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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%)
3 g+ n: H* }: J. \+ ]: d2 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！
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=====以下為當年舊文複貼=====- C( d% x% P, z3 c0 k( G
4 p. _. o4 o/ M1 N, x9 c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.4 U' {& O% `! R1 R$ {3 s' }, `
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/ Y9 x$ O( n6 c$ o& a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。& o$ y: W; q4 Q2 N
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. X5 X% U9 j! F# I$ P前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!& `& g1 H9 V; p2 L" O. X7 r" ~
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!! A8 n1 a' K% ^4 C! G
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。6 [, I9 N3 ]8 g
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: J+ t6 `" [# G; x7 T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./ k$ N1 G2 S9 u5 r
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)+ g% v K0 C: h( i: k: e/ x$ q
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上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流
4 y: ]2 Z x- p, ]' a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!
. t; x, m- f6 r- Q; S+ a y. @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!
6 ]- o% h! J: t1 N: E& 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!
, Y& o+ I- t$ g0 j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!!3 a0 P" b2 J/ E% ?
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….- K3 m, p% V2 P6 Q4 X
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..4 T6 ~+ p8 Q, B 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
2 ^& d& K# j' |; ]克難的開工胡搞了…
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: m; h4 d4 V7 _7 b1 b7 `車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)2 Q$ J" `+ a5 h
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)& `! b t6 d. n, \) D2 V
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* V6 \8 E4 O" c' u
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
# ?1 c" Q k8 V9 g6 X5 n# e: C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11.2V6 I0 m" A) O. h# N; C
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)5 ^: l3 e( P" k5 L
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 R. g6 i% J, M
車體：同上。0 e9 J( \$ i, w! r& R/ [
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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- ^: }6 F9 Y+ r1 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)
, T3 t1 }) r: M3 ?4 C# X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 Z+ q, x9 x Z" R
(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 x; y$ j- 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 L+ K0 i. H" V$ q- e
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
9 k+ Q, i, k1 r% X* {5 D4 Y# a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14V9 F( l( m$ z9 V. ]
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!
7 E4 p6 _% a. R5 c" m2 ]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' T4 P* u1 ]# c2 j% a: V$ [
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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 o9 a, G1 @5 R% L6 d% Q
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. V; a. z; v& l! M/ K
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
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; K! ]! ]# |/ Y4 w/ U% b) W1 F分成二個機能區塊顯示:
* H# r% O" g7 p4 k1 k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): z* [4 h9 G9 l, M- h
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。9 r$ N9 _" y x5 c: x- }3 Y- ~) K
8 E0 `: g% r( x* J; G6 O1 I- u立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.* y0 Q: F) D% l
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3 e# }( ]7 C: C
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！/ m9 e+ H% b5 x6 D8 ]
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$ H) ]0 { l$ }" T有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
( a# \! M& r& e# d7 G! I! `* c' M7 SSTEP1:
# ~6 L! B; N4 b2 s# G$ M6 X這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
4 G4 w8 d, Y* [7 G9 P; O8 U+ T0 q30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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( i4 o; B$ i; f' I0 wSTEP2:
9 e7 j' k% d, V0 F切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%2 Q+ C- h7 [7 r' P* C' q4 L
這就是考慮30元買不下手的原因。
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! g) c8 ?& c9 n4 J8 Q) t) Q) C+ @3 `8 X, y
STEP3:
% u, I4 S8 T! v; l1 f內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏" c- H& x; f k6 `
順便面板及背蓋也切削出來# A/ M& e& w1 G0 F. X6 \
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STEP4:
! N7 C7 ]0 R4 Y( Q這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!5 n+ W" S. F ?8 ]- r7 G- A& E
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3 c) q2 S+ c& K/ m, OSTEP5:
' |" R( m/ l5 w8 H& `9 u調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
+ O& a$ {7 r% n! `2 b& L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:
- U, I2 |" b6 _. O組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!/ u. x! o6 \3 t! t1 c r# g
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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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