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- 2020-12-29
 
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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%)8 ]2 W/ Q$ e: r/ N+ d/ O$ V4 Z' E
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=====1 v: T( U+ |9 n& ]# b& g
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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.) m2 p; k6 ^6 R( L3 t4 P
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) 。2 N' Z8 P! U o/ 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!) _- I; _) i z+ @1 ?! z7 S
* V- g' Y' |' z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。
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$ l* `. r# `1 P) S. M' w& w前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!% G9 z# A/ w5 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!
) ~, B5 i/ \0 E5 e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 E( s* W* j' [, }
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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.
) D* L* |0 n, ?* a5 U3 i抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)
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. p, ~( ^. L$ M+ U7 M上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流 Y6 A3 [$ Y: [; X
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!1 E+ j3 Q* q! A9 p; ~ j4 h5 {2 g! q
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!) P9 Y$ s7 n2 {: z# e' l' h( w
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!
! Z: J4 H# Y2 P6 G6 Q9 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. z, q' u" Y' G& _# I
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+ w# n0 g9 I0 ~9 X0 d盡信書,不如無書!!( O" k! B* \" d, [" C# @
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….% M$ z$ u! w( p$ X: S2 Z2 p! n
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..; @& w% t8 i" M7 I/ i
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 C) j4 ]. V: ]3 J% W" p9 ?克難的開工胡搞了…
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9 Z+ ?& K2 E$ M$ I. U4 _9 Q* {車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
- u, f" X( a0 u- i. M$ L/ K6 i) S% V電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)
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2 n6 ]) P; ?, v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)* t+ @- J8 N% n0 O$ N& F; @
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
$ B. Y' a1 E- N v1 h, r6 I& I. _' S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: _! g; M( `9 Z: [* i2 ~
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; ~# f) @* ^! G# X/ 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 f3 z( ~4 ^5 Q- w由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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' W; Y* q: z. ?3 @有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下* V( y; N- r, D8 M
車體：同上。$ A- ]; q( A6 e; l- e9 F2 q {
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)$ K, c! T4 R# a5 S# a
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% w c2 k5 u5 x- t2 ^6 n3 {4 h
(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)
. h+ ^0 ]+ N4 u5 d/ X' y; {" k, ~, X* Z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% { Q+ Y( N. [! 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,這時馬達對電瓶的負荷下將電瓶電位拉到8V
7 a, p% ] {. t4 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
$ P1 _) \" C; m, s+ S/ D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!
( @2 X; g- o; i. ?: L, ~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)9 e$ _- @# L& f( J' p1 J" q
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.4 o+ Q) q3 U5 q! G( c G# Q. N
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
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分成二個機能區塊顯示:8 {3 F2 f$ m& r: 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)' n" K. J* C- 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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) N% l8 v* ]# F+ L立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
5 e5 H' u/ z+ B+ F$ q7 }$ q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; x+ Y( w" ]2 v( A5 i: G
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！5 G1 N1 C6 t7 y) w: u! J9 F
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* n0 w6 T7 y, r1 [
! g4 r2 P1 p1 y! ]( Y有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
" Y4 Z/ o/ y; [& [ VSTEP1:
9 H# s$ W0 E0 S' X! q7 g這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒; X% f% c1 b6 t q' x
30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!" K: z. c! t1 d* F# D7 Y: K- c
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STEP2:
0 j/ ^5 E) Z0 i1 T0 i: V- p切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%% _' y; A' S3 Q
這就是考慮30元買不下手的原因。
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STEP3:
* D- Z. p8 i( h B0 `$ b內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏% P+ e' }* U: N' k p2 B1 F
順便面板及背蓋也切削出來) G2 V7 b1 Z( h5 ^# I1 R
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STEP4:
! _ z9 `" m0 H% y這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!- I6 }. m: E( r/ ]* q( Z
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4 g& u" @$ F5 L* L# \0 a8 E+ ZSTEP5:' g! {" _+ d( W$ k
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
3 O$ u. V( A4 a3 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!!; [' \+ E, g( c
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STEP6:
. R7 u" ~% I8 {. K) L! r; R組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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0 _6 m7 K" y* i8 c/ T" |% h( R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。% x J" g" T$ Z7 d6 ?+ l9 W2 j5 }
6 Y; r+ Q7 E/ ~( p" H
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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發表於 2017-3-3 15:13:17