡信書,不如無書!!
$ L1 Y  U9 p# `% i" k5 @* {6 J3 O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….  _! j& X# e+ x/ z2 g
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
+ J& h/ U; I$ p  u$ {7 J6 M. ]: |: L& L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 Q4 V# D: U  @
克難的開工胡搞了…- S# x4 R' S" n3 W# q( d5 }, _
[attach]489529[/attach]! _2 R7 W1 Z$ d. D0 p# E1 B

( B' I, K0 F% Y. L8 x& e- v% w車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)& p! p7 ]6 l/ U7 p( ^6 Z: P
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月); I' S# j- i* O2 [+ i$ F
[attach]489530[/attach]# y9 l: l* `) k! a
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)% L, g3 y2 F3 A0 Z4 \
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
/ Y9 a) F) Q5 s! @, }6 K$ ~8 Q# F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
- P, i6 }) h' a+ U$ ~" S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
5 `$ q  w% \2 Z6 E5 N3 k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)0 k: U' Q. y* |1 h
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec8 S. m/ \1 `# o# f# i

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有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
( \, o7 X# A+ [2 U  N0 v車體：同上。1 h% W2 L* j" s- Y
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)
" E9 Y  J. Y+ @6 ^3 r[attach]489531[/attach]
" _1 A2 ^9 V2 `! U- E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 t% c. H  K1 M) n8 M" V, B& i- W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
6 b5 J) B) T% w) `9 W: a$ t  l(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)
1 N0 U/ P; }- Z; Q. e+ r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9 \1 K  @1 @5 v0 A
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
2 x. @; ~: H" P4 x& J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* }: g! i" p. _' ]5 X" @9 a
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!. b; ~. x% F9 f4 X2 N
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)7 X  F# }, W( |2 P5 _# H
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.( E6 ]$ s, c5 ~1 F9 X2 h
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………6 ~0 T* v3 d, W
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分成二個機能區塊顯示:( Q% `0 H: W# Q! ]
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)
$ U2 e. E3 |9 t9 P# c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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5 [6 ]6 v6 J" g( q立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
" o3 z. R9 e/ i3 X3 o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5 Z2 W0 s4 {8 T
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！9 `# p  D) G6 X) [6 a
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) S) G3 @& T( R) J! {: j: X3 A* p[attach]489534[/attach]9 _! x5 i7 a% J  B' u1 ?
[attach]489535[/attach]
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
/ k7 k: q, D4 l( ASTEP1:% d" `3 u8 e3 m- R
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
4 `" j. K! i* O9 X/ d/ \2 T' V30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!: X: N6 _) q; D/ \
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STEP2:. I1 I3 X$ r1 ]6 E1 b  x0 T; V: c
切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
% c6 a; D3 h$ K" R/ ?& A這就是考慮30元買不下手的原因。: H" s$ `# I( }
[attach]489537[/attach]) g# h* Y% W' [$ E# g
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STEP3:0 @( f0 o; ^, R. }' ~
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
$ z& ]- e* }6 Z' I0 n順便面板及背蓋也切削出來  {' k* K% Y% G5 K! P4 c6 F
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5 `! Z- T7 T# k5 ], q, l0 Y- A- \+ L8 @: W0 s1 T
STEP4:
1 R3 k! K; V, W- f: |! T0 Z7 h這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
( t" d9 Z/ u2 {& n3 b[attach]489539[/attach]! z+ R2 x( m  V$ n5 F

4 Q! @7 ~+ s; E1 @9 R) M, ?STEP5:  U# E* g' r" ]  p$ k$ T0 M7 k
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致' i# W3 p2 t( f- C
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!!
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: N& C- N: ?3 n: r+ ^
4 `% s0 [) @& m  C& F0 Y) }STEP6:
. H' ]7 j: |/ z( `組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!" t  T4 V7 \5 e4 `2 p5 y
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3 R' _9 L) J% L. Z5 S+ t2 ^- Q" L$ ^7 H! Y
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。% o- k. I" X5 h6 ~/ h- U. x
[youtube]wsxuGXhv6Kk[/youtube]9 w) M+ G( v5 Y  E6 [1 D. f
作者: 旅行的人    時間: 2017-3-3 09:14
您的資料太棒了。
+ y! Q2 W9 f* ]9 Y* g& b3 A
6 |: s5 Q5 {9 O! T/ e- P9 q2 ]/ 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？: p; Z) f9 u7 v
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 : h3 O8 J* f7 R! \6 T3 w
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號？
* g: E' K) y7 A. }8 }* m/ k& O

6 l: b! ]* F8 F3 v4 n4 `2 r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。& C1 V8 Q$ O9 x0 g* g% @
說實在的，用標準IC去兜，比寫uP還更傷腦筋.....5 {, ^+ K% l, u4 u! }! a
U1=3914 , U2=4044* C& i5 H1 Y  p6 w6 S9 D3 @0 ]2 G
3 o2 S+ O2 r6 Y/ J, e, y7 m% U
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
* o) S/ h2 E/ F! S) o; |9 \/ j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。 ...

% d) N* I1 t' p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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