なぜ冬はバッテリー上がりがよく起きる?電圧が低下する仕組みとバッテリー上がりを未然に防ぐには?

実はJAFの出動理由のトップは、年間を通じて「バッテリー上がり」だったこと知ってました?(出典:データで見るロードサービス(季節別)

バッテリー上がりはJAFの出動理由の3割以上を占め、特に冬季になると4割近くにまで上昇します。

なぜ冬になるとバッテリー上がりが増えるのでしょうか?

今回は、寒くなるとなぜバッテリートラブルが増えるのか、その仕組みとバッテリートラブルを未然に防ぐ方法について解説します。

バッテリーは寒さに弱い

車用バッテリーに限った話じゃないのですが、おおよその電池は温度が下がるにつれて性能も低下します。

その理由は、バッテリーの内部抵抗が増えるからなんです。

学校の理科で

電圧(V)=電流(I)× 抵抗(R)

と習ったことを覚えているでしょうか?オームの法則です。

車・バイクが動くときに使う電流は夏でも冬でも変わりませんので、内部抵抗が増えているのにいつもと同じ電流を取り出そうとすると、弱っているバッテリーは出力電圧が下がってしまうのです。

常温だと一見異常が無かったバッテリーが、気温が下がる冬にトラブルに見舞われるのはこういった理由からなんです。

なぜバッテリーには内部抵抗があるの?

自動車用バッテリーに限らず、乾電池/コイン電池/鉛蓄電池/ニッケル水素電池/リチウムイオン電池など、どんな電池にも内部抵抗があります。

内部抵抗と言っても電池の中に電気部品の抵抗が入っているわけではありません。

電池から電流を取り出すとわずかに電圧が下がるので、それを電池内部の抵抗で電圧降下したものと見なしているのです。

その内部抵抗の実態は、

・電池素材の化学反応時の抵抗
・電池素材そのものの電気抵抗

がありますが、内部抵抗に占める割合は前者が支配的です。

気温が下がると化学反応の速度も遅くなり、それに伴って起電力が低下します。

例えば、1A流して内部抵抗が0.1Ωと仮定すれば電圧降下は0.1Vですが、気温が下がって内部抵抗が0.5Ωになると電圧降下は0.5Vになります。

0.5Vって結構大きくて、通常はバッテリー電圧が12.5Vあれば正常ですが、12.0Vだと要充電もしくは要交換です。

バッテリーの正常電圧値は車種毎に異なるので、詳しくはご自分の車種のサービスマニュアルを参照してください。

内部抵抗が増える要因は温度と劣化

電池の内部抵抗が増える要因は大きく2つあります。

一つは上で説明した温度低下によるもの。(化学反応速度の低下に伴う起電力の低下)

もう一つは電池自身の劣化によるものです。

電池は放電が進むと内部抵抗が増えていきますし、二次電池(充電できる電池)も充放電を繰り返すうちに劣化が進んで内部抵抗が増えていきます。

自動車・バイク用のバッテリーは鉛蓄電池という二次電池ですので、走行すればするほど劣化が進んでいきます

バッテリーのチェック方法

冬場に出先でバッテリートラブルに遭わないようにするためには、普段からの点検が重要です。

普段の使用状況からチェックする

普段、車に乗るときに以下の症状が出たら、バッテリーの充電、もしくは交換を考えるべきです。

・エンジンを掛けるときにセルモーターの元気が無い
・キーを回してから一拍おいてからセルが回る
・信号で停止しているときにヘッドライトが暗くなる
・アイドリングに同期してヘッドライトが暗くなる
・ウインカーの点滅に同期してヘッドライトが暗くなる

このような症状が出たら、バッテリーを点検しましょう。

まだ交換して2年も経っていないのであれば充電してみてもいいでしょう。

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充電しても電圧が12.5V以上にならない、もしくは前回交換時から2年以上経っているのであれば、交換してしまいましょう。

出先でトラブるとロードサービスで1~2万円はかかりますから、だったらネットで購入したほうが安く済みます。

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バッテリー液、電圧をチェックする

バッテリーのチェック方法はこちらの記事を参考にしてください。

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バッテリー電圧は12.5Vあれば一律OKという訳ではない

勘違いしやすいところなんですが、実は車が動いていない状態でバッテリー単体の電圧を測るのは、あくまでも目安なんです。

というのも、新品のバッテリーも古いバッテリーも無負荷状態ではテスターで測ると大体12V~12.8V程度を示します。

でも実際に負荷をかける(回路が動作する=エンジンを掛ける)と、バッテリーの内部抵抗によって電圧降下が生じるので、劣化したバッテリーほど電圧が低下します。

「じゃあエンジンを掛けた状態で測ればいいのでは?」と思うかもしれませんが、エンジンが動作すると、今度はオルタネーターがエンジンの動力を使ってバッテリーを充電するので、バッテリー端子をテスターで測ってもオルタネーターの充電電圧(約14V)しか見えないのです。

そのため、エンジン停止状態でバッテリー電圧が12.5V以上あったとしても、それだけで「異常無し」と判断するのは早急で、必ず

・前回交換時からの期間
・バッテリー液の量が適正かどうか
・点検窓が正常かどうか(MFバッテリーの場合)
・セルモーター動作時の変化
・ライト、ウインカー点灯時の変化

も合わせて見た上で判断すべきです。

まとめ

新しい、元気なバッテリーは真冬でも大電流を供給できますが、劣化したバッテリーは内部抵抗が大きくなってきて、だんだん電流を流せなくなってきます。

高価な高性能のバッテリーを長く使うよりも、安価なバッテリーを車検毎に替えるほうが出先でバッテリートラブルに遭う確率がかなり低くなるので、個人的にはオススメです。

最近はネット通販でも日本製のバッテリーが格安で売られていますので、劣化したバッテリーをだましだまし使うよりは、お買い得なバッテリーを車検毎に載せ替えたほうが精神的に安心できますね。

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