車が始動しないと文句を言いながらあなたの店にやって来た顧客を想像してください。バッテリーをテストすると、驚くほど低い 7 ボルトしかありません。おそらく、夜間にライトをつけっぱなしにしていたのでしょう。オルタネーターが十分な機能を果たしていないのかもしれません。いずれにせよ、そのバッテリーは過放電を起こしています。大きな問題は、実際にどの程度の損傷が生じたかということです。
主要なポイント（要点）
- 10.5V以下の深い放電を一度でも行うと、鉛蓄電池の容量を20～50%低下させる永久的なサルフェーションを引き起こす可能性があります。これは単に不便なだけでなく、電池に損傷を与える行為です。
- 完全に放電した後は、ゆっくりとしたトリクル充電を行うことでバッテリーを回復させる可能性が最も高くなります。完全に放電したバッテリーを急速充電すると、熱による損傷を引き起こす可能性があります。
- 復旧後の導電率テストによって、バッテリーが再利用できる状態なのか、それとも完全に劣化してしまったのかが明らかになる。
- 電気自動車に搭載されているリチウムイオン電池は、BMS（バッテリー管理システム）によって過放電から保護されているが、12V補助バッテリーにはそのような保護機能はない。
自動車業界に馴染みのない方は、バッテリーは単に充電してそのまま使えると思っているかもしれません。結局のところ、携帯電話やノートパソコンに使用されている最新のリチウムイオン バッテリーは、RV や船舶用途のディープ サイクル バッテリーと同様に、常に深い放電に耐えることができます。しかし、自動車用鉛蓄電池は話が別です。
深放電中に何が起こるのか、そしてそれに対して何ができるのかについて詳しく学びます。
深放電とは何ですか?
深放電は、バッテリーが推奨電圧レベルより大幅に低い電圧まで放電されたときに発生します。一般的な 12 ボルトの鉛蓄電池の場合、負荷がかかっている状態で 10.5 ボルト未満、または静止状態で 11.8 ボルト未満になると、深放電領域と見なされます。
鉛蓄電池は、エンジン始動などの高エネルギーの短時間のバーストや、アクセサリーへの電源供給などのやや重い放電サイクル向けに設計されています。ディープサイクルの船舶用または RV 用バッテリーのように、エネルギーを最後の一滴まで使い切るようには作られていません。自動車用バッテリーがディープ放電すると、内部で不可逆な化学変化が起こり始めます。
バッテリー損傷の科学
深放電がなぜ有害であるかを理解するために、まずはそこで起きる化学反応を見てみましょう。鉛蓄電池は、二酸化鉛 (PbO2)、スポンジ鉛 (Pb)、硫酸 (H2SO4) の反応を通じて化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで機能します。
バッテリーが放電すると、プレート上に硫酸鉛 (PbSO4) が形成されますが、これは正常なことです。しかし、過度の放電では、硫酸鉛が過剰に蓄積し、硫酸化と呼ばれるプロセスで硬化し始めます。硫酸塩結晶が大きく頑固になると、バッテリーを再充電しても活性物質に戻ることができません。時間が経つにつれて、バッテリーの容量と充電保持能力が低下します。
ひどい場合には、過放電によりプレートが剥がれ落ち、活性物質の塊が剥がれ落ち、ショートやバッテリー全体の故障につながる可能性があります。また、バッテリーが放電状態で長時間放置されると、硫酸化が永久的に起こります。
深放電の一般的な原因
深放電はバッテリーの敵となることはよく知られています。深放電が最も頻繁に起こる仕組みを見てみましょう。
1. 寄生ドレイン
車のエンジンがオフのときでも、時計、セキュリティ システム、車載コンピューターなどの一部の電気部品は電力を消費し続けます。バッテリーが健全であれば、こうした小さな負荷には対応できますが、車を長時間放置したり、過度の電力消費があったりすると、バッテリーが極度に放電してしまう可能性があります。
2. ライトやアクセサリーをつけたままにする
ドライバーは、ヘッドライト、室内灯、または携帯電話の充電器を常時電源コンセントに差し込んだまま一晩放置することがあります。これは、意図せずにバッテリーが過放電する最も一般的な原因の 1 つです。
3. 充電システムの故障
オルタネーターまたは電圧レギュレーターの故障は、バッテリーが充電状態を維持するために必要な電力を得られていないことを意味します。バッテリーが切れ続ける場合は、充電システムをテストする必要があります。
4. 極端な温度
熱はバッテリー内部の化学反応を加速させ、自己放電率を高めます。寒さはバッテリーの電力供給能力を低下させます。冬場は、弱ったバッテリーや放電が激しいバッテリーでは、エンジンを始動するための始動力がない場合があります。
5. 長期間の活動停止
駐車中の車は、長時間放置されない限りは問題になりません。定期的に充電しないと、バッテリーは自己放電し、最終的には過放電レベルに達し、永久的な損傷につながる可能性があります。
完全に放電したバッテリーを救うことはできますか?
場合によっては、過放電による損傷は修復できますが、常に修復できるとは限りません。重度のサルフェーションが発生する前にバッテリーに気づけば、ゆっくりと制御された充電で回復できる可能性があります。スマート充電器とバッテリー メンテナーは、サルフェーションを徐々に分解し、失われた容量を回復するように設計されています。ただし、バッテリーが数週間または数か月間放置されていた場合、回復の可能性は大幅に低下します。
完全に放電したバッテリーをジャンプスタートして充電を維持するのは、希望的観測です。オルタネーターは完全に放電したバッテリーを回復するようには設計されていません。充電されたバッテリーを維持するように設計されているのです。そうしようとすると、オルタネーターが過負荷になり、損傷する可能性もあります。適切なバッテリー充電器で再充電することが、オルタネーターを生き返らせる唯一の方法です。
深放電を防ぐ方法
サービス アドバイザー、技術者、管理者にとって、深放電を防ぐことは診断と同じくらい重要です。お客様がバッテリーを良好な状態に保つためにできることは次のとおりです。
- 顧客を教育する – 多くのドライバーは、短距離の走行、長時間の駐車、またはアクセサリをつけたままにしておくとバッテリーが消耗することを知りません。バッテリーのケアに関する簡単な会話や、役立つソーシャル メディアの投稿があれば、後で頭を悩ませる必要がなくなります。
- バッテリーを定期的にテストする – 定期的なバッテリーテスト ミドトロニクス診断ツール 弱ったバッテリーが顧客を困らせる前にそれを発見することができます。
- バッテリーメンテナーを推奨 – 頻繁に運転しないお客様の場合は、バッテリーメンテナーがバッテリーを充電して、いつでも運転できる状態に保ってくれます。
- 寄生的な引き込みをチェックする – 顧客のバッテリーが頻繁に切れる場合は、寄生放電率が高いかどうかをテストすると、問題を特定するのに役立ちます。
- 充電システムを点検する – オルタネーターの弱さが、顧客のバッテリー問題が繰り返し発生する本当の原因である可能性があります。
最終判定: 深放電はどれほど悪いのか?
一度の深放電でバッテリーの寿命が大幅に短くなる可能性があり、深放電を繰り返すとバッテリーが完全に壊れることもあります。深放電したバッテリーは回復できるものもありますが、完全な容量や性能に戻ることはほとんどありません。
深放電に対処する最善の方法は、それを防ぐことです。教育、定期的なテスト、スマート充電など、バッテリーを深放電レベル以上に保つことで、始動不能な状況が減り、交換が減り、顧客満足度が向上します。
次回、バッテリーが切れた状態で牽引車が運ばれてきたら、ただ充電して再び使用し直さないでください。時間をかけて損傷を評価し、状態をテストし、適切な解決策を提案してください。そうすることで、信頼関係を築き、再発を防ぎ、バッテリーが切れた状態で駐車場に閉じ込められることなく、お客様が運転を続けられるようにすることができます。
よくある質問
車のバッテリーは、過放電状態から完全に回復できるのでしょうか？
放電の深さと期間によって異なります。11Vまで放電したバッテリーを数時間以内に再充電すれば、多くの場合完全に回復します。しかし、9Vで数週間放置されたバッテリーは、サルフェーション（プレート上に結晶状の堆積物が形成され、表面積と容量が永久的に減少する現象）が著しく発生します。回復によって元の容量の60～80%まで戻る可能性はありますが、100%まで回復することは稀です。
12Vバッテリーの場合、どのくらいの電圧まで放電すると完全放電とみなされますか？
一般的に、無負荷時の電圧が11.8Vを下回ると「放電状態」とみなされ、11.0Vを下回ると過放電状態となります。10.5Vを下回ると、サルフェーションが急速に進行します。完全に充電された12V鉛蓄電池は12.6～12.8Vで安定しているはずです。12.0Vを下回ると充電量が50%未満となり、放置すると損傷につながる恐れがあります。
完全に放電したバッテリーはどのように充電すればよいですか？
「回復」モードまたは「脱硫」モードを備えたスマート充電器を使用してください。これらのモードでは、メインの充電サイクルに入る前に低電流パルスを印加してサルフェーションを除去します。完全に放電したバッテリーを急速充電（10アンペア以上）すると、ガス発生、過熱、プレートの歪みを引き起こす可能性があるため、避けてください。1～2アンペアで12～24時間かけてゆっくり充電すると、最も良好な回復効果が得られます。
バッテリー充電器は、完全に放電したバッテリーを認識するのだろうか？
最新のスマート充電器の多くは、バッテリー電圧が一定の閾値（通常2～3V）を下回ると起動を拒否します。これは、逆極性による損傷や、完全に放電したセルへの充電を防ぐためです。充電器がバッテリーを認識しない場合は、可能であれば「強制起動」または「回復」モードを試すか、最低設定の手動/アナログ充電器を使用して電圧を上げて、スマート充電器が起動できるようにしてください。
完全に放電したバッテリーは、すぐに検査すべきか、それとも交換すべきか？
完全充電後にテストしてください。充電後の導電率テストでプレートの状態が分かります。導電率が定格の70%以上であれば、バッテリーは使用可能な可能性があります。70%未満の場合、またはテスターが「不良セル」と表示した場合は、交換が適切な判断です。お客様が推奨事項について質問した場合に備えて、テスト結果を記録してください。
電気自動車の12V補助バッテリーは、完全に放電させても大丈夫ですか？
はい、そしてこれは多くの技術者が認識しているよりもよくあることです。EVの12V補助電源は車両のコンピューターシステムに電力を供給し、HVシステムを初期化するには正常である必要があります。充電メンテナンスを行わずに駐車中に12Vバッテリーが消耗すると、車は始動しません。また、車が持ち込まれる頃には12Vバッテリーは完全に放電している可能性があります。EVの始動不良の診断では、必ず12Vバッテリーをテストしてください。