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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%)0 r9 j. N' N1 I) `. a# W
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！5 ?$ d" n# f% ] U+ L+ q! s0 D) U
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=====以下為當年舊文複貼=====0 P: g4 ^0 X: m* J, N
1 Y3 ~: }: V4 F" B# x- c" \, E p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.
9 x+ U2 M2 N6 N5 M% C0 @9 @0 ~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) 。8 M- ?7 L* T9 ^3 Q
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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% }3 N/ D1 P& w+ X: 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。! ?0 t, Y' n3 a! w' J/ J y* b. s
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- }7 J# D y: a' C前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!$ G. K3 @8 L6 d0 x3 X
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!% M0 A! r l( }) I i
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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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./ D$ R& ^' V8 C
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)$ U; \9 ]9 @! k+ j1 G" E
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上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流7 q6 A( G9 h. B- y: c% D
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!
4 X0 w& o7 _& y6 O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!: |: v3 [. _+ S: ^& P
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!) F$ G0 [; |. ^ K) 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# J; y; C& O" l
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盡信書,不如無書!!
]! \- B6 V3 O' W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….& l; z5 j1 ?6 ~ Q6 j
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
0 e4 S/ u2 V( r! ~& a6 [3 q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; Q5 z' _/ f! u- j$ K) k/ M: u
克難的開工胡搞了…
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車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)& v' S8 y; N& F5 |- I
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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2 `7 _' F) K# F7 I6 M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)' n4 t; |9 r2 _+ N P5 H
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
0 [ F8 K) h) ?+ T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$ j: h9 U& q6 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11.2V3 m* Z v6 [9 T) C8 p0 j8 o' M
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)
1 a: A* g9 N+ b7 H2 l$ [1 A$ G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
0 P. J; e' E+ a車體：同上。 K9 F3 M# F' E
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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( H+ N. ]3 R+ [3 K- N2 }7 V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)
* ^2 b5 u$ W% y- f. h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
7 b' D7 C- m$ d# 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)1 @& ~9 W' a1 \7 g; b8 p. o# ]
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
5 ^* H5 f. e: }7 v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
- Z6 [( r1 f- ~( Z1 k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
; b5 E/ T& x8 `+ [. \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!; e. o4 x# l* j' U0 `2 {
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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; N) c3 t0 x0 O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)5 w! M# }3 f$ U/ a4 \
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.
, G2 G6 d" }0 V6 f' c; p5 p$ t, z下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
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5 N4 l' r* c r; k分成二個機能區塊顯示:
. J9 g3 F5 G( l) o0 ~/ E- 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)7 t3 e. n" \* u% L
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。4 J# X1 x3 @, {/ ^9 @1 z U& Z, E
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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.3 I# @% g( x1 K& P4 H5 p& r" q( e4 z
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
' U z, D7 x: H, d0 n. X8 D% Y$ a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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) W6 R1 g/ t% ?9 m; h/ h' `2 @有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!
5 S" ^ T$ |* b7 F" ?5 D# BSTEP1:
1 ~2 G2 f# f4 a3 `$ J; ^8 w這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒$ @3 W! N; Y2 n8 s- b Q' O
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!8 k. c4 r) U' n) {
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# K" J6 J$ o; ZSTEP2:
+ f, e( J4 A# o @* T1 a U9 q& r切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%# ~! A: |8 m% i; X5 c* D# r! g: k
這就是考慮30元買不下手的原因。( `+ _' X( M4 N
5 ~0 E, \- e% w% u! N. \
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STEP3:9 A% o7 G' u2 H6 {; }( I% ^
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
) H- |$ s3 t, y" D6 ~順便面板及背蓋也切削出來. d8 i$ L( j" c+ E7 T
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STEP4:
' j- l; o9 |# [# C a" t這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!( S& ^0 v0 J" T, X
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STEP5:
1 n% t2 u. |% b) w4 u7 j4 ]調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致; r. Z9 @* g$ V1 x* m' P# _
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:
, ^: P8 O" L' J9 F組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
, `- m- ~0 W e: ^: s; {
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4 R8 b: i6 I) j8 B& E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。' h O7 m! j+ K P+ ~! v
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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發表於 2017-3-3 15:13:17