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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%); n9 `+ Z7 u6 l3 C$ d, M
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！# L- l5 Q+ j) F; g% m
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=====以下為當年舊文複貼=====; d8 K9 o1 u- `2 G6 t
3 U( a! w5 ?# b" _/ n8 S% S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.% e% j" |+ m/ W4 X( t) T
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) 。4 [3 p2 X, r M9 c: T n; z0 j
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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8 s W& s$ F: n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 `8 k0 u7 f% a6 r' m
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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!
0 q' o+ d! r ~' p& N; t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!7 V3 D- F! t, n! D) P' d9 _0 _
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。
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* D5 }5 p! O5 c9 [. T" W- O
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 a) S( h! @+ m) F3 x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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上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流4 ]* j: {6 z4 i4 d! M( e/ N; E5 i
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 ^& U( Q+ v5 h; n5 ?3 Z$ K/ M3 m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!
. E' C+ c' z1 g# X3 H% I, }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!
# F* {: T2 m; ` V. K5 {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& i M+ |1 a! @. D& n2 l( ]
; ]! }4 |, x2 j3 k1 U$ w& f
1 d; G E3 q, a* B( R盡信書,不如無書!!- X; M( [9 N5 M) O% K' \! D
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: E1 S+ \% _) f為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..6 C& X/ i! e1 \1 l6 Q
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0 B' m+ B D+ E& w. q* Z( o
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)9 B) F) Y3 K& N' T
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)" U# c. `( Z8 u( t! S) R
5 e; D2 [. q# v) u0 @" r- e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)
g' @' x4 |( V d" S7 H$ N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- L$ q1 Q/ O$ b
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
- m/ \, g; k0 H& v( ^+ f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 z' J( [$ f# O. B4 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)
2 X7 Y$ N" u6 _ n! }) X1 S由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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1 `, a$ G- }" K2 H& U有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
' j9 u0 v3 G* C& `' C3 E1 z7 W車體：同上。
/ N8 _: |5 E9 `; P/ L# m- _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)3 C5 F1 h f$ L: ~
2 \; |8 [3 Z" l% d; R2 z7 A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)
" x/ E' N& C" e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/ j6 x9 G# k* T' u0 `$ C1 t F5 s
(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)
& C5 e$ [. v) ~+ I! i; P1 {8 H1 B! d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 N2 A- Q9 M! }, H
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
o2 P, y7 _- I! z- L3 B/ L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* M' s& m+ Z 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!, ` B6 D! O6 C5 P( m) @2 g
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) \8 `( O+ j3 Z/ @& ], s3 j
0 p* Q) j2 [" \ w2 B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), `8 V, O( Q" r: s) |
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.. c% @" [7 a# l& g5 J# j2 K
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………0 K8 `% }' y( }; o( X$ j
. ?$ Q& ]: V( u! q/ S) r分成二個機能區塊顯示:* K7 Q* M: U# g$ D4 J
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)
+ Y% x/ d9 S3 Z, }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。! E8 u, @2 q( g
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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.1 P5 q. B6 `* _
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
- e6 S( b* Y' ]+ ?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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% B: X/ b% y& K4 E# V7 d |+ G* c% ]有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
. K! K. B2 L' r, \0 ]STEP1:
" G/ |: z1 ^* ]$ E. f) M這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒/ o4 G) E5 z, n5 \
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!
& u8 @2 l! o; |3 M' H/ r. z4 m3 S. p' l: t/ k+ _: u1 A" o8 g0 q
/ f# `5 ]- X$ y- K
STEP2:
9 K7 X* P Y E; a9 T切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%' A# @' m5 A/ z4 G$ F) J9 x/ ^7 I
這就是考慮30元買不下手的原因。
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0 ?) c; j( [: H# i5 O- \, U! M# p9 B% @- q. T0 j3 v; \
STEP3:
+ F9 X# y, w- T8 z$ n: w/ w. q! I- J內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
& R4 f, K/ [ g$ g) \順便面板及背蓋也切削出來 k9 X w9 N) |% B$ ]: a1 z! F( ]& v
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+ O- w( c0 I1 FSTEP4:% w4 T7 F+ h: z: r0 b: j2 _
這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
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STEP5:
! F7 J1 P9 K' a- `# b' H9 h* C調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
& v) f7 J0 c. t- Y" O# D1 F% x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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STEP6:' a8 S. Q, D' X! U
組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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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。
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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