Entender la deriva del SOC
Por qué salta el porcentaje de la batería - y cómo solucionarlo.
A continuación, la versión completa: qué ocurre realmente dentro de la batería, por qué el porcentaje se desvía y cómo funciona exactamente el restablecimiento.
El problema: la curva de voltaje plana
Para entender la deriva del SOC hay que conocer una diferencia entre el litio y el plomo-ácido: la curva de voltaje.
El "indicador de combustible" del plomo-ácido
Una batería de plomo-ácido tradicional se comporta como el depósito de un coche. Al consumir energía, el voltaje cae en una línea recta y predecible. Un monitor mira el voltaje (por ejemplo, 12.2V) y sabe casi exactamente cuánta carga queda (alrededor del 50%). Sencillo.
El "precipicio" del litio
LiFePO4 no se comporta así. Está diseñado para entregar potencia estable en todo el rango útil, así que el voltaje apenas varía tanto al 80% como al 30%. Luego cae en picado al final.
Es excelente para sus electrodomésticos - la nevera ve el mismo voltaje todo el día - pero un problema para el monitor. El voltaje no puede indicarle el porcentaje, porque no cambia.
Cómo cuenta energía el monitor (conteo de culombios)
Como el voltaje no ayuda, el BMS usa un método diferente: conteo de culombios. Los shunts externos (como el BMV de Victron cuando se empareja con una batería TITAN) funcionan igual - y la gama de baterías TITAN expone los mismos datos por Bluetooth para verlos en la aplicación TITAN Lithium del móvil.
Imagine que está en una puerta con un contador manual, contando personas que entran y salen de un edificio:
- Sabe que el edificio empezó con 100 personas (lleno).
- Cuenta 50 personas que salen.
- Asume que quedan 50 personas dentro.
Eso es exactamente lo que hace el BMS. Mide la corriente (amperios) que entra y sale con el tiempo, y a partir de ahí calcula cuántos amperios-hora quedan en el pack.
Figura 3: animación que muestra cómo el BMS cuenta la energía al entrar y salir.
Por qué ocurre el "salto" (la deriva)
El conteo de culombios es muy preciso durante un día o una semana. Pero los errores de medición mínimos se acumulan con los meses.
- Un error de medición del 0.1% no importa hoy.
- Tras tres meses de carga y descarga constantes, ese error del 0.1% puede haber crecido hasta una discrepancia del 10%, 20% o incluso 30%.
El monitor cree que la batería está al 40%, según su recuento acumulado. Pero físicamente las celdas están vacías.
El efecto de "carga fantasma"
El BMS TITAN está calibrado deliberadamente para ignorar corrientes extremadamente pequeñas - pueden parecer ruido eléctrico. Hay una buena razón de seguridad: si hiciéramos el BMS más sensible (por ejemplo, 0.2A), el ruido eléctrico aleatorio podría hacerle creer que hay corriente cuando no la hay. Eso importa porque el BMS usa la corriente de descarga como una de sus señales de seguridad - espera ver carga real antes de volver a abrir el puerto de carga tras un corte por carga completa. Si el ruido imitara una descarga, el BMS podría reabrir el puerto de carga con el pack lleno, provocando sobrecarga y un riesgo real de incendio.
El umbral de 0.6A: el BMS TITAN redondea efectivamente a cero todo lo que esté por debajo de ~0.6A (unos 8W a 12V). Así, una bombilla LED, un cargador USB de móvil o el indicador en standby de un televisor pueden ser invisibles para el monitor.
El resultado: una carga de 0.4A durante toda la noche (10 horas) elimina físicamente 4Ah de energía. El BMS, sin embargo, ha registrado 0Ah. La pantalla marca 100% cuando la batería está realmente alrededor del 96%. Multiplique eso por unos meses y obtendrá una deriva notable.
(energía física)
Figura 4: cómo las cargas fantasma crean deriva del SOC y saltos finales.
La solución: resincronizar el sistema
La solución correcta es dar al BMS un punto de referencia conocido para que pueda restablecer su contador a un 100% real. Hemos diseñado un disparador de restablecimiento explícito en la lógica de protección precisamente para esta situación.
La solución: una carga completa al 100%
Cargue la batería por completo hasta que ocurra una de estas dos cosas:
- Se activa la protección por sobrevoltaje del pack (alrededor de 14.4V).
- Se activa la protección por sobrevoltaje de celda (alrededor de 3.60V en cualquier celda individual).
Cuando el cargador empuja el pack hasta cualquiera de esos límites, el BMS corta brevemente la carga. En ese instante exacto, el BMS sabe con certeza que la batería está físicamente llena.
Restablece de inmediato su contador interno al 100%, eliminando toda la deriva acumulada. A partir de ahí, el monitor vuelve a estar sincronizado con la energía real en las celdas.
Conseguir que el cargador llegue de verdad
Aquí está la parte que pilla a casi todo el mundo. Saber que necesita una carga completa es una cosa; conseguir que el cargador la entregue es otra, y la mayoría no lo logra con la configuración de fábrica.
Lo hemos medido en toda la flota: de las baterías que reportan datos útiles, aproximadamente el 87% nunca alcanza el voltaje necesario para activar el restablecimiento. No porque haya nada mal en ellas, sino porque su cargador se detiene ligeramente antes y nadie ha tenido motivo para comprobarlo. Si su porcentaje se desvía y ha cargado diligentemente hasta lo que el cargador llama lleno, casi seguro que esta es la razón.
Dos voltajes, y no son el mismo número
Confundirlos es la razón principal por la que esta solución falla, así que conviene ser precisos:
- 14.4V es lo que la batería tiene que alcanzar. Es un dato sobre las celdas, no un ajuste que pueda cambiar. Por debajo, no hay restablecimiento.
- 14.6V es lo que debe configurar en el cargador. Un cargador configurado exactamente a 14.4V apenas roza el umbral, y teniendo en cuenta la caída de voltaje en los cables puede no llegar del todo. Configurar 14.6V le da margen suficiente para cruzar la línea correctamente.
Configure 14.4V y muy probablemente repetirá todo el proceso preguntándose por qué no ha pasado nada.
Qué hacer, sea cual sea su cargador
- Si el voltaje de absorción se puede editar, configúrelo a 14.6V, haga una carga completa y luego vuelva a dejarlo como estaba. Una carga basta. Esta es la respuesta habitual.
- Si no se puede editar, averigüe qué alcanza realmente. Si la respuesta es inferior a 14.4V, ese cargador nunca podrá corregir la lectura por sí solo, y tendrá que pedir prestado o instalar uno que sí pueda. Conviene saberlo en cualquier caso.
- Si usa un sistema Victron con DVCC activado, hay una segunda vía: desactive DVCC para una sola carga para que el cargador siga su propio perfil, y luego vuelva a activarlo. Consulte la guía de integración con Victron para entender por qué DVCC provoca esto.
Todas estas opciones son reversibles, y ninguna implica abrir la batería ni tocar nada en su interior.
¿Es seguro 14.6V?
Sí, y es una pregunta razonable. Subir un voltaje de carga parece algo que debería llevar una advertencia.
No la lleva, porque el BMS vigila cada celda individualmente todo el tiempo y las protegerá independientemente de lo que pida el cargador. Esa protección es lo que activa el restablecimiento. La cifra más alta no empuja más a la batería; da al cargador margen suficiente para alcanzar un límite que el BMS iba a imponer de todos modos.
Cómo comprobar que ha funcionado
Abra la pestaña Protecciones en la aplicación TITAN y mire el recuento de sobrevoltaje de celda. Si el restablecimiento ha ocurrido, habrá subido en uno.
Que suba un contador etiquetado como sobrevoltaje suena alarmante, y no lo es. Simplemente registra que una celda ha tocado el límite superior de su rango, que es precisamente el evento que intentaba provocar. Ver aumentar ese número es la confirmación que buscaba, no una advertencia.
