自動車にサブバッテリーを積まれている方、充電方法？

質問

自動車にサブバッテリーを積まれている方、その充電方法を教えてください。
　現在は、車載と同じバッテリーを使用して、100Vに変換する装置でラジオやパソコンを使用しています。
　充電は、二個のバッテリーの黒と赤の端子を時々付け替え(事実上のすげ替え？)たり、家庭の100Vで充電しています。
シガライターに接続するとか、走行中に（自動または、スイッチでサブバッテリーに）充電する市販の装置をご存じでしたら教えてください。
　できれば、バッテリーの充電状態が分かると良いのです。
　その場合、どの線に繋ぐのかも教えてください。

　バッテリー上がりでエンジンがかからなかった過去の失敗を繰り返したく無いのです。
車や電気に詳しくないので、的外れの質問なら、お許しください。

回答No.4

sailor · ベストアンサー

すみません。記載漏れでした。

推奨したバッテリーリレーの場合はＣ2端子はリレー内部でリレーのケースに接続されていますので、外部にはＣ2にあたる端子はありません。リレー本体をボディーアースに接続（金属部にねじ止め）することでＣ2はアースされたことになります。　ＣＯＭとＭ1ですがこのタイプではＣＯＭとＭ1の端子の区別はありませんのでメイン端子のどちらにつないでも問題ありません。　　

機種によっては区別があるのですが、この機種では２つのメインターミナルに区別はありません。

お礼

お忙しい中、詳しくありがとうございました。
早速、部品を集め体と思います。

回答No.3

sailor

お待たせしました。ラフではありますが図面を添付しますので参考にしてください。

ここでは、図面についての説明を書いておきます。

まず、赤色で書かれた部分が＋側の電圧がかかる部分ですので、この部分を触る場合は必ずバッテリー（両方の）のマイナス端子を外しておいてください。次にSFBと書かれている部分ですが、これはスローブローヒューズという物で、短時間の過電流では溶断しないがある程度以上の時間過電流が流れると溶断するというちょっと特殊なヒューズです。お持ちの車のエンジンルーム内にあるヒューズボックスなどに普通のヒューズよりもかなり大きめのヒューズがあるかと思いますが、それがSFBです。ここでSFB1と書いたところにはオルタネーター(発電機）の出力等同等程または20％程度小さな容量のSFBを接続しておくことをお勧めします。これは万が一にでもサブバッテリーの極性を間違えて接続したとか、サブバッテリー側で重大な短絡問題などが起きた場合でも主回路を切り離し保護するためです。なぜ通常のヒューズではなくSFBなどという特殊な物を使うかというと、バッテリーの状況次第では一時的にかなり大きな電流が流れる場合があるので通常のフューズでは瞬間的な過電流で用談してしまう可能性があるからです。

赤色で太く表示された部分の配線についてはバッテリー容量やオルタネーターの出力によって異なるのですが出来るだけ太い配線を使用してください。最低でも５スケアー（導体断面積が５mm2の配線）以上の物をお勧めします。

赤色の細い線で書かれた車両側のイグニッション電源への回路はキースイッチをオン（アクセサリ（ACC)ではない）にしたときに通電する回路への接続をする回路です。一般的にイグニッション回路は２系統あり、一つの系統はスターターを回した時でも通電している系統で、もう一つはスターターを回しているときはオフになる系統です。できればスターターを回しているときはオフになる系統につないでください。

次に回路中にD1と記された部品がありますが、これはダイオードという部品で電流を一方向にのみ流す性質がある部品です（最初に紹介したアイソレーターは大容量のダイオードが二つ入っている部品で充電中の電流は両方に流すが放電中は双方のバッテリーの間での電流を遮断する役目をします。今回の使用目的は全く違いますので混乱なきように）が、バッテリーリレーは電磁石を利用した部品ですので、当然ながら内部には電磁石を構成するコイルが入っています。実はこのコイルというのは結構厄介な代物で、最近の電子化された自動車ではいたずらをしてくれる場合があるのです。それはコイルというのは通電を切った瞬間にそれまで磁力として持っていたエネルギーを一気に電流として放出するんですが、その電流の方向（要は＋とー）が逆になったかなり高い電圧（バッテリーの電圧よりもはるかない高い場合によっては1000V近いこともある）電圧をほんの一瞬ですが発生するのです。この厄介な電圧を電流の方向が逆になるのを利用してダイオード内でショートさせてしまうための物です。リレーをオンにする方向に対してはダイオードが逆方向になるため電流は流れませんが、オフになった瞬間の逆方向の電流はダイオードでショートされて他の回路に流れることはありません。ダイオードは必ずしも必要ではないのですが、できれば取り付けることをお勧めします。秋葉原などで買えば１個￥10程度ですが通販などで買うと送料の方が高くなってしまうかもしれませんね。ちなみにダイオードは色々な企画がありますが、ここで使用するのはごく一般的な整流用の物で構いません。容量は100V1A程度の物で良いでしょう。それよりも大きな定格でも一向にかまいません。またダイオードは電流を一方通行にすると書きましたが当然部品にも向きがあります。実物では添付した回路図でC1側にあたる方にカソードマークという帯（そちら側が黒く塗ってある場合もある）が付いていますので必ず帯のある側を車両がイグニッションに向けてください。逆にするとショートします。

最後にバッテリーリレーですが一般のカーショップなどにあるリレーでも回路的には成り立つのですができれば、専用のバッテリーリレーを使用することをお勧めします。バッテリーリレーは一般のリレーとは異なり非常に大きな電流を取り扱えますし、最後に紹介する部品ではオンになっているときの保持電流が最小で済むようになるような回路構成になっています。最近は極小型のリレーでも40A程度の電流の扱いが出来る物がりますがお勧めはしません。なぜかというと、このような回路ではメイン/サブそれぞれのバッテリーの状態次第では瞬間的にそれをはるかに超える電流が流れることが在るからです。そのようなことが起きるとリレーの接点の焼損や溶着という事が起こりえます。焼損した場合はそれ以降電流が流れなくなりサブバッテリーが上がった状態になるでしょうし、溶着してしまった場合にはサブバッテリーとメインバッテリーは常に導通状態となりサブしか使ってないはずなのにメインまで上がってしまったという状態が起こりえます。その点でバッテリーリレーして最初から設計されているものはスターターモータの電流にも耐えられる設計であり、一旦オンに切り替わった後は通常のリレー以下の消費電力でオンの状態をキープできるようにプルインコイル（オフからオンに切り替えるためのコイル）とホールディングコイル（いったんオンになった物を保持するコイル）の二つのコイルを持つものが多くその切り替えはリレー内部で自動的に行われます。リレー自体が大型（スターターモータの電流にも耐えるため接点が非常に大きい）であるなど扱いずらい面はありますが、信頼性は明らかに違います。私が回路設計をしていた時もこのような回路では必ずこの種の物を使用していました。

最後に、今回の質問内容に合うだろうと思われるバッテリーリレーとダイオードの紹介のURLを載せておきます。

バッテリーリレーの規格表です。この中のBR-155型が適当かと思います。
https://www.newera.co.jp/pdf/newera_catalog_2017/battery_relays.pdf

上記のバッテリーリレーの通販のURLです。
https://store.shopping.yahoo.co.jp/aida-sangyo/BR-155-New-Era.html

D1での使用に適当なダイオードです。この製品では銀色のマークがある方をイグニッションキー側（プラス側）にします。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07759/

最後に、どのような車両でお使いかはわかりませんが、できればサブバッテリは密閉された容器に入れて、容器から車外へ排気のためのホースなどを設置することをお勧めします。以前にも述べましたが、状況によってはバッテリーは有毒ガスや可燃性のガスを発生しますので、危険防止は十分に考慮してくださいね。

ご質問があればご遠慮なさらずにどうぞ。

お礼

Sailor　様には、詳しく図面を描いてご回答頂きました。
おかげをもちまして、概ねのイメージが描けました。
ありがとうございます。
つきましては、補足コメント欄に記した、〔BR-155〕の端子について、今一度教えて頂きたく、お願いいたします。

補足

頂いた図面のバッテリーリレーの端子（COM・M1・C1・C2）と、推薦頂いたバッテリーリレー〔BR-155〕の端子の組み合わせについて教えてください。
製品に説明図などが付属して、（COM・M1・C1・C2）という記述があるのでしょうか？
COM⇒〔二個並んだ丸い端子の　　　側　　〕
M1　⇒〔二個並んだ丸い端子の　　　側　　〕
C1　⇒〔反対側に出た端子？　〕
C2　⇒〔BR-155のケース本体？〕

　C1とC2付いては予想してみました。

回答No.2

sailor

今週中はちょっと忙しいので来週頭でよければざっとラフなものですけど配線の参考図を提出できますよ。

お礼

ご回答頂きました。
＞ラフなものですけど配線の参考図
ありがとうございます。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

sailor

自分の車に付けているわけではありませんが、以前にキャンピングカーなどの設計や施工をしていたものです。

ご質問のサブバッテリーへの充電などを行うにはアイソレーターという装置を使います。まぁ、アイソレーターと言ってっも中身は大容量の整流用のダイオードが2つ入っているだけので装置です。

二つのダイオードのカソード側の端子どうしを接続したもので、アノード側をそれぞれメインとサブのバッテリーに接続してやるだけです。こうしてやればオルタネーターからの充電電流はそれぞれに対してダイオードの順方向となるため均等に充電されますが、例えばサブバッテリーを使用している状態でもメインバッテリーからサブバッテリーへの電流はメインバッテリーに接続されたダイオードが逆方向となるため、サブバッテリーが空になるまで使用してもメインバッテリの容量には一切影響を与えません。ごく単純な回路ですが極めて合理的です。

ただ、この方法はシリコンダイオードの順方向電圧低下（一般的に0.6V程度）があるためオルタネーターの発電電圧を検出する端子は必ずバッテリーの＋端子から直にとらないと充電電圧が不十分となる場合があります。

もう一つの方法は、リレーを使う方法ですが、こちらは電圧低下などは考慮しなくてよいのですが大容量のリレー（普通にカーショップなどで売っているものでは不可です）が必要になります。通常この方式を用いる場合はバッテリーリレー（乗用車では使用されないが大型車や建機などでは普通に使われるリレーで、スターターモーターなどの大電流にも耐えられる構造の物です）この方法では、イグニッションがオン（エンジンが掛かっている状態）でのみリレーがオン（回路がつながる）になるように配線しておきます。エンジンが掛かっているときはオルタネーターからの電流は双方のバッテリーに流れて双方を充電しますが、イグニッションをオフにするとリレーがオフになるためサブバッテリーとメインバッテリーの接続は切られるので、サブバッテリーの端子から電源を供給している限りメインバッテリーが放電することはありません。車種など不明のため一般的な説明のみにとどめますが、この回路ような回路は電圧は低いのですが非常に大きな電流が流れる可能性のある回路ですので十分な知識なく触ると火災などの危険もあるので、ある程度スキルに自信がないのであればご自身で作業をすることはお勧めできません。普通の乗用車用のバッテリーであっても短絡させれば1000A近い電流が流れることもあり、電線などは一瞬で燃え上がる可能性があります。また、バッテリは充放電中に可燃性のガスを発生するので場合によっては爆発の可能性もあります。一般的なバッテリー内部に入っている液体は希硫酸ですので目などに入れば失明の危険性もありますし、充電回路やバッテリーその物の異常が発生すると毒性のあるガスが発生する場合もあるので、ある程度の知識と経験がなければ専門家に任せることをお勧めします。

実際、キャンピングカーなどでサブバッテリーを搭載する場合には密閉されたケースなどに入れて室内に充放電時に出る可燃性ガスや、万一発生するかもしれない有毒ガスが車内に入らないように外部に排出するようにしていない車検が受けられません。電気的には簡単な回路でありちょっと知っていれば出来る回路なんですが、扱い方を間違うと大きな事故につながる可能性があることを知っておいてください。

上記を理解されたうえであれば現状をもう少し細かくお知らせ願えれば具体的なお話もできるかとおもいます。それからサブバッテリーに使用するバッテリーは一般の自動車用バッテリーは適当ではありません。サイクルサービス用という種類のバッテリーを使うことをお勧めします。

お礼

早速のご回答をいただきました。
＞エンジンが掛かっているときは…双方を充電しますが、イグニッションをオフにすると…で、サブバッテリーの端子から…限りメインバッテリーが放電することはありません。
…
sailor様にご回答頂き、現実的なイメージができました。「リレーを使う」この部分は、理想としていたことです。
（サブバッテリーから、セルモーターを回すことは大電流でもあり私には難しいと考えます。）
2011年製の営農サンバー(軽トラ)に、サブバッテリーに「リレーを使う方法」で、充電して、既得の市販の変圧器で100V電源を取り出したいと思うようになり、部品について探してみました。

sailor様には、「リレーを使う方法」でサブバッテリーに充電する具体例を教えていただければ幸いと思います。
丁寧なご説明を頂き、ありがとうございます。