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[休閒娛樂] 〘分享〙電瓶壽命檢知

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發表於 2017-3-2 17:03:49 |只看該作者 |新文章置前
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%)/ |- z  @% o" O! B8 P, a3 }
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!
1 z; g( p! t! X7 O/ s$ g, z( ?; Y. f9 M! K
=====以下為當年舊文複貼=====. F/ }, Q6 N/ M0 H" n) S

. {' O* J9 E/ e) ^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.
8 ]9 F& j  A1 C  q# g* q  v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) 。
  p! y- K* Q) z4 w2 J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!
! D3 N9 T: m4 G" V3 J3 G- o  \  v! h# }! n% v" [: ?
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。- J) P( _4 G9 c6 u4 O; j

" n; o. J+ j  ?  A% ?! p, a, N  E+ w8 y; B$ j
前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!
4 h" F* v. j7 ?/ b8 v' O, |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!) Z. _( @+ ^$ h- l1 D( P" C
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。
  P7 |  t3 o6 D- {' W5 D. C  \8 W$ F) F' r

- _9 Q0 J6 z1 v6 Z) o6 E( \, ]+ 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.! W1 V/ S5 k4 `$ a+ r& P" ]4 t
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)& P- J& y7 v/ J( F7 u
- z- n0 y  f' b4 a- E
) m" l! x; a3 @# I% h6 x+ [% l
上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流8 @$ O& x7 o1 A0 ^$ l1 x; p
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!/ K+ B6 g8 L- r: P' ^' S
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 w% n' G6 y2 B$ C' {. t  ?$ q! W
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!
: e# F$ `' h0 A* \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=4.9mΩ3 b) O0 A/ |& j5 F

/ Q3 v" G' e7 o
5 R% K- Y( s" j0 c盡信書,不如無書!!
. o8 Q7 d5 w' d9 K  N3 W+ C+ `0 _4 z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….9 a2 H9 a, H( X
為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..7 X' r% j+ i3 D7 K9 o
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
  p* ]* N, _0 T- U0 B& C' E; Q克難的開工胡搞了…, [0 q1 E6 O$ s1 ]9 s" t3 x7 Y- Y3 }) j

% U+ l* _6 b6 s: l" P7 g+ z% V8 i7 T- Z6 P
車體:2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)# z# R* E" v, n
電瓶:GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月): d; g' u8 j. z

0 A9 v) O! U. S/ z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)  |* n+ K, |  d$ l" N  ~
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 B0 a- F% o0 t# u& 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9 W0 l4 }2 ^" l5 k% @
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
. O: M. R- c2 Q' 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)+ R2 a  W( ?; K3 _
由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
! V+ M% v" K# t( \* B+ S" U% E
3 N' i' r' B4 E- i9 W$ u( \' s; h/ a
有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
, Y, m! Y& Q- J; Q, w5 M& k$ e車體:同上。9 Z( |9 c% m7 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)3 v0 }: F, ^& M9 i! d

4 T  l9 f7 Z0 o# P. y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)
$ _7 k* u# \; @% L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
: ~' A; r2 a& D4 r4 F/ |(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)
" L- `# [- c% L8 ^, {& Z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2 ?+ c$ u/ O& ~7 `" I
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
- N+ c$ C7 B0 t0 L, r  \* 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14V
/ d! A& M! f. |" Z' o; M; R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!, R9 b9 G5 T4 C" z8 w% {6 q
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
/ R$ Z$ ^: G. u3 _* x& D) r: H  U! g$ B% O1 l! P7 d
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)
1 ]% R' c6 i  f: ~8 f6 r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.
, N# c" x' p1 n) c0 \" D' r. c4 q) t, B下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
3 a5 _# U! A. W+ o0 ]" c8 M
4 p" b% r! \2 ~/ _  j- B+ C0 @0 P: T分成二個機能區塊顯示:4 i" S# M' y" \8 Z  `
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)
  S0 [$ ~. i$ w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。' Z' s) P) x( t

- d3 \! H! v" [& H立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.
* F- h( ]5 _3 U0 `" x8 `( i6 T$ r/ Y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
1 E; w7 w* {" \- l' J5 G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!% D9 C( ^' t8 w( \& N+ F5 f; E
1 R  _' J9 w; d* k5 ~
: U8 Y" D( Y5 c  y4 Z6 ~7 w1 K5 p

& F* }6 `, O# g8 \3 b# m) X8 P7 S, K* ]8 T. D! z
有了靈魂,尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!( o: b5 K8 D/ m% I
STEP1:  b$ U  [# ]7 t4 {( j
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
7 U) {. x0 H2 Z30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!
: F- O/ m# S3 w1 n4 q, v3 R3 C  \$ y% i5 D
. F$ M3 a% ?6 ^; c* y
STEP2:
# z: P. U6 g" D2 d7 f切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
8 h- ~- r& A$ {. x/ l/ f這就是考慮30元買不下手的原因。
" R! {# t% Q' |) Y$ a4 J; [+ C3 j1 U% v. G6 i( b$ t

6 q2 j* L5 U7 N9 o" rSTEP3:
/ v8 ?7 [4 z  n5 M) F- c內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
+ {: F4 f7 w8 A/ `順便面板及背蓋也切削出來
- v2 ^0 |+ O- Z5 n4 b  \2 p6 I. E
3 x9 f$ N4 W0 p! [* P
STEP4:4 F9 e) \% c/ m; a
這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!4 `( e$ D7 ~3 b( k) b( k/ u8 D
4 N5 j: o8 _% m; @' s; U; M

; X, r* Z% a8 iSTEP5:
5 i  S% w3 G# Z調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致$ ?+ G4 O) t1 a! B% 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!!
$ \$ S( \: \2 Q* t- D9 {1 T0 `( Q
9 m4 e- ^) X' r7 \; L) i' r4 O
. A* d( E; c4 d- c' H+ QSTEP6:
" V+ V5 ~" K3 Y, n  s/ E- {組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
$ E- ^" A/ u! n$ j6 d" Y: M  |$ X
1 c1 u( d8 K- ?6 N4 y" t% N* |6 r- I7 O7 q9 v% M

* j% |5 G; s! S5 `8 y& r2 I4 @/ n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。
. B7 {$ d4 T4 E3 v: e
0 X$ \- M8 u2 W- S0 L

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ycleu 發表於 2017-3-3 15:13 7 b+ B1 J6 ?7 j( N+ k
我很欽佩你對電池的了解,及電子的知識。我是外行人,請問可否告之所有零件規範,及何處購買?  謝謝。 ...
; b' ^0 f, J. k1 V) N6 z) w
被動元件,均載明於電路圖上呀。U1、U2亦回覆補述在前樓。光華商零件行均可購齊!
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發表於 2017-3-3 15:13:17 |只看該作者
我很欽佩你對電池的了解,及電子的知識。我是外行人,請問可否告之所有零件規範,及何處購買?  謝謝。

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本文章最後由 ddddnet 於 2017-3-3 12:47 編輯
* H# _& o6 F: n6 z5 X" r
旅行的人 發表於 2017-3-3 09:16 " a% [2 X5 g4 e3 P5 @# h7 W
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號?
3 _3 x- f8 |8 E) c5 J
2 u1 Y8 Q3 z/ X5 p' G- {$ T2 F
當年,為了方便讓車友仿製。故捨μP,採易於購買取得的標準IC。
! B  W/ z/ h- V, Z說實在的,用標準IC去兜,比寫uP還更傷腦筋.....$ k4 V) i) U% D$ v% q; L9 F% J2 ~& _) n
U1=3914 , U2=4044
# t0 r2 J9 Y3 x4 s  r8 s+ S! y
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發表於 2017-3-3 09:16:05 |只看該作者
很好奇。兩顆 IC 是什麼型號?& v, e& M; J6 f- D+ G& Z; w. {3 f$ K

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沙發
發表於 2017-3-3 09:14:17 |只看該作者
您的資料太棒了。
& w) r" s0 L% H! A4 x8 i" Z
# j! U7 t/ i3 T/ b  q( o而且設計的真好。真容易了解。感謝分享。
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