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2009年01月26日

バッテリーのお勉強

 バッテリーについて、ちょこっと勉強しました。

 まずは放電の仕組み(逆になると充電になります)

(負極-)鉛|希硫酸|二酸化鉛(正極+) → (負極-)硫酸鉛|水|硫酸鉛(正極+)

Pb+2H2SO4+PbO2 → 2PbSO4+2H2O

 こうやって書くととても難しく成るんですが、要は化学反応で電気が起きているって事です。

 で、気になるバッテリー寿命ですが、充電・放電をサイクルと言い。車やバイクのバッテリーは開放型も密閉型のMF型も鉛蓄電池(例外は有るようです)ですから、通常500サイクルで寿命を迎えるとされています。(メーカーの推奨する3年で交換というのにも影響しているようですねぇ)

 この放電には、放電深度と言うものが有るようです。


バッテリーのお勉強

 例えば、25%放電状態、50%放電状態、75%放電状態・・・・・・と言う具合で、バッテリーの容量の何割を放電したかで表示されます。

 この放電100%に近づくほど、復活出来なくなるいわゆる過放電状態となるそうです。

 で、サイクルは放電深度75%の放電、満充電を繰り返して、だいたい500サイクルらしいです。

 ただ、これを50%で繰り返した場合は約2倍、25%ならその倍と長寿命が見込めるとのことです。

 (GSユアサの、電気車用の高機能バッテリーは、75%放電で1200サイクルの物も出ているようですねぇ。)

 鉛蓄電池は、満充電状態で保存することでサルフェーションも起き難くなるそうです。

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サルフェーション(白色硫酸鉛化現象)とは
 放電時に硫酸鉛が出来ますがそれを長時間放置すると、(-)極板に白く硬い結晶を作ってしまうことで、この結晶は電気を通さない上一旦結晶化すると充電しても分解しないので、バッテリーの電気容量が減ってしまうことです。

 と言うことで、放電して出来た硫酸鉛は、速やかに充電によって分解してしまうことが、バッテリーを長持ちさせるこつであるわけです。

※通常でも少しずつサルフェーションは起きていますが、放電状態で放置すると結晶化はどんどん加速することになります。
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 調べた結果長持ちさせるのに大事なこと

●余分な電気を消耗する電装品は極力減らすこと。
 (走行中は充電しますから走行前と、走行後のバッテリー電圧に差が無い位に)
●放電している(12.5V以下)なら、必ずバッテリーに合った充電器で充電する。
●走行していなくても2ヶ月に1度は充電する。
●セルモーターは長く回さない(セル一発で掛かるように整備する)

 などでしょうか?。



 そこで、トリクル充電が重要になってくるそうです。

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トリクル充電とは
 絶えず管理してバッテリーが自然放電などしてくると、自動的に満充電まで充電して停止する仕組み。
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【追記】

●バッテリー液温と比重の関係
 液温 1℃アップで、比重値が「0.0007」ダウン
 液温 1℃ダウンで、比重値が「0.0007」アップ

 と言うことで、液温20℃で1.260の希硫酸は、液温10℃では1.267に成るわけです。

 現在比重+0.0007(現在液温-20℃)=液温20℃での比重

 てことは、気温が低い場合は比重が上がるんですねぇ、下がると思っていた(^^;)。

●バッテリー液温と電圧の関係
 液温 1℃アップで、設定充電終了電圧0.06Vダウン
 液温 1℃ダウンで、設定充電終了電圧0.06Vアップ

 気温が下がると電解液の内部抵抗が上がるために、自動充電器の充電停止の設定電圧を上げなければいけないらしい。

 なるほど、どうも寒いときは充電器のLEDがグリーンになっても満充電になっていないような気がしたけど、気のせいでもなかったようです。

 充電終了電圧を、13.8Vに設定している充電器は、液温10℃の場合は14.4Vってことは、、、、、充電電圧と変わらないじゃん。

 それで先ほど、イプサムの比重と液温を計ってみた。

 比重1.200、液温6℃、、、、、全然駄目じゃん。端子間電圧12.80Vだから、まぁこんなものかぁ?。

 液温20℃に換算すると、

 比重は、1.200+0.0007(6℃-20℃)=1.1902

 これはアッパーレベルまで補充液を入れてしまったから薄いんですよねぇ、少し蒸発するまでは何とも言えません。

 設定充電終了電圧は、13.8Vなら+0.84V=14.64V

 ここまでは充電電圧も上がらないので、やっぱり車上じゃ無理ですねぇ。

 (追記:新しく買った充電器は、低温モードが有り設定充電終了電圧を14.7Vに出来るそうです。)

 バッテリー外して、暖かいところで液温上げて充電しないといけないようですが、オーディオのメモリー全部消えちゃうからなぁ、外したくないなぁ。外さない為に全自動充電器買ったんだけど、、、、、(^^;)。

 しょうがないかぁ。


 DATA
 CB1300SFのバッテリーを外して室温25℃部屋で充電します、多分液温は20℃ぐらいに成るんじゃないかなぁ。

 充電開始電圧12.59V-定電流(電流測定できず)後の充電電圧は14.61Vに固定されている。
 (バッテリー電圧13.0V辺りで切り替わるのかな?)



【追記】2024/08/22
 私のいい加減な説明より、わかり易い動画を見つけましたのでリンクしておきます。



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【追記終わり】





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久しぶりに、バイクネタです。 びたさんのところで、バッテリーの話が出ていて、自分のバイクもちょっと点検。 まずは、四国ツーリングから、エンジンをかけていませんから、3週間...
充電器【ライダーの思いつき】at 2009年01月26日 12:16
コメントありがとう
ノートPCに使われているリチウム電池は継ぎ足し充電ばかりしていると、寿命が短くなると言われていますよね。自分はなるべく完全放電に近いところまで電池で使用してから、AC電源に切り替えるようにしています(^^)。

鉛電池の場合は継ぎ足し充電が重要ということなのですね(^^)。
Posted by ジェベリスト777 at 2009年01月26日 10:41
ジェベリスト777さん、どうもです。

 リチウムイオン電池は、鉛蓄電池とは逆で、放電状態で保管する方が長持ちするそうですね。

 ニッケルカドミニウム電池は学習効果があって、継ぎ足し充電すると容量が減ったような状態になるので不便でしたが、ニッケル水素やリチウムイオン電池はその傾向が少なくなっていて、エネループ(ニッケル水素)の新しいタイプは1000サイクルいけるとか。

 電池によって扱いが違うので、覚えるだけでも大変です(^^;)。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月26日 11:03
ジェベルが来たとき、バッテリが上がり気味だったんですが、その時に1度充電してからは、元気に動いています。
先日、1ヶ月ぶりにエンジンをかけましたが、問題ありませんでした。
新しいバッテリは購入しているんですが、交換するタイミングが難しいのです。

ところで、アイドリング時って充電してるんですかねぇ
なんかしてないような。。。。しているような。。。。
Posted by たそがれライダー at 2009年01月26日 11:47
リチウムイオン電池も完全放電のまま放置すると死んでしまうようです。

かなり以前に、IBM ThinkPad (lenovoになる前)用のスペア電池を購入して、しばらく使用しなかったのですが、いざ使用しようとしたら、充電不能・・・
ダイヤルIBM(今もあるのかな?)に電話して、状況を説明したら、修理不能なのであきらめてくださいと・・・・・・(++;

かなり以前のお話しですが、
ノートPCのスペア電池を持っている方は御注意を(^^)。
Posted by ジェベリスト777 at 2009年01月26日 12:41
たそがれライダーさん

 自分にジェベルは週一の暖気運転(約40分)のみで、2冬を無事クリアしそうですね(^^)。
ヘッドライト点灯しっぱなしですが、充分に充電されるようなので、アイドリングでもかなりの発電量だと思います。
 ご不安でしたら、テスターで電圧を測ってみたらいかがでしょう・・・
Posted by ジェベリスト777 at 2009年01月26日 12:45
たそがれライダーさん、どうもです。

 トラックパックを追加したので見て下さい。去年充電状態をテスターで計ったときの記事です。

 満充電の1セルの起電力は液温20℃、比重1.260で2.05~2.10V有るそうです。バッテリーは6セル有るので、エンジンかけていない状態で12.3~12.6V(液温20℃、比重1.260の時)以上有れば健康体です。

 次に、エンジンをかけた時のバッテリー端子間電圧を測ると、ちょっと上がると思います。フロート充電の場合、電圧の高いところから低いところへ電気が流れるので充電電圧は14~15V辺りまで上がっていれば充電はしているって事になりますが、アイドリングでは多分13V辺りだと思います。

 少し吹かすと、先ほどの電圧になるかと思います。よって、アイドリングでは殆ど充電されないと言うのが通説です。かと言って、アイドリングを高くして放置すると、熱的にエンジンがやられますので気を付けて下さい。充電器の充電をお勧めします。

 この時の充電電流が分かるとはっきりするのですが、ヘッドライトテールライトなど電装品に使われる電流量を上待っていないと、電圧が上がっても実際は充電されていない場合が多いのでご注意下さい。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月26日 12:46
ジェベリスト777さん、どうもです。

 リチウムイオン電池の突然死って奴ですかねぇ、どっちにしても使っていないといけませんねぇ。

 もう何年前になるかなぁ?、パナソニックのB5ノートを持っていたんですが、これがバッテリーの持ちが良くって気にって使っていたんですがそれでも2年ほどでスペアバッテリーに買い換えましたが、今息子が使っているパナのB5ノートは、4年前に入学祝いで買ってやったんです。それが毎日のように学校に持って行っているんですが未だにスペアを買い換えていないんですよ。

 自分で買っているのかと思ったら買っていないそうで、それでもまだ4~5時間は駆動できるって言うからバッテリーや低電力消費CPUの進化ですよねぇ。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月26日 13:26
うちのバイクは繋がれてます。
バッテリーメンテナーとナノパルサーの組合せでバッテリーだけは元気良いです。

コールマンからコンパクトなコットが発売されるっぽいです。
2009年モデルなのでまだ公式に情報が載ってませんが、ジパングツーリングに載ってました。
でも、、重い、、、、。

ウルトラライトコットを個人輸入するかな、、、。
Posted by 滝夜叉 at 2009年01月26日 20:44
滝夜叉さん、どうもです。

 パルス充電器も持ってみえるんですねぇ、サルフェーションが除去出来るとされていますが、駄目になった(何度充電しても比重が上がらない)バッテリーの復活ってされたこと有りますか?。

 コールマンのコットはコールマンの会員しかまだ見られないようですね。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月26日 21:31
すいませ~~ん、途中まで読みましたが
訳が解らなくなっちゃいました(;´Д`)

電気系はやはり体が拒否するみたいです。過充電~~w
Posted by 並のお風呂屋 at 2009年01月26日 23:15
並の風呂屋さん、どうもです。

 私も勉強しながら、大体こんな物だろうと言う感じで書いてますので、余り参考にならないかもぉ、、、、(^^;)。

 取りあえず、ケミカルとかちょっと得体の知れない充電器は触れていません。

 簡単に言うと、乗っても乗らなくっても、2ヶ月おきぐらいに、自動停止装置月の充電器で充電すると良いよってことです。これだけは間違いないようです。

 【追記】以降は、今みたいに寒いときに充電出来るかなぁってことで調べてみました、暖かい室内で充電するなら何にも関係ありません。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月26日 23:28
こんばんは(^_^)

うう~ん、ライダーさん深いっす・・・(^^;

サルフェーションという言葉が出てきたので、ちとコメントを(^^ゞ
よく、サルフェーションを解消するという薬剤らしきものがあるようですが、
あれってほんとに効果があるのでしょうかね~?
Posted by びた at 2009年01月27日 01:20
びたさん、どうもです。

 サルフェーションは、調べてみると一旦結晶化すると分解出来ないようですよ。

 いわゆる、硫酸鉛を硫酸と鉛に分解するわけですから、それを助長する薬品って事ですよね、その薬品って何なのか分からないんです。有名な薬品なら簡単に検索にヒットすると思うんですけど(^^;)。

 あと、パルス充電も結晶化した硫酸鉛(サルフェーション)は分解出来ない感じなんです、結晶化する前の分解(充電)には効果があるみたいですが、、、、はっきりしません。

 もし、サルフェーションを完全除去できる薬品が見つかれば、大儲けのはずですよ。バッテリーの劣化の80%はサルフェーションで駄目になるわけですから、それを防止できれば、膨大な市場が出来るはず。

 そうならないのは、プラシーボ効果か一時的に復活したような症状が出るかのような気がします。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月27日 10:05
ダメになったバッテリーに対しては効果ありませんね~。
サルフェーション除去の方法として、高電圧で電極から剥がすという荒業があるようですが、、、電極自体やせ細りそうです。

バッテリーじゃないけど、、ヴィックスの加湿器の電極棒も凄い状態でした。
あれはハケでこそぎ落としましたが、、、、。

ナノパルサーは弱ったかな?程度の割と軽度のサルフェーションには効果があるようです。
バッテリー買えちゃうような値段なので、、躊躇しましたが。
Posted by 滝夜叉 at 2009年01月27日 13:50
滝夜叉さん、どうもです。

 成る程、バッテリーはサルフェーション(結晶化)で駄目になる物が殆どだと思うのですが、それが駄目だとサルフェーションには効かないような気がするんですよねぇ。

 高電圧で、表面はく離ってのも、ちょっと、、、、ねぇ(^^;)。

 カタログのうたい文句の軽度のサルフェーションというのがどのような状態なのかなって思っています。結晶化していなければ、通常充電で分解出来るわけですから。

 結局は劣化を遅らせるだけなのかなぁ?、サルフェーション除去が出来ればちょっと画期的な発明ですよねぇ。
Posted by ライダーライダー at 2009年01月27日 14:28
 
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