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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%)( J) W: k! [8 V6 l
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！# u# e1 T3 ?# @6 R" K1 j. f) q. B

6 h) m$ o2 z! P" ], w$ t=====以下為當年舊文複貼=====
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1 R6 R0 X! [3 {# P' Q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.$ J+ d( }0 b9 r- X+ i7 Z5 _$ e5 J
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) 。
9 r: C2 R1 n* A% x5 b7 B) j2 ?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 q/ c( s; J- l' H$ E! {' ]& N5 ]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。
0 _5 w/ O. d* l; q[attach]489526[/attach]5 m- d6 s* q+ c! ]6 M# s5 W4 }
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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% l( X9 j( C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!; T/ I. @* W% {' |+ B
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。2 ^* C0 d* L* H4 U; b# v1 w9 M
[youtube]1yjHoCuHEFY[/youtube]
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& M9 |) x- C8 _. t" Q! y# x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.
+ _# m8 n1 w( B2 i* c8 @# S抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)  b" Z* ]4 o6 I$ ~( K
[attach]489527[/attach]
9 C4 s! ?. E! {& j[attach]489528[/attach]( K+ S/ n  A) b, u9 R' s1 K
上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流# s/ X+ k0 s  `9 n. E9 n
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!) d) m2 Z' j4 B, B+ ]5 s8 K, I
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!3 t8 ]9 |/ \$ `" ]
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!
; t5 M, `& |  R, }4 B' L, M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=4.9mΩ7 y+ c: m& p8 m) y5 z) m3 C

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% f' T9 \+ m) H# D8 m: R盡信書,不如無書!!' Z5 z' y" j1 N; U5 y+ R3 C! W& R
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….
9 P8 h+ X7 Z+ ?7 b$ M為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
3 o* a3 h" l8 x8 _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( p2 F8 y1 Z( T6 t; [, u, u
克難的開工胡搞了…
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
  G9 H8 W9 N1 A電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)2 I( Q7 ?" |, w" u4 p. Z. \7 J
[attach]489530[/attach]
  s$ k6 N: P0 C7 Z5 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)& v6 X( u$ T- C+ F! W/ k5 g5 [0 r
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
) C& ~. x/ \$ s" i# w( d% P0 ]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
+ V$ y- @( B% Q6 n/ q5 P: [, 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  [' W) u  c3 ]2 t& D+ C
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)
3 w2 {! L1 i" j3 a由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec! y, |# \+ W/ k2 z( r- T
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- p' i0 a5 H2 U, m$ C有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下) Z0 m9 w+ r2 B3 f" Z& G: z7 _0 _) c
車體：同上。9 I/ T& h+ [- N5 K- i# n
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), ]! Y" C7 Y+ Q$ p
[attach]489531[/attach]* m; W# y  q& a0 D) C4 @5 `
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)
6 w' j" d1 w- X4 w" B2 G, l  l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7.2V7 e& z0 J) Y0 [9 u+ D
(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 S5 `. c. q( F. ~
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
7 E& i& Z" t! Y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
7 V( k1 ~! f: q' k, C% }. P9 Q: I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
1 I5 x4 ^% ^8 k2 n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!% H( u8 p* j  p7 B! y+ Z
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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1 y( h3 Z4 y% c0 [# R2 p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)% L8 a; }" L) C( i# ~, \9 D
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.+ u' S1 T! e. E- r* x, x! m
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………# j% f! }. f6 w0 Q
[attach]489532[/attach]
2 f8 p* r) z1 J/ ?' U分成二個機能區塊顯示:
8 ?; y7 j! e% d. J* h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)5 q, w7 n9 F& \% y3 |' W2 ]2 ]' x
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。( d0 f. A- [4 c9 @) @/ d! K+ Y7 x& V
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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.& v. S! ^8 B: D2 F5 s
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" t, {* p7 Y" }+ w8 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！
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0 @9 v9 [! m9 b3 u9 Q3 t[attach]489534[/attach]4 D* `8 K, v4 E; r
[attach]489535[/attach]
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: {% W" R7 k$ C有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!4 V, f! @/ ^- M  E' R: w. `/ P, v
STEP1:: E. B2 n& C/ W: u' ?
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
# R! }/ S( n+ T6 k! x30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!' I( Q0 x$ m! ~  x
[attach]489536[/attach]
3 n. P* Y6 d+ O* c1 Y  X$ |# ]/ ~6 F' C  p3 ?
STEP2:
( R+ {0 @; `5 p, }5 B5 O) O; q# Q切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%: _2 Q) {7 C9 Y8 W# K
這就是考慮30元買不下手的原因。) l8 R+ L# R- R; P6 o
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5 j6 A5 V+ u* WSTEP3:3 c, H8 ]" d" k  \
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏7 I/ y- x* y# G! M( j% n
順便面板及背蓋也切削出來
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STEP4:
9 ]. L7 m% b: Z5 s3 Y8 E  ~這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!$ w+ v3 z1 q8 j3 X' S# d1 Q5 q" Z
[attach]489539[/attach]
& C$ r: o: C# T0 @2 f( t0 I7 n1 n# n1 q( F2 J6 d  b6 k5 ~1 u" s
STEP5:
6 R* Y$ i/ u4 g0 [$ u! ^) ^& \調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致8 U5 Z/ a0 e0 e* y' J' f$ t$ G/ u
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!!9 N* {" g/ X# p1 ]4 C0 h+ @( G) ~
[attach]489540[/attach]. D# P6 g. l. B9 r
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STEP6:
' b9 \$ j& K4 w) t3 |* ]# n+ }組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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% Q. M' p; T" \. g  Z! v% M, E[attach]489542[/attach]. J6 I4 O+ t0 K; H* V( I
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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。
+ Q/ F& D/ V/ g% w) @, v+ z[youtube]wsxuGXhv6Kk[/youtube]3 l6 A! S* E" G0 S1 a
作者: 旅行的人    時間: 2017-3-3 09:14
您的資料太棒了。
1 b: T- g: N# Z: B) x+ e7 {- e1 Z
. M2 v% ~- J, |7 M' @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？5 {' \+ M4 S* w5 ]
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
$ n3 L/ i2 {4 g4 k2 w很好奇。兩顆 IC 是什麼型號？
  ]; `9 R2 w: D4 n

0 h% J5 O! m* G! B2 V+ A/ i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。
- C- q1 T8 G$ _2 ]說實在的，用標準IC去兜，比寫uP還更傷腦筋.....
9 _' m' h" R! ?' ~; _U1=3914 , U2=4044
( J+ \# [* N0 @3 v5 b9 Q! t+ y, C0 {6 s, V( {% x& K5 R
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 / a+ l0 S+ w! M' R$ F* h! K; G
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% d: |5 P2 R* c' s. 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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