Sistema di diagnosi
Analizziamo ora come possiamo controllare la batteria. Il corto circuito di un elemento è diagnosticabile facilmente, la batteria avrà 2V di meno del normale, cioè sarà passata a 10 V anziché 12 V. Questo valore si può misurare col voltmetro in condizioni di riposo cioè senza nessun utilizzatore collegato. In tale situazione la batteria è da buttare.
L'interruzione invece si vede facilmente, la batteria a riposo dà 0 V, in questo caso è da buttare.
Esistono però situazioni intermedie può capitare ad esempio che si abbia una forte solfatazione di una sola cella o più celle (spesso le celle vicine ai morsetti che sono soggette a maggiore riscaldamento). Sono batterie che a vuoto danno 12 V, ma applicando un minimo carico passano a 10 V, oppure quasi a zero. In questi casi si può tentare una carica molto spinta (il ribollire potrebbe rimuovere strati di solfato di piombo), ma in ogni caso la batteria durerà ancora poco tempo.
Carica
Vediamo ora cosa succede quando mettiamo sotto carica una batteria. Dobbiamo sapere che anche in fase di carica la batteria è sollecitata. Si considera una carica normale quella effettuata con una corrente pari a 1/10 della capacità della batteria per 12 ore facendo attenzione alla tensione di carica che varia in funzione della tipologia di batteria con i seguenti range a 20°C:
Batteria tradizionale: 13.4 - 13. 8 Volt
Batteria al gel: 13.8 - 14. 1 Volt
Batteria AGM: 14.4 - 14.6 Volt
Esempio:
alla nostra batteria tradizionale da 175 Ah possiamo applicare con sicurezza una corrente di 18A per dodici ore: 18 x 12 = 216 Ah. Vero , la batteria non ha un rendimento del 100 %, per ottenere 175 dobbiamo fornire 216. La corrente massima così scelta è stata effettuata per non danneggiare la batteria, ossia è il miglior compromesso tra rapidità di carica e durata della batteria, ma si ha un lieve riscaldamento e produzione di gas specie a fine carica.
In realtà, se non abbiamo fretta, possiamo ridurre la corrente ed aumentare il tempo di ricarica. Suggerirei, per esempio, una corrente di 8-10 Ampere per 24-30 ore senza mai superare in ogni caso 48 ore di carica continua. Posso confermare che una batteria perfettamente carica bolle anche con soli 5A.
Se vogliamo controllare manualmente il ciclo di ricarica serve un carica batterie almeno a due posizioni.
Esempio: corrente alta (6-8 A) e bassa (sui 2A) ed un voltmetro preciso, se possibile un amperometro per verificare la corrente di carica.
Sotto carica all'inizio la tensione sarà sui 12.6-13 V, poi questa tensione continuerà a salire molto lentamente. Quando la tensione arriva a 13.5-13.6 V significa che la batteria è quasi completamente carica (se possiamo osservare gli elementi vedremo la formazione di bollicine).
Potremo quindi commutare il caricatore con valori bassi di corrente e lasciarlo ancora un pò di tempo per portare la carica dolcemente al 100% (a ricarica completa, con correnti così basse, di solito si osserva qualche bollicina che si stacca dalle piastre).
Una corrente di 2 A in una batteria da 175 Ah può essere anche mantenuta per lungo tempo senza danni per la batteria, in quanto provoca solo un leggerissimo ribollimento, attenzione però perché significa un consumo del livello di liquido, quindi non conviene esagerare (se ci capita questo in banchina per pochi giorni all'anno non ci sono problemi). Se la tensione sale oltre i 14 V anche nella posizione di bassa corrente, allora significa che la batteria comincia ad essere vecchiotta, e presto ci lascerà a piedi. Possiamo assumere che se la corrente è più bassa di 1/50 della capacità nominale e la tensione tende a superare i 14 V allora occorre pianificare una sostituzione della batteria.
Sto parlando di tensione misurata direttamente sui poli della batteria. Misurazioni diverse, magari fatte sul carica batterie o in punti diversi, non possono essere attendibili.
Chi dispone di un carica batterie con la funzione Stand-By (cioè che mantiene una carica continua della batteria, detta anche carica di mantenimento o TAMPONE) deve controllare che la tensione in stand-by sia compresa tra 2.20 e 2.25V per elemento, quindi tra 13.2V e 13.5 V (in teoria dovrebbe cambiare leggermente con la temperatura delle batterie).
Anche gli alternatori dei motori, che sono notoriamente abbondanti, dovrebbero essere tarati al massimo a 14 V, ma si trovano spesso alternatori che caricano anche a 14.5 o 15 V con conseguente ribollimento della batteria quando essa è carica. L'alternatore ha però la scusante che a motore fermo interrompe la carica, quindi non resta indefinitamente connesso alla batteria.... ma poi riduce la vita di una batteria ad 1 anno anziché i canonici 4 anni di una batteria trattata bene. Inoltre dobbiamo considerare che i nuovi motori fuoribordo hanno alternatori generosi ma centraline ed impianti di iniezione assetati, tanto per fare un esempio possiamo avere alternatori capaci di generare 133 A ma disponibili, per ricaricare le utenze, ci sono 50 A.
Tipi di carica batterie
Quelli normali economici:
sono molto semplici ed economici, ma vanno bene solo per ricariche occasionali o sorvegliate. Se volete acquistare uno di questi assicuratevi della presenza di almeno un amperometro e due posizioni di ricarica (a bassa corrente e alta). L'amperometro, contrariamente al voltmetro, non ha bisogno di elevate precisioni per questo utilizzo.
Carica batterie automatici:
tipo semplice che si scollega a fine carica. Caricano con correnti abbastanza elevate e si staccano a fine carica. Di solito come fine carica sentono una tensione intorno ai 14V.
Carica batterie automatici con mantenimento:
sono, secondo me, il miglior compromesso tra costo e funzionalità. Tendono a mantenere la tensione a quella di tampone, quindi 13.6 V circa, ed erogano tanta corrente quanta ne richiede la batteria fino ad un valore massimo. In pratica significa che all'inizio il caricatore fornisce la massima corrente, che comincerà a decrescere con l'aumento di tensione della batteria, fino a portarsi gradatamente al valore di mantenimento. Il vantaggio è che il caricatore può essere connesso permanentemente alla batteria e la manterrà sempre carica completamente senza danni. Il piccolo difetto (sopportabile nella maggior parte dei casi) è che la carica procede abbastanza rapidamente fino al 70% circa, poi comincia ad avvenire sempre più lentamente fino al 100%.
Carica batterie automatici Multi Step:
di solito sono dotati di un piccolo microprocessore, caricano la batteria con un ciclo che permette di eliminare il difetto del caricatore a tensione costante. Inizialmente utilizzano una corrente alta che mantengono fino a carica quasi completata, poi passano ad una corrente più bassa fino al 100% della carica, poi passano alla corrente di mantenimento con una corrente bassa e una tensione di 13,6 V circa.
Questi ultimi ovviamente sono i migliori perché portano la batteria al 100% nel minor tempo possibile, ma sono anche i più costosi.
Una doverosa precisazione è che i carica batteria per le batteria al gel/AGM devono essere a con regolazione di voltaggio o a voltaggio limitato pena un rapido decadimento ed una fine prematura della batteria.
Conoscere lo stato di carica di una batteria
Per conoscere lo stato di carica abbiamo a disposizione due metodi indiretti, uno attraverso la densità dell'elettrolita e l'altro attraverso la misurazione della tensione. Si può ricavare lo stato di carica della batteria tramite la densità dell'elettrolita (cioè la densità della soluzione di acido solforico e acqua) secondo la tabella seguente valida a 27°C:
Densità 1,265 - Carica 100%
Densità 1,225 - Carica 75%
Densità 1,190 - Carica 50%
Densità 1,155 - Carica 25%
Densità 1,120 - Scarica completa
La densità si misura con un apposito strumento, il densimetro, che contiene un galleggiante graduato. Più l'elettrolito è denso, più il galleggiante per il principio di Archimede emerge. Esistono densimetri commerciali molto economici adatti allo scopo. E' utile, se si fa la misura, controllare tutti gli elementi per verificare che siano tutti allo stesso livello di carica.
Se la batteria non è accessibile allora lo stato di carica si può valutare tramite la tensione si può utilizzando la seguente tabella valida a 27°C, che mostra la percentuale di carica e la tensione ai morsetti. Per utilizzarla serve obbligatoriamente un voltmetro elettronico preciso.
Carica 100% - 12,6 V
Carica 75% - 12,4 V
Carica 50% - 12,2 V
Carica 25% - 12,0 V
Carica 0 - 11,8 V
Se invece notate che la tensione scende al di sotto degli 1.96 V per elemento quindi 11.8 V per una batteria da 12, (escluso il momento dell'avviamento, dove può scendere per qualche istante anche a 8 o 10 V ) occorre RICARICARE al più presto in quanto la batteria è scarica e siamo in zona solfatazione.
Se invece siamo sicuri che la batteria è sufficientemente carica oppure è stata ricaricata da poco, allora significa che un elemento ci ha lasciato..... in tal caso sostituirei la batteria appena possibile.