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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%)
$ j: q) m3 ?, j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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# Y1 G; B6 I( W" f3 U' c=====以下為當年舊文複貼=====
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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.8 C7 W; u0 B* P2 F4 v; M+ I
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) 。& l+ R1 i' S; o7 L" W1 ?: S5 Q) C
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!& N+ B7 [. y$ ]4 d
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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。% y e! P/ u3 c0 g
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; F: C2 ], j3 z. N0 s0 v前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!7 y6 s5 T, V/ z2 W1 J4 T3 H' s# ]
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!4 h. ^- b/ C4 q
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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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.
- F8 @8 l- v) Y" n7 ] U5 w抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)8 \+ @+ l1 n- W5 s4 ~
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. v4 q) z y5 f/ k: F' P9 X1 L/ \上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流0 T" U" |$ V: n. u
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!
' y/ ]; w" J" r7 f! N/ |3 ~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!+ @1 j6 N* W$ Y
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!
, P5 V6 D" f6 @0 j- g( M9 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=4.9mΩ3 V, V% E( r( L! E5 j; `" j
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8 D7 j" M+ v! _0 V& D# ^盡信書,不如無書!!
9 S4 N) W% k7 c$ m8 L6 w2 m" l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….
3 }3 ~* ]5 z4 @& F7 w1 A% s為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
0 `( z# a b! W* U! B/ G8 ^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& H& K- q \/ {+ p e
克難的開工胡搞了…) \+ z9 U' s' S, V. Q/ ^/ n* e
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
4 g7 a' P% y4 \# C7 k: L電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)) }+ H3 M: ~6 p5 u s
w! }+ Y& y: E: X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; V8 o1 P$ @! v5 v6 V4 S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" f3 P. _$ t0 ^" q: E
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$ c" E0 ]7 F0 `
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
4 e5 `6 Q8 Q% S, Y5 ?1 \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)
( M m/ L0 m( e+ }由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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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
1 z6 m/ [, d- \" j車體：同上。
* [7 t! {! @9 a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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8 [1 n& c: p! Y C/ l) I8 A k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)
& y$ b' z" R, l2 T# ^6 \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
# {) P6 O$ E8 Q8 h) W 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)
9 e& x2 o7 N/ r& P+ s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
5 O7 B" Z$ r7 K( [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8V3 O6 B5 A# @& Z. Y' ^
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
9 B0 p! _/ a h. T9 F" {. W$ Y0 F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 `1 I3 H, ]. x- |
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)2 b7 \' R) ]! u0 }4 \- m
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.( S2 A) f* I! r$ z6 A. w$ Z
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:5 V- T8 [8 }/ G
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)
% Y5 I1 Q- J1 E \6 u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。! I5 R4 n+ q [5 A8 u# [
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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.
9 _: L% ^: l# B+ W/ k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* v* |0 H3 X {( @# l2 x2 a
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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6 k7 u' J8 y( f有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
' ]. e5 R3 c4 F" b2 G4 M2 H) |4 oSTEP1:
8 s1 ?' d" t- {/ D5 @+ K這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
8 G7 {( @7 D! s30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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& f1 M- U& j7 J& wSTEP2:
' R0 b* G U& b切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
/ [ a {3 W! j4 @/ U) }% U這就是考慮30元買不下手的原因。- A; j3 L8 U" [9 r9 p2 i
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( O, S1 P8 V& b; j& RSTEP3:8 V4 ^9 y' r, u/ U. D$ Y
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏7 E; k& W; }6 p; M2 ^
順便面板及背蓋也切削出來2 a2 `' n9 {9 o% y( @5 H
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STEP4:
8 K! g2 z# E) C Z0 w這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!0 q' T; h) P! G5 j& j- ]
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/ v5 z2 e8 R$ @7 USTEP5:
9 m9 u# C* i# k6 W調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
2 y2 a* G3 Z# J% @5 b; }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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2 B& r% W9 N( n, F9 mSTEP6:6 |( O8 e; l* ]/ g" P
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。$ `/ ~* D) K( g, f) U5 L
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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