アイキャッチ_電圧測定

こんにちは!
バッテリー開発員の鉛治郎(えんじろう)です!

車の電圧は12Vだとは言われますが、「実際のバッテリーの電圧ってどんな状態になっているのか?」よくわかっていない方もいるのではないかと思います。

自分の車のバッテリーの電圧が正常値なのかどうかや、電圧を確認するにはどんな方法があるのか、その測り方についてご説明します。

鉛蓄電池の電圧は?

そもそも、どうやってバッテリーは電圧が出てるの?という話からしていきたいと思います。

世の中にはさまざまな電池がありますが、なかでも自動車用に使われる鉛蓄電池は活物質(電池のエネルギーを取り出す反応物質)に鉛を使い、電解液に硫酸を使う構成になっています。(参考:電解液とは?)

電池の元となる材料の組み合わせによって、起電力と呼ばれる「電池の化学作用によって発生する電圧」が変わってきます。

身近な例で言えば、使い捨ての乾電池は1.5V、スマホや様々な機器に使われるリチウムイオン電池は3.7Vと、電池の種類によって起電力は変わってきます。

そして、鉛蓄電池は2.1Vになります。

あれ?12Vではないの?と感づかれた方もいると思います。

電池というのは、直列や並列に組むことで、電池の電圧を上げたり容量を増やしたりすることができます。

つまり、自動車用の鉛バッテリーの場合は、2.1Vの電池を6個直列に並べることで、12Vのバッテリーを構成しているわけです。

6セル12Vの説明図

「あれ?2.1V×6個=12.6Vになるじゃないか、12Vになっていないよ。」と思われた方はまたまた鋭いですね。

鉛バッテリーは満充電状態において電圧は12.7~12.8Vになっています。

バッテリーの電圧というのは電解液の比重で決まりますが、バッテリーの設計によって若干異なってくるので、ぴったり電圧がいくつということはできません。

鉛蓄電池1個の電圧はピッタリ2.1Vではなく実際は2.13~2.14Vである場合が多いので、×6したときに12.7~12.8Vぐらいになるわけですね。

ちなみに、電池の場合は構成単位として、「個」ではなく、「セル」という言葉を使います。

セル(英: cell)はラテン語: cella に由来する英語で、「小部屋」、「小区画」を意味する用語です。

バッテリーの正常電圧は?

充放電をしていないときの電圧

バッテリーに何もつないでいないときや、回路がつながっていないときなどの状態です。

自動車に取り付けられているバッテリーの場合は端子にハーネスがつながっている状態では必ず何らかの機器の待機電流が流れます。

これを自動車の用語として暗電流と呼びます。(参考:暗電流とは?

暗電流は一般的に10~50mA程度で、通常のライトやオーディオ等による負荷放電の1~10A程度よりもかなり小さい値になります。

暗電流が流れている状態はほぼ充放電が無いときといってよく、バッテリー自体の電圧を測定するのに適した状態です。

この状態で正常と呼べる範囲は12.5~12.9Vぐらいです。

この範囲が通常ですが、例外もあるので注意しなければなりません。

測る直前まで充電をしていた場合と放電していた場合です。

充電をしていた場合は12.9Vを超えていても特に問題ありませんし、放電をしていた場合なら12.5Vを下回っていても問題ありません。

この辺りの電圧であれば、ひとまず正常といって良いと思います。

ですが、鉛バッテリーというのは意外と難しいもので、電圧だけでは劣化状態を完全に把握することはできません。

この電圧の範囲に入っているからといって安心できないので注意が必要です。

充電中の電圧

基本的に自動車は、エンジンの回転力を使ってオルタネーターと呼ばれる発電機によりバッテリーを充電します。

充電電圧はレギュレータと呼ばれる部品で電圧が一定に調整され、バッテリーの充電電圧となります。

つまり、充電中においてバッテリーは外部の発電機などによって電圧が支配されているため、電圧を測ることによってバッテリーのコンディションを確認できません。

このとき測定している電圧はどちらかというと発電機などの充電システムが健全に動作しているかを確認するための電圧です。

カーメーカーの設計思想などによって異なりますが、充電電圧はだいたい13~15Vの間で変化します。

車両が減速するときのエネルギーを使ってたっぷり充電したいときには電圧を高めにしますし、充電をひかえて駆動の方にエネルギーをまわして燃費を稼ぎたいときには電圧を低めにします。

充電中は発電側の設定した電圧になっているため、バッテリーの正常・異常をバッテリー電圧から判断することはできません。

放電中の電圧

ブレーキを踏まずに、自動車のキーを1段階回したり、スイッチを一回押すと、自動車はACC(アクセサリー)の状態になります。

このとき、オーディオがついたり一部の電装品が使用可能になります。

ACCになったときバッテリーはまさに放電が開始されています。

放電が開始したバッテリーは徐々に電圧が下がっていきます。

放電中の電圧変化のイメージを図にしてみました。

放電中の電圧変化イメージ

負荷放電の電流が増えると、電圧が低下するスピードが速くなるイメージです。

低下した電圧は短時間の放電であれば、負荷が解除されると元の電圧近くまですぐに回復します。

放電中のバッテリー電圧は何もしていないときの電圧よりも低く測定されてしまいます。

放電中はバッテリーが正常かどうかを判断するには向かないですが、放電中であっても12V以上あるような状況であれば問題ないです。

12Vを下回ってくるようだと、放電し過ぎか、充電不足でもともとの充電率が低いか、かなり劣化してきているかのどれかになってくるでしょう。

バッテリー電圧の測り方

バッテリーの電圧を測る方法として考えられるのは、いくつかあると思いますが、わたしが実践している2つの方法を紹介します。

鉛治郎
手軽に電圧が確認できる方法だよ

シガーソケットを使って測定

1つ目の方法は、クルマに乗るたびにある程度の電圧の状態を確認することができる方法です。

シガーソケットから電圧を測る方法で、スマホなどの充電もできる「シガーソケットチャージャー」という製品を使います。

以下はわたしがAMAZONで1000~2000円で購入して現在も使用しているものです。

シガーソケットチャージャー

電圧を測りたい場合は、必ず電圧が表示されるタイプを選んでください。

このたぐいの製品はAMAZONで検索するとたくさん出てきます。おそらく大差はないと思うのでデザインが気に入ったもの、スマホの充電なども両立するならUSBの充電機能があるものを購入することをオススメします。

使い方ですが、シガーソケットに差し込む。

以上です。

「え?簡単すぎない?」と思われたかもしれないですが、そんなものです。

以下はシガーソケットに差し込んで電圧が表示された状態です。

シガーソケットチャージャー使用中

表示される電圧は小数点以下一桁までの表示ですが、目安としては十分です。

使用方法は簡単ではありますが、シガーソケットタイプを使用するときには注意点があります。

シガーソケットタイプはクルマがACC(アクセサリー)またはIG-ON(イグニッションオン)の状態になっていないと作動しません。

前述したようにこの状態では、車は放電が開始されるか、エンジンが掛かって充電が開始されるかしてしまうので、充放電がない状態での電圧を測定することはできません。

わたしがオススメしたいワザとしては、車に乗ってすぐにACCに入れて(ブレーキを踏まずにスタートボタンをワンプッシュ)最初の電圧を読むことで、電圧が低下する前のほぼ素の状態に近いバッテリー電圧を知ることができる方法です。

この方法でも厳密には既に電圧降下が起こっているので、次に紹介する方法で定期的に電圧の点検をするのが良いと思います。

デジタルマルチメーターでバッテリー端子を直接測定

2つ目の方法は、デジタルマルチメーターという計器を使って、電圧を測定する方法です。

以下はわたしが使用しているデジタルマルチメーターです。AMAZONで2000~3000円で購入しました。

わたしが使用しているデジタルマルチメーター

デジタルマルチメーターの値段はピンキリで高額なものは数万円しますが、バッテリーの電圧を測るぐらいなら2000~3000円ぐらいの気に入ったものを選べば十分だと思います。

こだわりたい方はいいものを買いましょう。FLUKEというメーカーがオススメです。

デジタルマルチメーターを使用する場合は、ボンネットを開けるなどしてバッテリーに直接アクセスしないといけません。

あまりボンネットを開けるなどして中を見たことがない方は、自動車の取扱書を確認して正しく作業してください。

わたしの車でご説明します。エンジンルームに搭載されたバッテリーはこんな感じです。

エンジンルームに搭載されたバッテリー

バッテリーが見えたら、プラス側の端子がカバーで覆われていると思います。

マルチメーターのプローブをあてられるようにカバーを外してください。

端子カバーをあけた状態

マルチメーターの使い方は簡単です。

まず、マルチメーターの測定項目切り替えで以下の画像のようにつまみを合わせます。

デジタルマルチメーター直流電圧測定

これは直流電圧を測定するときの設定です。バッテリーの電圧は直流なのでこれでOKです。

次に、マルチメーターのプラスプローブをバッテリーのプラス端子に、マイナスプローブをバッテリーのマイナス端子に押しつけます。

デジタルマルチメーターで電圧測定

電圧の値が表示されればOKです。

マルチメーターで電圧を測るときはできるだけ、バッテリーが安定した状態で測るようにしてください。

走行してきた直後は、充電の影響がバッテリーに残っていて安定していません。

車を使用してから一晩経過して、次の日の走行の前に測定するのがいいでしょう。

バッテリー電圧知識と測り方まとめ

鉛蓄電池の電圧の話から、バッテリーの正常電圧、バッテリー電圧の測り方を解説していきました。

ポイントをまとめていきます。

鉛蓄電池の電圧まとめ
  • 鉛蓄電池は1セルが約2.1V
  • 自動車用バッテリーは6セルで12.7~12.8V
正常なバッテリー電圧
  • 安定状態なら12.5~12.9Vぐらいが正常値の目安
  • 充電中は発電機側が設定した電圧なので13~14Vになる
  • 放電中は電圧降下するので12V以上が正常値の目安
電圧測定方法
  • 手軽に毎日確認するならシガーソケットタイプで測定
  • 安定状態を測りたいならデジタルマルチーメーターでバッテリー端子を直接測定

バッテリーの電圧について調べているということはバッテリーの健康状態に関心がある意識が高い方だと思います。

バッテリーを気にかける使い方ができる方は、バッテリーを長持ちさせて環境にも経済的にもメリットのある運用ができると思います。

ぜひ今回紹介した方法で電圧測定にチャレンジしてください。

以上、ご参考にしていただけたら幸いです。

カオスバッテリーをおすすめする3つの理由
アイキャッチ_カオスバッテリーおすすめ理由3つ

ユーザー人気No.1のカオスバッテリー!

そのスゴさの理由をお教えします!

Twitterでフォロー

おすすめの記事