汽车电池与发电机

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目前所用:Odyssey-2018.2,GS300-2017.9

最好的电池(黄色): https://www.youtube.com/watch?v=h7rTcBanpMk 

1.我的汽车电瓶

味苦说:#1Sears,#2Walmart,#3Costco ,现在是Walmart、Duralast Gold、Costco;Walmart/Costco 24F AGM $170/$180@2022/11。X2太贵,更贵的铁锂:80D26L 12V 60Ah 1500CCA Group 24R Lithium Iron Phosphate 

电瓶尺寸:https://shop.advanceautoparts.com/r/advice/car-maintenance/battery-size-chart 目前napa/walmart等都是3年免费换+2年折扣,但是早期napa的AGM寿命很长。 24尺寸是10-1/4Lx6-13/16x8-7/8H,34比24矮1吋,35长宽都小高度不变;极性反向的有24R和24F,后者长1/2高1/8。该组为70-85 Ah。

05 GS300=24 01/06(lexus),04/12(O'relley),09/15(HD),09/17(HD),09/19(HD), 11/22换上02/16 Everstart Maxx  35,充满13.7V,一般启动电压10.2V,该电池有1年未用)。22/12/04早晨启动前测得12.4V,6.3mOhm,CCA 469A(按50AH设置EDC为425A)。

换下来的电池放置多日后测得内阻14.6毫欧,充电8小时后充电电流仍有0.5A,忘记断开又充了几天电流为0.3A,拔下后13.3V5.7毫欧,放置8小时后12.7C5.9毫欧,CCA510,似乎是缺电。其实我的两部车电池都缺电。

24改用24F:上述35的正负极与24F类似,需松开正极两线卡勉强套上。该车正极顶端与电缆多了螺丝连接,因此不松开电池两线卡而是加3x1"角件用螺丝,是改用24F更好的办法,角件可用HD水管铜片

Interstate $99 @700CCA $137@750CCA,2.5年free/4年45%/5年25%, Intestate center, 211 Phelan Ave, SJ 95112 408-295-9046

Walmart EverStart MAXX 700CCA $120,3年free
Sears Diehard gold size 34 smaller, 795CCA $124.49 3yr

Autozone Duracell gold 700CCA,$160,2年free/5年折扣 

BOSCH 24-700B SKU: 9998137, 700CCA 850CA 3yr $107.19

06 Sienna=24F, 04/10(Walmart),02/16(HD),车被撞后24F取出,22年才装到Odyssey上,因后者35电池造成控制台显示随机错误,22/11这个35又装到GS300上了。

 Costco Interstate 700CCA $86
Walmart EverStart MAXX 750CCA $94(曾是consumer research测试中最好的),3年free,Sears DieHard Gold 725CCA $116.24 3yr, 34R?

08 Odessey=24F/35/34R, 20%折扣后178刀,2011换09/17的HD 24F,该电池有约1年未用,11/22测得启动电压10.5V。22/12/04早晨开local20分钟后测得12.1V,8.6mOhm,CCA 337A(按50AH设置EDC为425A)。

常用AH/CA/CCA数值:https://www.batteryequivalents.com/how-to-convert-cold-cranking-amps-cca-to-amp-hours-ah.html 

https://www.napaonline.com/en/p/NBP9824F?ref=MQ==https://www.interstatebatteries.com/products/mtx-24f?search=true, EverStart Plantium AGM 24F@Walmart$147-5yrW https://www.walmart.com/ip/EverStart-Platinum-AGM-Battery-Group-24F/286630898,AutoCraft Platium AGM 24F@AAP$195-coupon, Duralast Platinum Battery(AGM) 24F@autozone$190-coupon https://www.walmart.com/ip/OPTIMA-RedTop-AGM-Spiralcell-Automotive-Battery-Group-Size-35/55465194 Bosch 24F700B SKU: 166261,675CCA 835CA 3yr $115.19

00 corolla在6年旧8万迈时卖出,电池没问题;01/06 sienna的电池在04/10换的Walmart的,用到02/16表面漏液;05 GS300的电池,保修期换过一块,第二块用了两年保修价要90刀,就近在O'relley买的24-72J是第三块,04/12用到09/15。 GS300的正极端头下面有个黑塑料垫套一直卡在两端片之间,后期电池端头细,螺栓拧不紧。第三块掉电时才发现此问题,后来LD又掉了两次电,估计也影响了寿命。Costco的Kirkland没了,现在是Interstate(42months免费换)但没有24尺寸,Autozone的 duralast是DieHard同厂但评价一般,就近买了HD的,GS300黑塑料垫剪掉了,不用再夹铜丝也能拧紧了。- 更新:HD的只用了两年。

2.电池基本知识 

所有电压源的简单模型,是开路电压与串联的内阻。普通A~D/18650、deep cycle等电池的指标是电压和容量,例如12V电池以6A放电,在10小时后电压调到某下限值如10.5V,相应容量为6A*10H=60AH。不过,如果用大电流如120A放电,它绝放不到半小时。同理,小体积锂电若用于汽车启动,全都是超载使用,寿命很短。

汽车电池需要承受启动时的150-350A电流,因此主要指标是电压和CCA=Cold Cranking Amps低温点火电流。例如某电池在0°F(-17.78°C)用340A放电30秒后电压还有7.2V,它的CCA=2×340=680。加州因为不冷,CA值可以在CCA上加25%,网上说CCA是CA减400似乎太过了。

电池放电和用旧后内阻增高,容量及CCA降低。内阻过大起动机上的功率就小,汽车不能启动,此时电池空载电压仍可能是正常的。量空载电压不需要断开电池一极,只要车不发动大灯音响暖气没开就行。手机电池如果很快充满,也是容量下降寿命将终的表现。

Battery group size: https://www.batteryweb.com/bci 例如我的两部车分别用24(左正)和24F(右正)的电池,前者也可用34,后者可用34R/35代替,体积稍小CCA未必就低。甚至可互换用,唯需电线移位。34矮1"可问卖家要垫子,35窄1"。

http://ponderingfools.blogspot.com/2008/03/ http://www.wsbookshow.com/uploads/bookfile/201005/9787508470788_1.pdf  https://bbs.wenxuecity.com/auto/505509.html

警告:操作电池时严防酸液腐蚀!特别是严防爆炸导致酸液飞溅到眼睛里!

2.1汽车电池的维护

除保持清洁外(如用小苏打水中和上盖的残余酸液),每月检查电压,也可用点烟器出电压表但会有额外压降。每半年检查水面及补水。汽车电池老化的主要问题由极板短路或硫化结晶屏蔽活性,在充电不足时更易发生。例如大灯或车门忘关放光电池的话,会大大缩短其寿命,手机电池类似。不同的是,手机电池应维持有20-80%的电量,而汽车电池需要100%即尽可能保持充满电。AGM/EFB/GEL:https://www.bilibili.com/read/cv324361 

每半年检查电瓶表面潮湿或结晶是漏液痕迹,用baking suda水刷洗到不冒泡(酸碱中和)。桩头上有白色粉末是厂家工艺问题叫暗渗,美产常见,酸液沿桩头缓慢向外挥发,遇空气在桩头和电源线头上产生氧化如同白霜。年久就会腐蚀桩头和电源线,造成接触不良乃至断线。可在清理后涂上1层油脂,也有保护喷罐或WD40但会挥发。撬开电池盖板检查液面,适当用蒸馏水或distilled water 补充,高过电池极板1/4”就行。

2.2 电池的测量方法 – 芒果原创

我的Fluke万用表有Min/Max功能,在发动前将它连到汽车电池并按下该键,然后发动汽车,再按该键两次分别读出Vmax/Vmin,即可关车。Vmax 14V以上说明发电机正常,Vmin 9.5V以上说明电池正常。如果需要的话,串接5-10欧50W电阻即可测量电池内阻:测未接/并接电阻R时的电池电压分别记为Vo/Vc,则内阻r=R(Vo-Vc)/Vc。

例1:GS300在打火时用Fluke万用表Min/Max档,测得是14.3/10V。次日测得内阻15毫欧,电压12.2V。用Accucel-6 5A充电,2小时后还有2.4A,充满后量得12.78V 12毫欧。降了3毫欧=0.003欧姆是什么概念?启动电压大约多了3毫欧x150A=0.45V。

例2:Odyssey,数月前有过不能点火的问题。电池12.2V打火时14.4/7.44V,说明电池很弱,并接修复一半的PSX3(见节3)再次打火时电压仅6.99V,但都可以打着。两次打火后量得内阻40毫欧,Accucel-6设置为Pbx6充电,半分钟升到4.5A随即降到3.7A,3小时后0.5A,再5小时后看已充满,电压12.74V,内阻降为28毫欧。搁置一夜,电压为12.64V,点火Vmin为9.44V,点火后内阻量得21毫欧。该车每天开40-60迈多为40-60迈mph。充满后开了三天,打火六次,量得电压12.41V,内阻23毫欧,又能充入1.6AH。数月后量得电压12.8V内阻30毫欧,补了几个小时电刀13.8V,停止静置后约12.7V。

例3:上次报废的Sienna上24F电池1年未用,量得电压近12V,Accucel-6设置为Pbx6,5A充电3小时,去看时显示电流超限关闭,测得内阻20毫欧。重开再充,去看时显示充满,电压12.6V,内阻19毫欧。

测前电池最好充满电,然后停置一会儿。上面的方法,很适合居家确认电池强弱,比用其它仪器或送去Autozone好。一则仪器测量多为100A放电或交流模型,不如真实启动时的压降有说服力;二则店里不会给你先充满电或误导你去换电池,例如我40毫欧的电池店里肯定会要换的。

所有的电池的简化模型,就是电压源加串联内阻。电压低或内阻大都说明肯定有问题。不难理解,如果电池电压12.5V内阻为20毫欧,按启动电流200A算,内部压降为.02*200=4V,加到启动机上是8.5V。因此,20毫欧内阻是判断电池强弱的分界线。

具有Max/Min功能的表推荐HT206D钳表,可测启动电流。实测Odyssey 08为DCAmax 252.6A,DCVmin10.4V;GS300 05测得结果不对不知何故。

2.3 外接充电器

如果回国一个月,你可能会希望把电瓶断开,但有的车会丢失配置信息,为此可用外接涓流充电器。

汽车发电机和20刀以下的都是浮充充电器,即给定13-15V一直充着。在长途和长时这可能导致过充,过充是导致AGM电池早期失效的主因;但短途时又会导致欠充,这是汽车电池硫化和失效的主因之一。过热也是电池失效的重要因素。

Battery Tender智能充电器有多款,最低档的不建议,我试过35刀的一款,连接电池后LED才亮,用万用表交流档量脉冲电压可达44V。•红灯闪烁 -交流电源以及微处理器正常,若持续闪烁说明电池电压低于3V环形端子连接有误。•红灯稳定 -正在充电,将以脉冲方式开始。•绿灯闪烁 -电池电量大于80%,可以停止但建议继续充电。此后将转恒压充电。•绿灯稳定-充电完成,但仍可保持连接以无限期地维持电池,此时为低压恒压充电,电池为100-103%。

智能充电器检测电池电压,低于10V不给充电。此时可接一个好电池先提到10V以上,例如用并车法给它充电。传统浮充的没这个问题,但如果要常接一个月,建议用市面的涓流充电0.75-1.5A的,过充影响小。例如Harbor的0.75A13.2V。

我买的Accucel-6智能充电器没用多久就不能充电了,现在用的是笔记本电源改制的14.4V4.5A充电器。这类开关电源是有限流的,避免了恒压充电过流或上述智能检测的问题。48小时也不会过充。充电时可以开盖补水,限制温度70°F(21.1°C)不易超过,除非电池内有短路。100%充满的电池比重约为1.261或12.63V,而SOC为80%时的比重约1.229比重或12.47 V;电压具有-3.3mV/cell/F的温度系数,基准为70°F(21.1°C)。比重也有温度系数的。https://inglele.wordpress.com/2019/01/12/gel-agm-battery-how-to-select-power-supply/

笔记本电源改充电器:https://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201509/184490.html这个14.4V4.5A稳压电源可用于较快速补电,但充满最好取下。内部短路的电池过充会沸腾。

2.4 CCACA

电池CCA愈高愈好。消费产品的CCA测量多是非标准的。 标准是:在0C/0F下30秒放电,终止电压7.2V,此时放电电流的两倍为CA/CCA。

3. 不能点火的故障诊断

车内是否有电?有电且大灯全开时电池电压是否大于12V? 排挡是否放在Neutral? 点火时是否听到Relay/Starter螺线管吸和的吧嗒声,是否有Crank即卡卡的点火声,点火时电压是否大于9V或卡卡声可持续5秒?并车能否发动?

听不到relay/starter螺线管伸出的吧嗒声,线路不通-relay或电磁铁坏;听见后没有转动的卡卡声-starter坏;有引擎轰鸣声不能发动-油路不通。发动后断开并车线,电池电压低于13.5V是发电机坏。充到12.6V以上发动车子的同时量电压,低于9V是电池坏了。

3.1 并车点火的正确步骤

好车要先点火,然后将两车的电池并接,可先接红线,注意不要短路。然后启动坏车。如果失败,可等5分钟或更久以便让坏车电池充够电。我遇见过自己并车也打不着的情况,AAA的大车一并马上着了。

4. 发电机Alternator

4.1 如何判断是电池还是alternator问题?

并车看能否发动。不能发动:听不到relay/starter螺线管伸出的吧嗒声,是电磁铁坏;听见后没有转动的卡卡声,是starter坏;有引擎轰鸣声不能发动,是油路不通。发动后断开并车线,电池电压低于13.5V是发电机坏。充到12.6V以上发动车子的同时量电压,低于9V是电池坏了。

4.2 发电机维修

发电机https://www.youtube.com/watch?v=IMCxEd0pahs  车未发动时满电的电池电压应不低于12.5V,发动怠速时不低于13.5V,2000rpm时约14V。拆下发电机后先量三线出头不该与地短路,三相线圈约2.7欧,整流管正反向电阻正常,电刷至少有1.5mm露出,则余下的问题就是regulator。

有些发电机使用年久粉末堵塞或汇流环磨损导致接触不亮,备个榔头敲敲发电机也许就可以开回家了。起动机坏了敲敲也会有效。

05 GS300是27060-46300/Denso 210-0506,06 Sienna是27060-0A110/Denso 210-0539,均为100A。Ebay有电刷加regualtor,GS300的15刀,Sienna的35刀。GS300:https://www.youtube.com/watch?v=nz9zUvI7NcI   

Sienna换发电机:https://www.youtube.com/watch?v=bKRVkYWkY1I  https://www.youtube.com/watch?v=GbHl8sbIwoI  

GS300换发电机https://www.youtube.com/watch?v=ttDvDrHgY0A#t=6m 12万5千迈,切记断开电源。idler pulley (顺时钟扳)、上螺栓下螺帽均为14mm,starter接头为12mm,多线插头按中部拔出,其线卡上嵌入在一金属片的圆孔上,没翘下来最后是手拔下来的。金属片是8mm螺栓在电机上,要取下放在新电机上。打开后发现电刷粉把电刷框都堵死了,轴与电刷接触圈是电木加紫铜,但是有一圈的紫铜因烧灼少了1/3圈,只好又买了autozone的电机,不然换电刷就行。这个经历说明两点:一是最好9-10万迈取下清理换电刷(本车12万8千迈),免得轴烧坏了;二是紧急情况下,铁锤敲击外壳让电刷粉尘脱落可能有效。原厂新品轴厚1.5mm电刷长(由弧底量)10.5,允许电刷长1.5mm,电刷还有轴磨通了显然是质量问题。开了2万5千迈了。

Odyssey修发电机:有段时间路上经常仪表盘灯乱闪包括故障灯,似乎是发电机的问题,拆开换了整流子还有电刷,复原时因为要焊多组线圈担心震动,用了含银5%的焊丝-原来是铜焊的,和带变压器的约140W的烙铁,也开了几万迈了。注意杂牌发电机不要买。

5. 汽车点火开关

LOCK:车钥匙放到这个档位锁住方向盘,使其不能有太大的活动。
ACC:Accessory通电,收音机、车灯等可正常使用,不可使用空调。
ON:除了起动机,其余的设备都接电包括点火系,方向盘解锁。引擎及其皮带传动的设备都不转,例如水泵压缩机发电机。
START:接通起动机的螺线管电磁开关使其转动,带动引擎。此档为瞬态接通,汽车发动后应及时松手让点火开关回到ON位置。

点火开关后面可能的接头,N=Gnd、B=Battery、S=Solenoid、Magneto传统电磁类点火线圈、I=igntion circuit、ACC=Accessory。下图为Toyota的点火电路及其开关接线。

第二篇:https://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201509/184490.html 

https://www.liveabout.com/vehicle-battery-and-load-testing-4083840 

6. AGM电池

通常认为AGM电池更适合频繁启闭例如在等红灯时自动关闭引擎的汽车,至于是否要专用充电器,或用AGM替换普通电池,说法不一。其实,由结构就可看出其优缺点,结构的特点是玻璃纤维板吸附电解液,流动性弱且板子薄,因此更多片并联内阻更小,同时散热性差-注意温度高时容量变大但寿命缩短。因面积变大内阻变小,我认为可以适合更大的充电电流,但因流动性和散热差,至少电流不宜大过0.35C,建议0.2C,对24组电池就是28A/16A,恒压14.4V限流,电流降至0.025C或2A即为充满;其次恒流充电,须在1.07~1.15C时停止。cell只要电压不高于15V应当不会过热,车上发电机通常是通过励磁绕组稳定电压,定子直接整流输出。如果过充导致气体过多会冲开安全阀,电解液会在数小时内干枯。https://www.sunnyway-battery.com/fuwu.php 

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