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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%)+ J4 N- N3 E6 V4 w7 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！" r; d1 l# K F, t& B P* n* M- l2 N& H
. y" y# d- R6 l, V- D=====以下為當年舊文複貼=====
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' c; L. r) o. K" O* M' _$ f; |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 x4 x- v( p- _) b+ [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) 。+ F! h9 t7 p+ {/ 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!
( D" V& `9 n2 m. |; j
% k$ [! G1 `% M* e% [& o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。# I% j7 t; e& T
s3 w7 W6 U# P$ A# X, }
: V8 V4 }( q b+ {前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!4 B! x5 c2 G7 x7 ?) E2 ]( n0 y4 B
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!
! k) D, b2 y3 N( M, H' @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。8 v& }1 p w" J0 ~! A, ?, _! U
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$ |+ O8 U% Z8 ~+ G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.
8 K- W& |# l0 f/ z# U4 y抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大); l5 \& C/ I$ d( ^7 k
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* m3 G/ ?5 ~+ t, ~' h6 P# E J上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流, w/ ~9 s* l' X o/ @2 L# J
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!; i2 e( d3 r( _1 ?. N: D# 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!7 W& [1 g; J' D2 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!
2 i+ g6 ?4 ]5 h9 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# H) x& o; M) w& O0 F; L! ~
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盡信書,不如無書!!
) C! r: P/ i) Z$ f w9 {1 d2 ^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' k; H% O- r) |+ L2 v
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..! _" A- O9 ]2 {; C9 I6 b
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
& U* Z" d3 u6 |/ b克難的開工胡搞了…
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7 y. U/ [4 p6 }7 {+ V車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
0 J; t/ y+ t& D0 Z電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)
6 x6 N4 h, Q3 W+ U9 u
c* b5 g: [4 W- d. p1 R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)
! k W- R8 O; u1 j: m a" {) j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
! D* |+ T* v# x) o# i5 `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0 c' b4 Z; f$ U
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$ h% D. `# @( q: T$ Y' H* g! j# Q
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)* ~' F, F5 M1 e
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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# {0 `9 A& M' B0 J* N1 y有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
* L. H6 }& A3 N/ R車體：同上。
$ `: a$ ^. \3 z' z; ?) N0 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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7 E5 I8 P: I" b# P; }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)" ], S" t1 i( S0 b1 p" Z# 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( Q! E. S) @' N4 x3 g. 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)
2 X. B% U7 n8 }. k. p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! @( X% g# _- A' H- R
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
1 h* ?( j V- U" G* O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
+ W2 U, x$ R4 @; x- z$ A% u: P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!9 p6 b& Q3 `: G$ F0 p4 J
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: B# }; i5 z$ `2 G
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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 c! z( a' N$ E
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.
; p, D' W) L" T6 h2 j! S下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………! y0 f& A5 ^2 C
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分成二個機能區塊顯示:
4 p4 w7 o9 P8 m0 ?- X- L5 f$ }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)
# `& \3 C2 o: Y2 d. e" a: \, m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。 f2 K9 B* }# s `. L+ S: X
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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.
6 V( R* T ?' _, v* M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
- l6 Z! f6 b- n, I& 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！
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
! @; @0 z: `& c H4 u% i' RSTEP1:) b/ \$ E* d" W- c) @
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
4 L9 R2 { Y* l1 I7 z$ Y0 c& y0 e; ?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!7 s& M% j' O1 R1 {+ d
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STEP2:
2 y, o9 Q+ w; a- K3 x/ U ^- \' M切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
7 j$ Z! e: B1 c& `2 J+ A5 b這就是考慮30元買不下手的原因。
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STEP3:- E: b9 Q2 K1 W7 w, j' ]- D& k1 o
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
+ b0 W. V' j, [順便面板及背蓋也切削出來/ G& J0 y; w9 h3 y, g8 k- Y/ M
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: |! E9 l: B# A0 Y+ h' F3 S: fSTEP4:
$ Y7 I3 Q3 q9 o, @& e4 W/ E H/ b這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
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8 R& W* h9 ?, a$ \STEP5:/ L2 @: g* k# A' ~
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
. \. O2 B1 E' z8 d; 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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. z: ?- g8 v; w( T& s3 o& H; m9 f/ J5 a
STEP6:- Y0 }6 i' t' h) S" a% A5 Y( k
組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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, w/ ^% _4 i) w0 v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。. i& K0 S( h$ N; t2 R
C1 ?: v' X! U: O5 N! e |
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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