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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%)4 a- u* V+ I8 d% ?3 y
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！3 b% M% N7 x; y5 c# V( S3 {
0 {' m' z" b% i) B=====以下為當年舊文複貼=====4 A$ m) ?. s* Z1 Z
0 d& ?- J; b. v+ W3 q7 a# i e) s
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.! |6 @: r: v" G0 O# s3 J
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) 。$ Z/ R5 \& \$ ~4 r. p# V1 L# A$ b+ S
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!8 N( Q1 L8 R. x" Q. R8 E* v$ _+ {: j
! p* M+ y8 v/ S' {! G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。4 M2 z4 x* }* i2 [/ g. i4 N+ z) L2 L
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前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!* b* m9 F% n }' U# A( U
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!
) j9 a5 C1 }) k3 a5 R) ~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# q" q4 v) q, C% ]% V
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.
* t" g/ V1 T Q- W, O抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)! c5 H1 E. n% I, p
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3 j4 b8 V) U0 w- q; V: ]9 Q上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流
. z z% I% x* f' j, q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!
' F; I5 } E5 _! ~( w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!
2 V% h7 x; R$ w& ~) y! R9 i8 t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!
6 ~8 s, k* u9 I/ z8 ^- i; S. N& b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!!# j9 U$ S' x: }7 @
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….
$ d5 C! t7 O* F$ K: |6 T; m' T為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下….., @1 `6 y# r7 X
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+ c) h0 w9 i+ n* C9 ?/ p
克難的開工胡搞了…' w: H7 n2 F2 G1 H- K
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
9 i9 q9 ^6 j3 t3 L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)
1 T, Z, E- u% p8 ~& R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 z! `6 [6 o5 L ]4 x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/ S& |2 y& y' P1 A" l1 A
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11.2V3 M* x) f$ w s& X
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)+ Z( a% n" \, Z4 r0 r8 c W: Z
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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1 j; g4 A# x O! ^7 D有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
. c8 @' r/ }0 A- d8 }6 B車體：同上。# d) O* l" j$ r 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)" t# \6 R3 g- u: C3 k
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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)
& U$ p- y+ @0 G9 S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
1 t$ K, n0 l2 w(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)
4 O8 h( u- B* P3 i: B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* [# B3 @6 w' a
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
& U7 L! v6 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
1 S, e1 F+ g, ^; S. i- [) t3 V! 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!' t! y6 `3 Y1 F# P* \! `, r5 R, @
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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1 V; t2 k/ E( C: w/ k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)
8 S/ h* K/ |7 z/ t. 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.7 R5 ~6 Z. b( D7 `; b
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………' b# E; Z; a$ T0 O' V
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分成二個機能區塊顯示:
" A; e$ u7 t$ J1 _3 }1 p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)4 K4 ^+ l1 q( ~! w1 [9 k
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。) E4 S1 ` I: |3 S
- ?- Z: u! R4 K4 ~9 D立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
3 s" j( r$ g0 B3 K" q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
) [8 W$ G1 t" ]7 M# V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！, G9 L) q* R4 N( j' H; y. d
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
5 a4 w4 T" ~; s+ b3 z1 S- lSTEP1:+ j. e2 r# Y2 [" |; `* t
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
7 P9 N0 y: v( ^9 v; b, g1 ?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!+ ~1 `! o8 C: G& W. o
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0 N. ]7 R e, T- y4 O2 ]STEP2:
$ q; k ]" s* v0 m切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
) E# u# p+ d2 l/ h這就是考慮30元買不下手的原因。
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# T1 y; s5 X) ~3 K5 Q" Y. p7 U& jSTEP3:& j8 h% j! o# R
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
/ O! W+ S& J1 j. g) F+ a順便面板及背蓋也切削出來
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STEP4:
" I' ^; Q Z9 ?) \& o# D4 u" p這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
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! J2 K$ y! @! L kSTEP5:) C) q% x6 w. P; @9 ]; U
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致2 b' @- D6 y. 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!!0 Q0 F) R# w1 Y( N$ F- _5 \' W
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STEP6:
/ O# `6 e# W/ h- Q1 _/ L& F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! q! O Y% \* t$ p1 L
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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