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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%)" {# @9 i- j5 i# v3 W5 r
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=====: [6 S+ g1 z+ X
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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.
( X3 Y G; k# n9 Y! A4 ]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 n3 \ J* s0 H: |
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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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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2 M/ k. r& z# _$ V前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!& I; f% w' e, 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!
1 b- E# m' B3 z8 n. `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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' {% o( z4 Y8 h5 e3 o* a) q9 k6 r( k! l) ]
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.
( p9 E. P8 A9 C9 G) N4 Z8 _抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)( R0 ? g" H A" e# b) @' S! J0 I7 [
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上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流- }- s; Y% e0 Y! x' ?1 E8 a4 e
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!
7 Z- K" B$ N- e2 l; b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!; z I: u- P) S+ t( \2 |1 F% f
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!
4 g, y9 @5 F$ A* j- m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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) p/ D4 L; v$ c, K; d盡信書,不如無書!!* e$ `8 R3 Q8 X6 T: N0 ?1 W1 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 ^ r/ ] Z9 t7 a) l) r$ m
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..% \: W% Q G/ U% E" C7 e8 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
0 g6 |# R7 v4 E& z3 J8 b4 R克難的開工胡搞了…) Z! e M1 {7 Y% p" c$ G
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)6 E2 z/ d: |2 ]6 l
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)7 s) J \) N, O( \. {+ U3 ~3 g7 e
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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)) g/ V+ ^: H( i5 R1 y
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
1 ^/ S* ?. s% T/ m% v: }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% u5 d" T. p3 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,這時對電瓶的負荷將電瓶電位拉到11.2V
. X) O- N$ J7 v2 H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)
# L6 d3 q) Y# ?由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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, W3 E' [$ W9 Z6 Y: d$ x+ G7 J+ T( x* }( C5 j% B
有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
8 L3 L3 s# [# U車體：同上。
. _3 f$ y8 c7 N8 v, }, C% o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)" k6 q8 R& u2 n5 K: ?. ?
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7.2V3 ~7 M H1 H* R( w8 K, X3 @& `$ ]
(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)
* e! c6 i$ k6 g7 v6 J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' y* C% g0 h2 E! H) k/ I: H* W. I2 M
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' S' a1 S3 @6 o/ d. S5 Z _
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14V8 z" L5 t/ W0 v/ e! X, L* L
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 r; O# X6 x b: u, 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. y! V! D# a' \
, b! y0 ]8 b# G0 Z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)
/ t s3 t$ d- z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.
, h. w4 v( X5 g! h下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
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2 ]9 h/ C# s, K) x' b分成二個機能區塊顯示:
: C* t0 O, m3 k( s- k' r7 s3 O( M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)
t1 J1 u+ k- v( a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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" l4 z) r( _# }) g, \& h/ U立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.! P, g F" @+ }5 E; c) o
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
' }6 o8 O+ ?* j) h |! ?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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7 m1 g5 {' u, R/ q) L% I# n4 y0 q9 H3 Z1 F5 p8 \# d) N4 k
有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!6 C+ x$ m) T; h1 S9 m/ l. `2 |
STEP1:
! }# o4 B: k Z這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
: x! ~) M, W% q3 @ i+ w1 P30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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9 h8 S# Q6 C: v2 M5 ySTEP2:5 a' N. p6 i" Z% n# B- x9 s
切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%7 {, ]! ^) R# L6 S) t% J
這就是考慮30元買不下手的原因。
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STEP3:7 X& B; D% z: Q
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
6 r9 Q; O3 W. r4 a( y" [順便面板及背蓋也切削出來
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. p9 _# w$ Z0 B2 j3 |STEP4:6 l3 ^( ?- p8 U' n( i o1 b' ^
這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!+ l3 E8 F4 A X5 ?* @
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STEP5:$ s" c! Z' q) ]
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致( s8 z1 \. y2 j
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!!' V5 R1 N* l0 j( h1 ?, S9 q/ r
* b6 @# V) D( E* k$ T2 G9 P
, y3 E% Z7 q, E7 J# hSTEP6:3 g4 f+ R5 e) x d, Q$ J& K
組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!. m3 X$ N$ H+ r. _! D; v& l l
! v6 L B- h( @3 w$ ~# F* u
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2 _% R: U7 U5 R' C# [8 Q* n& L- H8 u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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