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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%)
! }. t; K n# _. P: Y, s7 ?7 |& 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！& K6 z5 f8 i( p
' z9 G; O/ F. J6 g+ c! w=====以下為當年舊文複貼=====
1 V5 Z O: f% z% t% W6 b
; L% E( y" d' V& Y$ `# [, j B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.
; |2 Q1 j, n3 d- \5 K) H6 J* w& _6 ]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 _+ `7 g2 T+ ]& R
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!
7 ?1 y1 w: A' \+ r- k
( I5 c) R# f$ n) H( N$ J6 ?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 a6 l* K! T6 m8 I. J( Z: I2 a
9 `* p7 B& o7 ~4 r9 c9 y. X
! o3 Y4 b/ N& @! d/ D前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!
2 d0 y# S2 n, ^ {, P4 M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!
. a) ] C9 [0 _ s2 z5 v; ~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。 z1 g& a: M" m1 t; E* @
) t- O5 o, K6 C" R7 `4 x
/ Y) B4 F$ C. T" P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.& ?, M6 C5 g+ I( Q& o
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)( `; T' U; v7 u' n
% I% P2 v7 v. S' j$ J& U/ Y7 s) q9 E
( f4 ^1 _$ z4 X* N+ p' e9 z. I
上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流+ o' L4 k) e5 O0 _ s# Y7 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!+ d$ B& s; h5 T0 J: t
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!
1 N E, k0 r5 v- |' `1 ]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!+ T5 R7 M) ], ]0 {1 T
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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& ]: k0 i& t6 x$ B6 r7 }盡信書,不如無書!!5 ?4 K; E! |; k$ f# B
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 g, O: E3 m6 `4 x: W/ L9 u為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
1 f9 [" x6 l; K9 o9 ~6 g8 u! T# u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 f2 K: G% x3 E& ]
克難的開工胡搞了…
; o7 X/ O4 b; |* F2 l) _& X) l" n7 f: V5 ]3 g
5 d. ?5 F. k* ]' ^' g車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)/ z9 o5 D9 K6 Y1 ]# Z) C7 Q
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)1 X) y' _, o! o7 S
) W; T3 x4 {- ]0 p$ `3 ^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' E* P9 c2 \0 j0 \# s* n$ ?1 i2 }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9.2V7 W' V$ x" K/ S. o* q2 Y
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
$ k0 p- ?9 X6 \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) I+ _7 K) q. ~" I
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)
- P7 G) i$ c! Z+ [& ]由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec7 @# X* H1 |9 p* S4 r
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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
7 f% g# q: v5 u% n- r* R車體：同上。
- i$ F6 t# C" |7 ~6 _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)
" [2 D8 W4 L- d9 E, h! i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* _( n, p" i" B% y$ y* ?
(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 s. B7 i2 Q1 E
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: ?9 M( r# M3 \0 x
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
" C' Z r% n& U! L6 z" L& q0 J9 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14V Z3 K& y% P6 [: ?" C
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 f( D1 v% p2 E% `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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9 f( c6 J: I; _ |8 @$ V$ 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)+ c' h6 \" ^6 R' `$ c
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.8 V9 p/ m9 \) x+ M( D) f* O! t
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………. ^' T% F& t2 o! q: T
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分成二個機能區塊顯示:5 e7 i" k. Y3 O1 l
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 [7 t$ P) `1 C0 N: l- Z/ I
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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; b. [2 q$ V4 J+ B9 \立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
( C# G, ?: o# N: A" b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 ^9 y* r1 m$ f+ m: s8 c; T
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！/ ]" ^1 U0 @) C. N2 u ^" w9 s
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!! e; T2 ]' g' B; m- O
STEP1:
& f0 L* k/ [! S# Z: `9 g) @這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒 B3 S& z4 v) x# h7 L ^+ X
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!# A n2 q9 N9 ]3 ?1 S8 s
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: x5 @. q9 @) z: L4 A" E% ~) _STEP2:
0 b5 F9 ?/ z' ^- a切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%2 R% E% O4 ?2 g8 N6 }! {
這就是考慮30元買不下手的原因。+ o, H" g7 G ~- E2 w
7 x. l6 X! }3 P% Q6 ~# \
q7 V6 h# z2 {: {! g, B, CSTEP3:
# V. P; g7 r" U# y5 ]9 ^& n內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
8 h9 }; I% A( [順便面板及背蓋也切削出來
) }% @% r. a" ? P" ]4 F; s" z- G4 Z% F" u5 y+ c. Q
4 m7 L: w4 v b1 g" JSTEP4:
3 p0 K" ?% H7 [/ |這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!6 W* z6 r( [. l
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4 i: _) r4 H7 n/ D' W! a+ E& PSTEP5: d3 |, Z X, f: K0 s
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
( F4 i' O4 M2 O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:
/ k4 d) [. i) h! ?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。( ?2 v# U& J; @3 C7 _
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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