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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%)6 f' E# i+ R0 v. o
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！& T5 x% b+ Y8 J* x, m
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=====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 j4 ?% d( Z' a+ S) 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) 。/ V9 R8 m* ~% h8 _- I4 `
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!1 m2 P* r @" O( z# L: _
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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。
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, _8 r5 {, A" o' t% I) h. }
前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!5 n! @( d$ j- V7 @
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!, r8 M R, }8 A! o( O& @2 Y
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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5 F& \) r4 H, ^ O7 m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.
5 F% H4 X- M# }0 x; N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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2 L4 X& u" }8 W0 J, {上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流, d/ h9 X. X( r' ?1 O
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!! K- f# ^4 G, s+ j2 U5 L: ?" s1 K
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!/ K( U3 K# {/ _' W e
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!
1 N6 A6 U' E' b N& i6 }6 V0 k5 p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
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盡信書,不如無書!!8 i$ `( K o! d4 O/ p0 H: 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….
0 e* K) l i5 @! y3 `( L為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
z' x2 v9 ?" |2 S( v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
; o( i( q# o) t: o; J克難的開工胡搞了…
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. P: M& V) k8 I5 v! ]/ k4 A: E. t7 P7 M) ~車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)7 P4 ~$ p8 a: j2 A! r0 Y( o- a
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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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)
* e; M- o @0 L$ \; z- @$ h4 G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
, C1 u* c# ^' D6 t+ @; u8 B, d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5 B" c) A% N8 ~% g
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) D+ M$ t) J. n
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)+ V$ X/ F* V& x. O4 N2 K0 Q4 }
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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2 {2 e' j7 @& w% r( x2 d有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下9 s$ o) q* x5 X* U$ Z
車體：同上。; J! T6 y$ L+ F% N9 A! q; ]9 [; G% D
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)+ b* C$ V5 R8 ?" ?7 S( y- k0 v2 C, _
8 [2 y+ l6 v c- W$ }/ }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)
4 @) m$ b- _' h- I% W8 g r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
0 }& y( M* R; A0 q, u9 Y- P* M(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)
6 |' k' T' z8 s I/ B1 }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
S) M% x, V W+ 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/ J! k8 b$ C0 N$ G2 R7 M3 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14V" G8 k9 A' s! M" v. I: t5 u
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!0 ]) z- [' o5 _0 c5 ]. U
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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+ ?$ j5 R3 Y5 u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)
$ _! N& P2 F, 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.
+ `: \- d- ^ M$ ~) U/ [& _下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………# p0 G) n- M" h }, K" I7 b5 W
) l- L$ W- x7 b6 Q% ]" ?4 @+ ?分成二個機能區塊顯示:
4 s# i/ C% h7 t; |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)
6 {8 s- C: y1 Z; X# j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。6 f' p# k7 w" [4 `1 Y( Y* Q
# r0 m$ F2 A, {5 x4 x9 O立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.& F" o8 {1 f4 r9 `2 W \1 K X8 \1 @
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
% M: ]1 S4 e, P* K5 ]6 J' ^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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3 d& L. E {7 Z" P
I4 ]- d$ O9 b
! Q" }/ F3 o, ]* C# u3 B有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!! ]- g% d( |% N
STEP1:
. g3 P% a |1 G, S: [# W( T這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
% ~& `. X8 B, D M30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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STEP2:
( C# J. p3 @+ w- p* |切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
% i. }5 R ^. _7 y! Q6 u4 {這就是考慮30元買不下手的原因。
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. B9 y! N2 K/ f) w. \0 j. R
, D, N5 q: a) X0 W1 ASTEP3:
[3 i+ T8 {2 t" Z) |& ?% f內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
3 ^7 D- h) t' ?& J2 _6 r順便面板及背蓋也切削出來
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STEP4:
6 `3 O' C$ o: ^這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
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, v; V. S& p, h% `$ W' P" K8 ~) ? D
STEP5:
' F' z3 U! x7 }% D% N$ H: a2 s調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致* M+ R7 n% D' s; [' {/ W7 s0 T: F: 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 L" P0 E2 q6 ~( H* d: F1 \STEP6:6 D7 b* c5 q( g2 X1 i6 E
組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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3 s+ }) S/ p0 f; _1 U8 _1 b; {9 G( j) I/ T7 m7 R
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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。$ A/ I+ T' \3 V4 u6 U
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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