サブバッテリーの仕組(初歩)について教えてください

質問

皆様のアドバイスで車にサブバッテリーを積むことができました。
整理すると下図のようになりました。
(ダイオードは未着装ですが装着済みとしてお願いします。)
〔SW〕はシガレット配線につないであります。
１　エンジンをアイドリングで回しながら、サブバッテリーで大きめの
　　電気器具を使用するとメインバッテリーも消耗してしまい、
　　エンジンの再起動ができなくなる。
２　エンジン停止中にメインバッテリーが消耗した場合、〔C1〕端子の配線と
　　サブバッテリーの〔＋端子〕を繋げば、メインバッテリーに充電できる。
３　この配線は、電池の並列つなぎであるから、エンジンOn時には、
　　両方のバッテリーが同時に充電されて、また同時に放電(消耗)する。　
運転試験の選択問題のようで申し訳ありません。
初心者なので、上記の3点を考えました。それぞれ、間違いや正解の部分について
コメントをいただければ、嬉しいです。

回答No.3

sailor · ベストアンサー

図中のSWがイグニッションスイッチ（IG端子の場合で、ACC端子ではダメですよ。）を示すもので、エンジン停止中に使用するのであればサブバッテリー側から電源を供給し散る限り、メインのバッテリーに影響することはありませんので、そのような使い方であれば問題ないでしょう。

過去にキャンピングカーなどを作る仕事をしていたのですが、その時によくやった改造としてバッテリーリレーを使うやり方では、バッテリーリレーを動作させるのにチャージランプ回路からちょっとした回路を（極微弱な電流でバッテリーリレーを動作させるための一種の増幅器です）通して繋いでましたね。こうするとエンジンが始動してオルタネーターが発電をしてから始めてバッテリーリレーがオンします。また、車両側のACC及びBAT（常時供給電源）の回路をサブ側からの供給に変更していました。そうする事でエンジン停止中にオーディオやルームランプなどを使っていてもメインバッテリーには影響を与えないで済むからです。

サブバッテリーを使って（既存の接続回路で）メインバッテリーを充電することは不可能ではないですが、エンジンが始動できるまで回復させるのに相当な時間が掛かるでしょう。バッテリーの充電にはバッテリーの電圧では不足で、13.8Vから14.5V程度が必要なので、同電圧のバッテリーからでは非常に緩慢に中途半端な充電しかできません。ブースターケーブルを持っているとのことですから、それを使ったほうが利口ですね。

サブバッテリーに使っているバッテリーの種別が判りませんが、通常の自動車用のバッテリーを使っているのだすれば、容量いっぱいまで使ってしまうとバッテリーの寿命を極端に縮めてしまうことがありますので注意が必要です。できればサイクルサービスバッテリーの使用をお勧めします。また、ニッケル水素電池などを使う方法もあるのですが、有毒ガス発生の危険が極めて少ない事や、放電終末期まで電圧の変化が少ないとか設置場所の自由度が高い、鉛バッテリーより小型で大容量などの利点があるのですが、充電特性が鉛バッテリと異なるため専用の充電回路を用意する必要があり面倒ですね。

お礼

>バッテリーの充電にはバッテリーの電圧では不足で、13.8Vから14.5V程度が必要なので、同電圧のバッテリーからでは非常に緩慢に中途半端な充電しかできません。
☆ここ！
　疑問点の一つだったのです。
ブースターケーブルで他車を起動させるときに、エンジンを回していないと、起動させる車の反応が、バッテリー上がり寸前のように心もとなかった経験があります。
☆サイクルサービスバッテリー
　前回の車検の時に、個人営業の車屋さんが完成の連絡時に、「バッテリーあがったことがありますか？」と聞くので、「一回くらい有ったかも知れない。」と曖昧に答えると、執拗に「出先でバッテリーがあがると大変だから新しいのに変えなさい。」と迫ってくるのです。
とうとう根負けして新しいバッテリと変えました。それに、サブ用の2台で8,000円弱でした。箱は、段ボール箱に印刷したような安物に見えたのです。
変える前のバッテリーはパナソニック製で結構力強く起動できたのですが、変えた新品は再生バッテリーでは無いかと思うほど、起動はするが力強くないのです。
それで、この車専用のブースタケーブルと積み込んだのです。
最後にグッチってしまいましたが、初めてサブバッテリーを繋いだので
不安いっぱいでした。
完全なバッテリー上がりを起こしてしまった場合に、バッテリーが使えなくなることを、職場のパソコンの停電時対策の電池で起こったことを見ていました。
サイクルサービスバッテリーを検索して、車屋さんのしつこい勧誘の意味が閃きました。人を疑うことは良くないことは知っています。でも、口惜しい気がします。
次回の交換時には『サイクルサービスバッテリー』か否か確認します。
レッカー代金と比べたら、経済的かと思います。
＞ニッケル水素電池…
　新しい電池ですね。
　すこしずつ、知識を消化していきたいと思います。
重ねてのご回答頂き、ありがとうございます。

補足

sailor 様には、重ね重ねの丁寧なご回答をいただきました。
少しづつ、少しずつ電気の性質が分かってきました。
水圧のように、充電する場合は、１２Vより高い電圧で無いとバッテリーに電気を押し込めないのですね。
どうして、並列では充電ができないのか理解できませんでした。
周囲に電気を生業としている知人は少なく無いのですが、言葉は丁寧な日本語なのですが、説明が理解できなかったのです。
当たり前のコトと括ってしまい、説明してくれないのです。
ブースターケーブルで繋いだ場合は、発電機を高速で回す必要があるのですね。つまり、１２Vでは無く１３Vとかそれ以上に電圧を上げて、セルモーターを回す側の車体に電気を押し込んでいるのですね。
イメージができました。エンジン回転をあげた場合、発電機の電圧が何ボルトになっているか、テスターで計って見ます。
今日、ダイオードが沢山中国（ビックリです）から届きました。日曜日に着けて見ます。
ありがとうございました。

回答No.2

cyan3

私も同じような事を行っております。
東日本大震災の時の計画停電で充電器　インバーターを購入し自宅に置いて居りましたが　バッテリー２個購入していたので　充電器から２～３ヶ月に一度くらいのペースでやっておりましたが　だんだん　充電月が長くなって来たので　一石二鳥を考え交互にバッテリーを交換して車から充電しています。

さて本題ですが方法としては（SW）　（ダイオード）　は使用せず　（バッテリーリレー詳細がわからないので？）　貴殿の書かれたバッテリーリレーの所に倉庫などでよく使うハンドリフターの電動式に使っているDC12ｖの大容量リレーを付け（同じことかもしれませんが）通常はOFFにしておいて　長距離　昼間　の時ONに手動で入れて　おります
こうすれば常時接続でないので　メインバッテリーが無くなってセルモーターが回らなくてもバッテリー交換と同じ働きができるでしょう。

車のエンジンを止めた時バッテリーが繋がったままだとこちらのバッテリーが上がってしまうことも有るので　リレーには自己保持回路を付けて　エンジンを止めたら　必ず切れる＞自分でONするまで接続されない回路を作れば良いでしょう
外部にて電気を使うことはメインバッテリーと共用で容量アップは帰れなくなりますので　補助バッテリーの数を増やして　一個が無くなて来たら次のバッテリーに接続するようにすれば　無くなるまでの目安が分かるので一個ずつ切り替えることをおすすめいたします
ケーブル及びリレーは容量がかなり大きくないと発熱/溶着の恐れがありますので注意して選択してください
まだお世話に成ったことはありませんが。

お礼

素晴らしい装置を利用されているのですね。
＞さて本題ですが…
今回は、私の仕様にコメント頂きたく、質問させて頂きました。

補足

次回の再搭載時に工夫・活用させて頂きます。
ありがとうございます。

回答No.1

sailor

まぁ、とりあえず１と３が正解ですね。バッテリーリレーがオンである状態ではバッテリー同士は並列接続ですから両方同時に消耗していきます。停車中に使う電源をサブバッテリーに限定してメインバッテリーの蓄電量は温存するというのが通常の利用方法ですが、そのように配線しない理由は何処にあるのでしょうか？まぁ、エンジン動作中は自動的にバッテリーリレーがオンになる（例えばオルタネーターのチャージランプ回路などを利用してオルタネーター動作時は自動的にオンにする）ような回路では、負荷容量がオルタネーターのアイドル時の発電容量を超える場合は両方のバッテリーが放電してしまうという事になる可能性はあるにはありますが、そのような場合は電圧計を付けて監視するかUVR（アンダーボルテージリレーと言い一定以下に電圧が落ちると警報を出したり負荷を遮断する回路）を用いることで防げます。最も良いのは質問者様がダイオードと呼んでいる（このような回路での使用の場合アイソレーターと呼ぶ方が通りが良い）回路を入れることが最も理にかなっているのですが、ダイオードには順方向電圧降下という現象があって、一般的なシリコンダイオード（アイソレータでも通常これです）では順方向でも凡そ０.６V程度の電圧降下が起きるのです。従って、オルタネーターの電圧検出（機種によっては独立していない場合もありますが、この場合は結構面倒です。また、最近の車ではECU（エンジンコントロールユニット）内部にこの機能がある物もあります）内部にこの機のを持ったものもあるのですが、その検出端子はオルタネーター側ではなくアイソレーターよりもバッテリーに近いところから取らなくてはなりません。そうしないと、バッテリの実際の充電圧が0.6V程度低くなることになり慢性的に充電不足を生じる可能性もあります。SWとひょうきがありますが、これが手動で切り替える仕様であれば、停車時にアイドルで使用する場合はこのSWをオフにしておくのが正しい使い方かと思います。

また、サブバッテリーのように充電後にある程度の容量まで放電のみで使い続けるような用途には、通常の自動車用のバッテリーでは不向きで、このような用途にはサイクスサービスバッテリーやディープサイクルバッテリーという物が適しています。もし、サブバッテリーにこのような製品を使いメインバッテリーに通常のバッテリーを使っていたりすると、並列回路で使用して共に放電してしまうとメインバッテリーに大きなダメージを与える可能性もあります。特に最近のMF（メンテナンスフリー）バッテリーは過放電や過充電には極めて弱いので注意が必要です。

それから、2のメインバッテリーが消耗していて、その時点でSWがオフであったなどの理由でサブバッテリーは十分な蓄電量が残っていた場合ですが、バッテリースイッチのC1端子からメインバッテリーを充電できるかと言事ですが、もし、C1端子への配線が十分太ければ可能ですが、通常はリレーのコイルのそんな配線はしませんよね。もしそのような場合が起きたとして接続すべきはサブバッテリーのプラス端子とバッテリーリレーのC1端子ですね。そうすることでバッテリリレーがオンするので電流はバッテリリレーを通して流れてくれますので、リレーのコントロール回路に過大な電流が流れることはありません。ただし接続直後にスターターを回したいのであれば、サブバッテリーとメインバッテリーのプラス端子をブースターケーブルでつなぎ、サブバッテリーのマイナスとボディーの間もブースターで繋ぐことをを進めします。ただしサブバッテリ・バッテリーリレー・メインバッテリー間およびサブバッテリー・接地間の配線が十分太く（メインバッテリーに来ている一番太いコードかそれ以上である）また、バッテリーリレーの容量が十分（通常の大容量離れなどではダメです、建設機械や大型車などで使われる、バッテリーリレーのようなものであれば大丈夫）な場合、C1端子にサブバッテリーからの電圧をかけてオンにしただけで始動が可能です。
要は、サブバッテリーを緊急用の始動用電源ととして使用する場合は、サブバッテリーとメインバッテリー間にプラス・マイナス共にスターターモーターの要求する大電流（数百アンペア以上）に耐えられない部分が一か所でもあってはならにという事です。場合によっては大電流に耐えられない部分の焼損などが起こる可能性があります。

お礼

大変詳しく回答して頂きました。
アイソレーターですね。

２　の場合は、うっかりメインバッテリーをスターターが回らないレベルまで消耗してしまった時ののコトを考えたのです。
スイッチオンにすれば、多少時間がかかっても、サブからメインに充電できて、やがて「スターターを回せるレベルまで充電できるかな？」と考えたのです。
サブバッテリーにスターターを回す太い配線は特別にしてありません。
★メインバッテリーの消耗を無視して、
スターターまで回そうとしてしまうと、バッテリーは並列つなぎなので
一瞬でヒューズが切れて、ただの（メイン）バッテリーが消耗しただけの状態になってしまうのかと思うのです。
この場合に備えて(ブースターケーブル)を積んではあります。
５～6年に一度位の頻度で、オーディオや室内灯の消し忘れでバッテリー上がりをするうっかり者なのです。

上手く整理できないので今少し考えます。
詳しいご回答頂き、ありがとうございます。

補足

＞SWと…が、これが手動で…、停車時にアイドルで使用する場合はこのSWをオフにしておくのが正しい使い方かと思います。
シガレッターから配線するだけで済ませていましたが、別に手動のSWが有った方が安心ですね。
当分の間は、軽い負荷の車載製品レベルの電力消費とします。
アイドルオフ時のサブの消耗を、走行時に車載のオルタネータで充電するコトを主として考えます。
つまり、出先でアイドリング時の燃費を抑えるために、エンジンを停止して、車載機器レベルの機器の使用にとどめます。