Capire la deriva del SOC
Perché la percentuale della batteria salta e come risolvere.
Il resto della pagina spiega cosa succede dentro la batteria, perché la percentuale deriva e come funziona il reset. Non serve alcuna conoscenza elettrica.
Il problema: la curva di tensione piatta
SOC significa state of charge, cioè stato di carica: la percentuale sullo schermo. Per capire perché deriva, basta conoscere una differenza tra litio e piombo-acido: cosa fa la tensione mentre la batteria si scarica.
Il "indicatore di carburante" del piombo-acido
Una batteria tradizionale al piombo-acido si comporta come l'indicatore di carburante in auto. Man mano che consumate energia, la tensione scende in modo costante e prevedibile. Un monitor deve solo leggere la tensione per sapere approssimativamente quanto è piena la batteria: 12.2V significa circa metà carica. Semplice.
Il "precipizio" del litio
Il litio non si comporta così. Mantiene una tensione quasi costante per quasi tutto il tempo in cui la usate, quindi segna più o meno lo stesso valore all'80% e al 30%. Poi, proprio alla fine, la tensione crolla.
Per gli elettrodomestici è un vantaggio, perché il frigorifero vede la stessa tensione stabile tutto il giorno. Per un monitor è un incubo, perché la tensione non può indicare la percentuale quando cambia appena.
Come la batteria conta la sua energia (conteggio di Coulomb)
Poiché la tensione non aiuta, il BMS (il sistema di gestione integrato nella batteria) usa un metodo diverso chiamato conteggio di Coulomb. Misura ogni ampere in entrata e ogni ampere in uscita e mantiene un totale progressivo. I monitor con shunt, come un Victron BMV, funzionano allo stesso modo. Ogni batteria TITAN invia il proprio conteggio via Bluetooth all'app TITAN Lithium sul telefono. Sui modelli con porte di comunicazione, un dispositivo Victron GX può leggere lo stesso conteggio tramite il cavo TITAN BMS to Victron VE.Can.
Immaginate qualcuno alla porta con un contaclicker che conta le persone che entrano ed escono da un edificio:
- Sapete che l'edificio è partito con 100 persone dentro (pieno).
- Contate 50 persone in uscita.
- Quindi sapete che ne restano 50 dentro.
Il BMS fa esattamente questo con l'energia. Conta gli ampereora in entrata e in uscita, e il totale progressivo è la percentuale sullo schermo.
Perché avviene il "salto" (la deriva)
Contare così è molto preciso nel giro di un giorno o una settimana. Il problema è che piccoli errori si accumulano nel corso dei mesi.
- Un errore di conteggio dello 0.1% oggi non fa differenza.
- Dopo tre mesi di carica e uso della batteria, quei piccoli errori possono sommarsi in uno scarto del 10%, 20% o anche 30%.
Il monitor crede che la batteria sia al 40%, perché è ciò che dice il totale progressivo. In realtà le celle sono quasi vuote.
L'effetto "carico fantasma"
Il BMS TITAN è impostato per ignorare correnti molto basse, perché a quel livello corrente reale e rumore elettrico sembrano la stessa cosa. C'è una buona ragione di sicurezza. Dopo una carica completa, il BMS chiude il percorso di carica e attende di vedere un consumo reale prima di riaprirlo. Se reagisse a correnti minime, il rumore elettrico potrebbe sembrare consumo, e il BMS potrebbe riaprire il percorso di carica su una batteria già piena. Sovraccaricare una batteria piena è proprio ciò che il BMS deve impedire.
Soglia di 0.6A: il BMS TITAN considera zero tutto ciò che è sotto circa 0.6A (circa 8W a 12V). Quindi una singola luce LED, un caricatore USB per telefono o un TV in standby possono essere invisibili per lui.
Il risultato: un carico da 0.4A lasciato acceso tutta la notte (10 ore) toglie 4Ah dalla batteria, ma il BMS non conta nulla. Su una batteria da 100Ah lo schermo segna ancora 100% quando in realtà è circa al 96%. Ripetuto per qualche mese, lo scarto diventa evidente.
La soluzione: risincronizzare il conteggio
La soluzione corretta è dare al BMS un momento in cui sa con certezza quanto è piena la batteria, così può azzerare il conteggio a un vero 100%. Abbiamo inserito un reset esplicito nella logica di protezione del BMS proprio per questo.
La soluzione: una carica completa al 100%
Caricate la batteria completamente finché non accade una di queste due cose:
- L'intera batteria raggiunge il limite di carica piena (protezione sovratensione del pacco, a circa 14.4V).
- Una singola cella raggiunge il suo limite (protezione sovratensione cella, a circa 3.60V).
Quando accade l'uno o l'altro, il BMS interrompe brevemente la carica. In quell'esatto momento il BMS sa con certezza che la batteria è piena.
Azzera subito il conteggio al 100%, eliminando tutta la deriva. Da lì in poi il monitor corrisponde all'energia realmente presente nelle celle.
Far arrivare davvero il caricatore
Questa è la parte che coglie quasi tutti. Sapere che serve una carica completa è una cosa. Far sì che il caricatore la eroghi è un'altra, e la maggior parte non ci riesce con le impostazioni di fabbrica.
L'abbiamo misurato su tutta la flotta: delle batterie che inviano dati utilizzabili, circa l'87% non raggiunge mai la tensione necessaria per attivare il reset. Non c'è nulla di sbagliato in loro. Il caricatore si ferma appena prima, e nessuno ha mai avuto motivo di controllare. Se la percentuale deriva e avete caricato diligentemente fino a quello che il caricatore chiama pieno, quasi certamente è per questo.
Due tensioni, e non sono lo stesso numero
Confonderle è il motivo principale per cui questa soluzione fallisce, quindi vale la pena essere precisi:
- 14.4V è ciò che la batteria deve raggiungere. È un dato sulle celle, non un'impostazione che potete cambiare. Al di sotto, il reset non avviene.
- 14.6V è ciò a cui impostare il caricatore. Un caricatore impostato esattamente a 14.4V sfiora appena la soglia, e considerando la piccola caduta di tensione sui cavi potrebbe non arrivarci del tutto. Impostare 14.6V dà margine sufficiente per superare la soglia correttamente.
Impostate 14.4V e molto probabilmente ripeterete tutto chiedendovi perché non è successo nulla.
Cosa fare, qualunque caricatore abbiate
- Se la tensione di assorbimento è modificabile, impostatela a 14.6V, fate una carica completa, poi rimettetela com'era. Basta una carica. Di solito è la risposta giusta.
- Se non è modificabile, scoprite cosa raggiunge davvero. Se la risposta è sotto 14.4V, quel caricatore non potrà mai correggere la lettura da solo e dovreste prendere in prestito o installarne uno che possa farlo. In ogni caso conviene saperlo.
- Se avete un sistema Victron con DVCC attivo, c'è una seconda strada: disattivate il DVCC per una singola carica così il caricatore segue il proprio profilo, poi riattivatelo. Consultate la guida all'integrazione Victron per capire perché il DVCC causa questo.
Tutto questo è reversibile e non richiede di aprire la batteria o toccare nulla all'interno.
14.6V è sicuro?
Sì, ed è lecito chiederlo. Alzare la tensione di carica sembra il tipo di cosa che dovrebbe avere un avvertimento.
Non ne ha bisogno, perché il BMS controlla ogni cella singolarmente per tutto il tempo e le protegge qualunque cosa chieda il caricatore. Quella protezione è ciò che attiva il reset. L'impostazione più alta non spinge la batteria oltre. Dà al caricatore spazio sufficiente per raggiungere un limite che il BMS avrebbe comunque imposto.
Come capire che ha funzionato
Aprite la scheda Protezioni nell'app TITAN e guardate il conteggio sovratensione cella. Se il reset è avvenuto, sarà aumentato di uno.
Un contatore etichettato sovratensione che aumenta suona allarmante, ma non lo è. È semplicemente la batteria che registra che una cella ha toccato il limite superiore del suo range, che è esattamente l'evento che volevate ottenere. Vedere quel numero salire è la conferma che cercavate, non un avvertimento.
