3. Cablaggio del banco batterie

In questa sezione:

Nel cuore di ogni sistema Victron si trova la batteria. Questa può essere sia una sola batteria che un certo numero di batterie collegate fra loro.

Attenzione

ATTENZIONE: I terminali della batteria non sono isolati. Per evitare cortocircuiti o scosse elettriche, utilizzare strumenti isolati e non indossare gioielli metallici.

3.1. Banco batterie

Le batterie si collegano fra loro per aumentare la tensione della batteria, per aumentare la capacità della batteria o per entrambi i motivi. Varie batterie collegate fra loro si definiscono un banco batterie.

Ai banchi batterie si applica quanto segue:

Quando le batterie sono collegate in serie, la tensione aumenta.
Quando le batterie sono collegate in parallelo, la capacità aumenta.
Quando le batterie sono collegate in serie/parallelo, aumentano sia la tensione che la capacità.

Alcuni esempi:

Batteria singola.

Due batterie in serie.

Due batterie in parallelo.

Quattro batterie in serie/parallelo.

Quattro batterie in serie.

3.2. Grandi banchi batterie

Se è necessario un grande banco batterie, sconsigliamo di costruirlo con numerose batterie piombo-acido da 12 V collegate in serie/parallelo. Il massimo numero di stringhe in parallelo è di 3 (o 4). Il motivo è che, con un grande banco batterie come questo, diventa difficile creare un banco batterie bilanciato. In un grande banco batterie in serie/parallelo, lo sbilanciamento si crea in seguito alle variazioni di cablaggio e a leggere differenze di resistenza interna delle batterie.

Esempi di grandi banchi batterie che comprendono batterie piombo-acido o batterie al litio da 2 V:

Batterie piombo-acido da 2 V:

Le batterie OpzV o OpzS da 2 V sono disponibili in una vasta serie di grandi capacità. Si deve solo scegliere la capacità desiderata e collegarle in serie. Sono alimentate da appositi collegamenti dedicati.

Batterie al piombo OpzV da 2 V e collegamenti.

Lithium Battery Smart di Victron Energy:

Le batterie Lithium Battery Smart sono dotate di un bilanciamento interno delle celle e di un sistema di gestione della batteria (BMS) esterno.

Lithium Battery Smart da 12,8 V & Smart da 25,6 V

Lithium Batterie Smart:

Con bilanciamento delle celle e sistema di gestione della batteria interno o esterno (BMS). Ogni batteria possiede la capacità di comunicare con le altre, ma il banco può anche comunicare con un dispositivo di monitoraggio. Nel caso di Victron, questo è un dispositivo GX. Le batterie generano un valore di stato di carica totale per l’intero banco batterie e lo inviano al dispositivo GX. Per ulteriori Informazioni riguardo a quali marche sono compatibili con Victron e come configurarle, seguire questo link: https://www.victronenergy.com/live/battery_compatibility:start.

Batterie con altre soluzioni chimiche:

Batterie a flusso e altre soluzioni chimiche. Sono comunemente disponibili a 48 V. Più batterie possono essere collegate in parallelo senza problemi. Ogni batteria possiede il suo sistema di gestione della batteria. Assieme generano un valore di stato di carica totale per l’intero banco batterie. Nel sistema è necessario un dispositivo di monitoraggio GX. Per ulteriori Informazioni riguardo a quali marche sono compatibili con Victron e come configurarle, seguire questo link: https://www.victronenergy.com/live/battery_compatibility:start.

3.3. Cablaggio parallelo del banco batterie

Il cablaggio del banco batterie è importante

È importante sapere la modalità di cablaggio del banco batterie nel sistema. Al momento di cablare un banco batterie, è facile commettere errori. Uno dei più comuni è quello di collegare in parallelo tutte le batterie assieme e poi collegare un lato del banco batterie in parallelo all’impianto elettrico. Come indicato nell’immagine sulla destra.

Cosa succede quando si collega un carico?

La potenza proveniente dalla batteria inferiore passerà solamente attraverso i connettori del collegamento principale. Per contro, la potenza proveniente dalle batterie successive dovrà passare attraverso il collegamento principale e i connettori aggiuntivi per raggiungere la batteria. Quanto più aumenta il numero di batterie, aumenta anche il numero dei connettori di collegamento. Ciò comporta una diminuzione della corrente disponibile dalla batteria superiore rispetto a quella inferiore.

Cosa succede se il banco batterie è carico?

La batteria inferiore si carica a una corrente più alta della batteria superiore. La batteria superiore si carica a una tensione inferiore alla batteria inferiore. Di conseguenza, la batteria inferiore lavora di più, si scarica di più e si carica di più, pertanto soffrirà una avaria prematura.

Perché è importante la resistenza del cavo quando si cabla un banco batterie?

Ricordare sempre che il cavo è un resistore. Quanto più lungo sia, più alta sarà la resistenza. I capicorda e i collegamenti della batteria, inoltre, si aggiungeranno a tale resistenza.

Per avere un’idea: la resistenza totale di un cavo da 20 cm e 35 m² compresi i capicorda, è di circa 1,5 mΩ. Si potrebbe obiettare che 1,5 mΩ. non è molto, ma bisogna ricordare che anche la resistenza interna di una batteria è bassa. Pertanto, è veramente importante! La resistenza interna di una batteria, generalmente, è compresa fra 10 e 3 mΩ.

Se si costruisse un diagramma elettrico di un banco batterie cablato erroneamente, il suo aspetto sarebbe il seguente:

La corrente sceglierà sempre il percorso con la minor resistenza. La maggior parte della corrente, pertanto, passerà attraverso la batteria inferiore. E solo una piccola quantità di corrente passerà attraverso la batteria superiore.

Il modo corretto di collegare varie batterie in parallelo è quello di assicurarsi che il percorso totale della corrente che entra ed esce da ogni batteria sia uguale.

Esistono quattro modi per cablare correttamente un banco batterie in parallelo:
Utilizzare un sistema di sbarre.
Collegare utilizzando il montante positivo e quello negativo. Assicurarsi che la lunghezza del cavo da ogni montante a ogni batteria sia sempre la stessa.
Collegare nel mezzo. Assicurarsi che tutti i cavi abbiano lo stesso spessore.
Collegare in diagonale. Si noti che, sebbene questo collegamento della batteria sia semplice ed efficace, non è perfetto. Le correnti delle singole batterie possono ancora presentare lievi differenze.

3.4. Bilanciamento del banco batterie al piombo-acido

Quando si crea un banco batterie al piombo-acido con una tensione più alta, come 24 o 48 V, è necessario collegare in serie varie batterie da 12 V. Ma esiste un problema con il collegamento in serie, ovverosia che le batterie non sono tutte elettricamente identiche. Possiedono leggere differenze nella resistenza interna. Pertanto, quando una stringa di batterie in serie è in carica, tale differenza di resistenza provoca una variazione nella tensione dei morsetti di ogni batteria. Le loro tensioni diventano "sbilanciate". Tale “sbilanciamento” aumenterà nel tempo, facendo in modo che una delle batterie sia costantemente sovraccaricata mentre le altre hanno una carica costantemente insufficiente. Ciò provocherà un guasto prematuro di una delle batterie della stringa in serie.

Come verificare se un banco batterie è bilanciato:
Caricare il banco batterie. Misurare verso il termine della fase di carica di massa, ovvero quando il caricabatterie carica a piena corrente. Misurare la tensione individuale di una delle batterie. Misurare la tensione individuale delle altre batterie- Confrontare le tensioni. Se si riscontra una notevole differenza fra tali tensioni, allora il banco è sbilanciato.

Come evitare lo sbilanciamento della batteria alla prima installazione:

Per evitare lo sbilanciamento iniziale delle batterie, assicurarsi di caricare ogni batteria prima di collegarla in serie (e/o in parallelo). Per evitare un futuro sbilanciamento, quando le batterie si stiano usurando, utilizzare un Battery Balancer. Il battery balancer è cablato al sistema come indicato nella figura sulla destra. Misura la tensione del banco batterie e anche le tensioni delle singole batterie.

Come funziona il Battery Balancer:

Il Battery Balancer si attiva non appena il banco batterie viene caricato e la tensione di carica supera i 27,3 V.
In quel momento, il Battery Balancer inizia a misurare e confrontare le tensioni di entrambe le batterie.
Appena rileva una differenza di tensione superiore ai 0,1 V tra le due batterie, si illumina una spia di avvertimento e inizierà a bilanciare le batterie.
Per fare ciò, scarica la batteria più alta assorbendo una corrente fino a 0,7 A finché le tensioni di entrambe le batterie non diventano uguali.

Battery_bank_midpoint_-_Battery_balancer_during_charging.png

Se il battery balancer non ottiene l’effetto desiderato e la differenza di tensione diventa maggiore di 0,2 V, lo sbilanciamento della batteria supererà il limite entro il quale può essere corretto dal battery balancer. Questa è verosimilmente un’indicazione del fatto che una delle batterie ha sviluppato un guasto e il Battery Balancer farà saltare un allarme e attiverà il suo relè di allarme.

Per un sistema da 24 V è sufficiente un solo Battery Balancer. E per un sistema da 48 V sono necessari tre Battery Balancer, ovvero uno tra ogni batteria.

Per ulteriori informazioni, consultare la pagina delle informazioni sul prodotto del Battery Balancer in: https://www.victronenergy.it/batteries/battery-balancer

3.5. Punto medio del banco batterie

Lo sbilanciamento della batteria può essere rilevato osservando la tensione del punto medio di un banco batterie. Se la tensione del punto medio è monitorata, si può utilizzare per generare un allarme quando supera un certo valore di deviazione.

L’allarme del punto medio può essere generato sia da un Battery Balancer che da un monitor della batteria.

I monitor della batteria BMV 702, BMV 712 e SmartShunt possiedono una seconda entrata di tensione, che si può utilizzare per il monitoraggio del punto medio. Può essere cablata al punto medio del banco batterie. Il monitor della batteria mostrerà la differenza fra le due tensioni o una percentuale. Per ulteriori informazioni, vedere la pagina prodotto del monitor della batteria in: https://www.victronenergy.it/battery-monitors

Un allarme del punto medio può significare quanto segue:

Si è guastata una sola batteria, ad esempio perché ha una cella aperta o una cella in cortocircuito.
Una o più batterie hanno raggiunto la fine del loro ciclo di vita a causa della solfatazione o della riduzione del materiale attivo.
È necessaria un'equalizzazione (solo per le celle umide).

In un banco batterie in serie/parallelo può essere utile per collegare i punti medi di ogni stringa parallela/serie. La ragione per cui farlo è quella di eliminare lo sbilanciamento interno del banco batterie.

Come collegare i punti medi:
Se si collegano delle batterie in serie/parallelo, come mostrato nell’immagine a destra, si vedrà che le singole tensioni variano secondo la stringa e che variano anche all’interno della stringa.
Per prima cosa, assicurarsi che ogni stringa abbia le stesse tensioni, utilizzando un punto di connessione positivo e negativo comune o un sistema di sbarre.
Quando le tensioni di ogni stringa sono uguali, si possono collegare i punti medi. Assicurarsi che il cablaggio del punto medio possa sopportare la piena corrente fra le batterie.
Dopo aver collegato il punto medio del banco batterie, si può usare un battery balancer, invece di utilizzarne 3 (uno per ogni stringa). Si può anche utilizzare un solo BMV per monitorare il punto medio dell’intero banco batterie.

Non collegare carichi al punto medio di una batteria:

Non è consigliabile collegare carichi al punto medio di un banco batterie, per poter far funzionare carichi che richiedono una tensione minore. Tale azione può causare un grande sbilanciamento nel banco batterie. Tale sbilanciamento supera di gran lunga il limite che può bilanciare il battery balancer (superiore a 0,7 A) e la batteria utilizzata per fornire la tensione più bassa si guasterà prematuramente.

La sola ragione per usare i punti medi di un banco batterie è quella di bilanciare e/o di monitorare.

Non fare quanto segue:

Piuttosto utilizzare un convertitore Orion CC-CC:

Battery_bank_midpoint_-_Do_not_take_12V_from_24V_bank.png

Cablaggio Illimitato