4. Funzionamento
4.1. Algoritmo di carica
La gamma Blue Smart IP65 Charger di Victron è composta da caricabatterie intelligenti multi-fase, specificamente progettati per ottimizzare ogni ciclo di ricarica e il mantenimento della carica per lunghi periodi di tempo.
L’algoritmo di carica multi-fase comprende le singole fasi di carica descritte a continuazione:
Test
Prima che inizi il ciclo di carica, la batteria viene testata per sapere se accetterà la carica, anche se è completamente scarica (vicino a 0 V di tensione a vuoto).
La fase di test continua finché un impulso di carica riesce ad aumentare la tensione della batteria sopra i 12,5 V (6,25 V per una batteria da 6 V) o finché non trascorrono 2 minuti.
Se si verifica un problema chiaro, come una polarità inversa, un cortocircuito o se il caricatore è collegato a una batteria con tensione superiore, la batteria viene rigettata e appare un errore; in tale caso, la fonte di corrente di rete CA deve essere scollegata prima di controllare il cablaggio/le connessioni CC e di rettificare il problema.
Una connessione a polarità inversa fa illuminare il LED “reverse polarity” (polarità inversa), mentre tutti gli altri errori sono indicati dai LED “12 V” (verde) e “6 V” (arancione) che lampeggiano velocemente.
“Bulk” (massa)
La batteria è caricata alla massima corrente di carica finché la tensione aumenta fino alla tensione di assorbimento configurata.
La durata della prima fase di carica dipende dal livello di scarica della batteria, dalla sua capacità e dalla corrente di carica.
Una volta terminata la fase bulk, la batteria sarà carica all’80 % circa (o >95 % per le batterie agli ioni di litio) e potrà essere rimessa in servizio, se necessario.
“Absorption” (assorbimento)
La batteria è caricata alla tensione di assorbimento configurata: la corrente di carica decresce lentamente mentre la batteria si avvicina alla piena carica.
La durata predefinita della fase di assorbimento è adattiva e varia in modo intelligente in base al livello di scarica della batteria, determinato dalla durata della fase di carica bulk.
La durata adattiva della fase di assorbimento può variare da un minimo di 30 minuti fino a un massimo di 8 ore (o il tempo configurato) per una batteria molto scarica.
In alternativa si può selezionare una durata fissa dell’assorbimento, che è quella predefinita automaticamente se è stata selezionata la modalità Li-ion.
La fase di assorbimento può essere terminata anche in base alla corrente di coda (se attiva), ovverosia quando la corrente di carica cade al di sotto della soglia della corrente di coda.
Ricondizionamento
La tensione della batteria cerca di aumentare fino alla tensione di ricondizionamento configurata, mentre la corrente in uscita del caricabatterie è regolata all’8 % della corrente di carica nominale (ad esempio, 1,2 A massimo per un caricabatterie da 15 A).
Il ricondizionamento è una fase di carica opzionale per le batterie piombo-acido e non è raccomandabile per un uso normale/ciclico: utilizzarlo solo se necessario, giacché un uso non necessario o un abuso dello stesso riduce la vita utile della batteria, in seguito a gassificazione eccessiva.
La tensione di carica più alta, durante la fase di ricondizionamento, può recuperare/invertire parzialmente la degradazione dovuta a solfatazione, generalmente causata da una carica inadeguata o se la batteria è stata lasciata in uno stato di scarica profonda per un lungo periodo di tempo (solo se effettuato a tempo).
La fase di ricondizionamento si può applicare occasionalmente anche alle batterie a liquido elettrolita, per bilanciare le tensioni delle singole celle ed evitare la stratificazione dell’acido.
La fase di ricondizionamento è determinata non appena la tensione della batteria aumenta fino alla tensione di ricondizionamento configurata o dopo una durata massima di 1 ora (o quella configurata).
Tenere presente che, in determinate condizioni, è possibile che lo stato di ricondizionamento termini prima di raggiungere la tensione di ricondizionamento, come quando il caricabatterie alimenta contemporaneamente dei carichi; la batteria non è stata completamente caricata prima che inizi la fase di ricondizionamento; la durata del ricondizionamento è troppo breve (impostata su un tempo inferiore a un’ora) o se la corrente in uscita del caricabatterie è insufficiente rispetto alla capacità della batteria/banco batterie.
“Float” (mantenimento)
La tensione della batteria è mantenuta sullo stesso valore della tensione di mantenimento configurata per evitare la scarica.
Iniziata la fase di mantenimento, la batteria è completamente carica e pronta all’uso.
Anche la durata della fase di mantenimento è adattiva e varia tra 4 e 8 ore, in base alla durata della fase di assorbimento, dopodiché il caricabatterie determina che la batteria entri in fase di mantenimento.
Accumulo
La tensione della batteria è mantenuta sullo stesso valore della tensione di accumulo, che è leggermente minore rispetto alla tensione di mantenimento, per minimizzare la gassificazione e allungare la vita utile della batteria in stato di non uso e carica continuata.
Assorbimento ripetuto
Per ripristinare la batteria ed evitare una lenta auto-scarica quando si trova in fase di accumulo durante molto tempo, si effettua automaticamente 1 ora di carica di assorbimento ogni 7 giorni (o in base alla configurazione).
I LED indicatori possono servire a determinare lo stato di carica attiva; vedere l'immagine e la tabella a continuazione:
4.2. Compensazione temperatura
La gamma Blue Smart IP65 Chargerdi Victron compensa automaticamente la tensione di carica configurata in base alla temperatura ambiente (ad eccezione della modalità Li-ion o se disattivata manualmente).
La tensione di carica ottimale di una batteria al piombo-acido varia in modo inverso rispetto alla temperatura della batteria; la compensazione della tensione di carica automatica in base alla temperatura elimina la necessità di speciali impostazioni della tensione di carica in ambienti caldi o freddi.
Durante l’accensione, il caricabatterie misura la sua temperatura interna e la usa come riferimento per la compensazione della temperatura, sebbene la misurazione della temperatura iniziale sia limitata a 25 ºC, giacché non si può sapere se il caricabatterie è ancora caldo in seguito a un’operazione precedente.
Il caricabatterie produce un certo calore durante il funzionamento, pertanto la misurazione della temperatura interna si usa solo dinamicamente se considerata affidabile, quando la corrente di carica scende a un livello basso/trascurabile ed è trascorso il tempo adeguato affinché la temperatura del caricabatterie si sia stabilizzata.
Per una compensazione della temperatura più accurata, i dati sulla temperatura della batteria possono provenire da un monitor della batteria compatibile (come un BMV, uno SmartShunt, uno Smart Battery Sense o un Dongle VE.Bus Smart) tramite il Collegamento in rete VE.Smart; per ulteriori informazioni, consultare la sezione "Funzionamento - Collegamento in rete VE.Smart".
La tensione di carica configurata è relativa a una temperatura nominale di 25 ºC e avviene una compensazione lineare della temperatura compresa tra 6 ºC e 50 ºC, in base a un coefficiente di compensazione della temperatura prestabilito di -16,2 mV/ºC (-32,4 mV/°C per caricabatterie da 24 V/-8,1 mV/°C per caricabatterie da 6 V) o secondo configurazione.
Il coefficiente di compensazione della temperatura è misurato in mV/ºC e si applica a tutta la batteria/banco batterie (non per ogni cella).
4.3. Inizio di un nuovo ciclo di carica
Un nuovo ciclo di carica inizia quando:
La prima fase di carica è completa e la corrente in uscita aumenta fino alla massima corrente di carica per quattro secondi (in seguito a un carico collegato contemporaneamente)
Se la nuova corrente della prima fase di carica è configurata e la corrente in uscita la supera in fase di mantenimento o accumulo per quattro secondi (in seguito a un carico collegato contemporaneamente)
Si usa VictronConnect per selezionare una nuova modalità di carica o per cambiare la funzione da “Alimentazione” a “Carica”
L’alimentazione CA è stata scollegata e ricollegata
Avviso
Nota: Se i cavi CC sono scollegati/isolati dalla batteria e/o dal carico mentre il caricatore è azionato dall’alimentazione CA, è raccomandabile lasciare 5 secondi al caricatore per riavviarsi, prima di ricollegare i cavi CC e dar così avvio a un nuovo ciclo di carica.
4.4. Tempo di carica stimato
Una batteria piombo-acido si trova a circa l’80 % dello stato di carica (SoC) quando la prima fase di carica è completa.
La durata della fase di carica bulk Tbulk si può calcolare come Tbulk = Ah/I, dove I rappresenta la corrente di carica (senza carichi) e Ah rappresenta la capacità della batteria esaurita al di sotto dell’80 % SoC.
Potrebbe essere necessario un periodo di assorbimento Tabs fino a 8 ore per ricaricare completamente una batteria molto scarica.
Ad esempio, il tempo di carica di una batteria da 100 Ah completamente scarica e caricata da un caricabatterie da 10 A fino a circa l’80 % del SoC è Tbulk = 100 x 80 % / 10 = 8 ore.
Includendo una durata di assorbimento di Tass = 8 ore, il tempo di carica totale stimato sarebbe Ttotale = Tbulk + Tass= 8 + 8 = 16 ore. Una batteria agli ioni di litio ha una carica di oltre il 95 % al termine della fase di assorbimento e raggiunge il 100 % della carica dopo circa 30 minuti di carica di assorbimento.