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Maledette Batterie!!!

19/04/2017

Quante volte, dopo la sostituzione della batteria del nostro allarme, del nostro UPS o della nostra bicicletta elettrica siamo rimasti delusi dalla durata e dalle prestazioni? Forse non è solo colpa della batteria, scopriamo insieme il perché.

Le batterie al piombo AGM sono spesso il capro espiatorio di malfunzionamenti dei sistemi o dei dispositivi a cui sono collegate. Sostituiamo le batterie per dare nuova vita ad un gruppo di continuità o ad una bici elettrica e dopo un certo periodo, che può variare da pochi giorni o diversi mesi, ci accorgiamo invece che il nostro gruppo di continuità e la nostra bici sono inerti e più morti che mai… Le prime imprecazioni sono sempre rivolte alle batterie che abbiamo installato. Ma siamo sicuri che il problema siano veramente loro?

Prima di tutto verifichiamo di avere acquistato batterie di buona qualità e con tutti i requisiti giusti.

 

VERIFICHIAMO CHE CON CI SIANO AMMACCATURE

Le ammaccature, se profonde e magari chiaramente invasive, possono compromettere il corretto funzionamento. La presenza di segni e leggeri graffi è, invece, abbastanza comune, soprattutto per le batterie di taglia piccola e medio piccola. Questo perché sono confezionate in scatole di cartone ondulato, in numero variabile da 2 fino a 20 pezzi per scatola e, a seconda del produttore, possono essere inseriti dei separatori (in cartone o polistirolo) oppure lasciate a diretto contatto le une con le altre. Tali difetti di carattere puramente estetico, possono anche avere origine durante le fasi di produzione, di imballaggio, di trasporto e di manipolazione. Anche i Faston possono presentare graffi dovuti all’inserzione nei morsetti di ricarica: questo perché le batterie non nascono cariche ma vengono caricate al termine del processo produttivo, direttamente in fabbrica.

E’ importante sottolineare che questi segni non compromettono in nessun modo il corretto funzionamento della batteria e non sono indicativi di una batteria “usata” come invece lascerebbero supporre.

Piccola ammaccatura ad un angolo che non intacca gli elementi interni: la batteria è perfettamente funzionante
Faston con lievi graffi dovuti alla ricarica direttamente in fabbrica
Lievi graffi sul fondo causati durante la produzione.
Esempio di grave ammaccatura che potrebbe aver compromesso l'integrità del contenitore: meglio non usare batterie in queste condizioni
Batterie a magazzino, imballate in scatole di cartone pallettizzate
Solo le batterie con capacità maggiore di 20Ah sono confezionate singolarmente
Batterie Yuasa NP7-12 imballate in scatole da 8 pezzi separate da semplice cartone ondulato
Batterie Energyteam senza separatori

Controlliamo la data di produzione

Seriale della batterie che identifica rispettivamente data, linea di produzione e linea di collaudo
Esempio di etichetta posta dal produttore ad indicare una ricarica successiva alla produzione

Normalmente è possibile individuare direttamente sul corpo della batteria una stampigliatura che permette di capire il mese e l’anno di produzione oltre ad altre indicazioni sullo stabilimento di produzione. Le batterie sono principalmente prodotte in estremo oriente e tra produzione, trasporto via mare, distribuzione, etc. risulta praticamente impossibile avere tra le mani accumulatori con meno di 3-4 mesi di vita. Questo non pregiudica il corretto funzionamento perché possono rimanere stoccate per un periodo di circa 6 mesi senza la necessità di essere ricaricate. Qualora i tempi di stoccaggio si allunghino, è buona norma prevedere una carica di mantenimento ogni 6-8 mesi al fine di preservarne le caratteristiche. A volte, sono gli stessi produttori a procedere ad una carica di mantenimento prima della spedizione al grossista, oppure con cadenza periodica, dei lotti non ancora venduti. In alcuni casi il produttore può apporre una etichetta informativa, ad indicare che la batteria è stata caricata in fabbrica per mantenerla efficiente: tale etichetta NON indica che la batteria è stata rigenerata o che sia usata, anzi è un ulteriore garanzia della bontà del prodotto. Inoltre anche il rivenditore si dovrà occupare di effettuare la ricarica periodica delle batterie particolari e meno vendute. In tal caso potrebbe non esservi alcuna indicazione dell’avvenuta ricarica, tuttavia, il metodo migliore per stabilire se una batteria nuova è ancora del tutto carica, è di misurarne la tensione che, a vuoto, deve essere superiore a 12,5V per le batterie da 12V e 6,25V per le batterie da 6V.

 
Misura della tensione a vuoto della batteria. Tensioni superiori a 12,7-12,8V identificano una batteria completamente carica
Multimetro senza autorange: è necessario selezionare correttamente la portata (20) e la grandezza (VDC) da misurare

Misuriamo prima di tutto la tensione

Se avete la possibilità di misurare la tensione fatelo. E' sempre buona norma controllare la tensione della nuova batteria in modo da accertarci che non presenti problemi che potrebbero aggravarsi successivamente. Se la tensione misurata è sotto l’80% del valore nominale, con molta possibilità la batteria è compromessa. La misura va fatta a vuoto (cioè con batteria scollegata dall'apparecchiatura) utilizzando un multimetro (definito anche "tester" o "voltmetro"). Per i meno esperti in materia, ci raccomandiamo di impostare correttamente il selettore della misura e della portata, nei tester più economici la misura corretta avviene impostando la manopola sulla portata "20" nella sezione VDC (indicata anche con il simbolo =). Ricordiamo che una batteria carica ed in salute è in grado di accumulare una notevole quantità di energia che, in caso di contatto accidentale tra i poli positivo e negativo (definito cortocircuito), viene rilasciata in modo repentino e violento, tale da causare scintille e la sicura fusione dei puntali del multimetro, nonché danni irreparabili alla batteria stessa.

 

Assicuriamoci che la batteria sia adatta all'utilizzo che ne vogliamo fare

Se possibile, cerchiamo di comprare una batteria della stessa marca e modello di quella che stiamo sostituendo. Batterie di marche diverse, ma anche modelli diversi della stessa marca, hanno diverse caratteristiche (valore diversi di resistenza interna, di impedenza, ecc.) e, in certe situazioni, potrebbero caricarsi e scaricarsi in maniera differente pregiudicandone la durata. Le caratteristiche fondamentali da controllare sono la tensione nominale solitamente (6V o 12V) e la capacità nominale espressa in ampere-ora Ah (es 4,5Ah, 7,2Ah) solitamente calcolata su un periodo di scarica di 20 ore (20Hr). La combinazione di questi due parametri da origine al formato (inteso come dimensione del corpo batteria e tipologia di connettori) che risulta abbastanza omogeneo tra la quasi totalità dei produttori (quindi una batteria 12V/7Ah Yuasa molto probabilmente avrà lo stesso formato di una 12V/7Ah di un produttore meno noto). Va comunque sottolineato che i formati della batterie non sono ufficialmente standardizzati, vi possono quindi essere differenze dimensionali più meno significative. Il nostro consiglio è di misurare sempre la dimensione della batteria originale (o dell'alloggiamento in cui deve essere posta). Un'altra caratteristica importante da controllare è la tipologia di batteria da utilizzare. Per il nostro settore possiamo distinguere due grandi famiglie di batterie: batterie per uso Tampone (stand-by use) e batterie per uso ciclico. Come si evince dal nome, le prime si prestano per utilizzo "saltuario" ad esempio negli ups o nei sistemi di allarme, in cui la batteria è chiamata a funzionare solo in caso di black-out. Le seconde si prestano ad essere usate su mezzi elettrici come le biciclette a pedalata assistita. In questa applicazione, risulta immediatamente evidente che la batteria è chiamata a svolgere un compito gravoso, dovendo erogare maggiore corrente, per periodi di tempi prolungati e con intervalli di scarica/carica più frequenti (almeno una volta al giorno). Possiamo identificare una terza categoria di batterie che si pone a metà strada tra le due precedenti: sono le batterie ad alta corrente di scarica. Queste batterie risultano ottimizzate per erogare elevate correnti sul breve periodo e sono indicate soprattutto per UPS ad elevate prestazioni. Considerata la loro "specializzazione" su brevi tempi di scarica, molti modelli non presentano la capacità espressa in Ampere-ora su 20 ore ma in Watt/blocco.

Ricordatevi inoltre che le batterie non vanno dimenticate. Nel caso di un lungo inutilizzo scolleghiamole, perché i circuiti elettronici o elettrici inattivi spesso hanno comunque una consumo seppur minimo e ricordiamoci di ricaricarle periodicamente utilizzando caricabatteria specifici per batterie al piombo o mantenitori.

Una volta verificate queste semplici ma basilari premesse, ci sono ottime possibilità che tutto funzioni in maniera corretta ed affidabile. Ma se così non fosse, molto probabilmente è giunto il momento di fare un po’ di manutenzione al nostro dispositivo.

 

Faston e capicorda

Le batterie dovrebbero essere sempre collegate solo tramite gli appositi faston o capicorda. Non bisognerebbe MAI saldare le connessioni. Purtroppo, in molti dispositivi, specie quelli più economici e di produzione cinese, si riscontrano batterie saldate a stagno direttamente ai cavi di alimentazione. Si tratta di una pratica che ha il solo scopo di abbattere i costi di produzione (purtroppo anche due soli capicorda incidono sul prezzo finale...) che però è sconsigliabile sia per fattori tecnici che funzionali. Fattore tecnico perché, prima di tutto, il portare in temperatura il faston della batteria per portare lo stagno al unto di fusione (>300°C) può solo che compromettere la piastra in piombo al quale il faston è strettamente collegato e, di conseguenza, anche la resina isolante posta alla base del faston stesso. In secondo luogo, la saldatura a stagno, se non eseguita da personale qualificato e con saldatore adeguato, può danneggiare anche la struttura  stessa della batteria arrivando a bucare letteralmente il corpo batteria. Le foto qui sotto sono di batterie rese da alcuni nostri clienti “non professionisti” che lamentavano i problemi più disparati…

 

L’aspetto funzionale, è chiaramente, la rapidità della sostituzione della batteria che, in presenza dei faston (che non a caso si chiamano “fast-on” dall'inglese e significa "a montaggio rapido") si traduce in pochi secondi di lavoro. Altro aspetto, spesso sottovalutato, è che, in caso di emergenza, possiamo rapidamente sganciare la batteria dal dispositivo connesso.

Esempio di corretta connessione tra batteria e Gruppo di continuità

Se il vostro dispositivo o sistema di allarme ha i cavi direttamente saldati ai capi della batteria, vi suggeriamo di montare prima un paio di faston (possono essere fissati al cavo a pressione oppure saldati a stagno, a seconda della tipologia) e solo successivamente connettere questi ultimi ai capi della nuova batteria. 

La maggior parte delle batterie con capacità fino a 12Ah utilizza faston con larghezza di 4,8mm o di 6,35mm mentre dal formato 18Ah in su possiamo trovare connessioni di tipo bandiera (lamella verticale) o a foro filettato incassato con misura M5 o M6.

Per le prime, occorre assicurarci di collegarle al nostro dispositivo solo ed esclusivamente con i faston della rispettiva misura. La maggior parte dei dispositivi avrà già i cavi di alimentazione intestati con i faston di una o dell'altra misura: scolleghiamo la batteria vecchia, magari aiutandoci con una pinza sottile e colleghiamo la nuova prestando attenzione a non cortocircuitare i poli.

Per le altre batterie con capacità superiori ai 18Ah dovremmo attrezzarci con cacciavite a croce e chiave esagonale poiché il fissaggio avviene per mezzo di viti e bulloni con misura M5 o M6. Questi ultimi vengono sempre forniti a corretto della nuova batteria mentre i capicorda ad occhiello devono essere già presenti sui cavi del dispositivo da alimentare.

Per maggiore sicurezza prima di procedere al'installazione o alla sostituzione di una nuova batteria, ci raccomandiamo di leggere e rispettare le istruzioni fornite dal produttore del vostro dispositivo.

 

Lo sapevate che…

Condensatori con fondello gonfio: sono un chiaro indicatore di imminenti problemi

Lo sapevate che i più diffusi condensatori utilizzati in elettronica hanno una vita lavoro dichiarata di 2000 ore? Se fate un semplice calcolo sono solo 3 mesi scarsi… Questo non significa che dopo 3 mesi sia tutto da buttare o sostituire, significa che le caratteristiche del condensatore degradano progressivamente fino a quando i valori non sono più sufficienti a garantire un corretto funzionamento del sistema. La riduzione di efficienza dei condensatori è spesso accompagnata  da un relativo rigonfiamento degli stessi, ad indicazione che qualcosa non va.

Sembra strano, ma abbiamo notato che questo accade di solito poco dopo i 24 mesi della garanzia legale.

Vi chiederete “ma cosa centrano i condensatori con le batterie”? Gruppi di continuità, caricabatteria, etc. utilizzano ampiamente condensatori elettrolitici che ”invecchiando” alterano le loro capacità di portare a termine il compito per i quali erano stati progettati. Questo potrebbe tradursi, ad esempio, in corrente di carica insufficiente rispetto l’assorbimento oppure in una corrente (quindi una carica) eccessiva.

In entrambi i casi la batteria soffre e deperisce molto rapidamente.

 

Assorbimento superiore alla carica

Batteria gonfia deformata in seguito ad un utilizzo al di fuori dei parametri consentiti
Altra batteria gonfiata e deformata a causa di una ricarica inadeguata

In questo caso la batteria viene caricata in maniera non sufficiente ed i ripetuti cicli di utilizzo fanno sì che la batteria si scarichi troppo profondamente. Scaricare troppo una batteria ne pregiudica la vita e la capacità. Anche se è una pratica difficile da controllare, i maggiori produttori consigliano di non scaricare le batterie sotto determinati valori di tensione che tipicamente sono:

  • 10,2 Volt per le batterie da 12 Volt
  • 5,1 Volt per le batterie da 6 Volt

 

CARICA ECCESSIVA O PROLUNGATA

Si ha quando la batteria viene attraversata da una corrente maggiore di quanto ammesso la quale, per effetto Joule, genera molto calore con conseguente surriscaldamento della batteria che può arrivare a rammollirsi e a gonfiarsi a causa dell’aumento della pressione dei gas interni.

In questo caso è evidente che la batteria è sottoposta ad una carica eccessiva o troppo prolungata. Questo aspetto, oltre a compromettere le prestazioni della batteria, potrebbe dare luogo anche a pericolose esplosioni.

Conclusioni

Quando il nostro dispositivo ci segnala "batteria scarica" la prima cosa da fare è di verificare che il sistema funzioni correttamente e, qualora riscontrassimo dei problemi, occorre considerare il rischio che la sola sostituzione dell'accumulatore potrebbe non risolvere il problema.

Se invece non riscontriamo nessuna anomalia possiamo procedere allo sostituzione dell'accumulatore. Tuttavia se il nostro dispositivo dovesse continuare a segnalare "batteria scarica" forse potrebbe richiedere un reset "software" dell'anomalia. Questo perché alcuni sistemi di allarme o alcune marche di UPS, per precauzione bloccano il circuito di ricarica non appena viene rilevato un malfunzionamento della batteria. In questo caso la semplice sostituzione della batteria non sbloccherebbe la situazione, nemmeno dopo uno spegnimento completo e successivo riavvio dell'apparato rendendo necessario il ripristino manuale della condizione di normale funzionamento.

Considerando l'ampia varietà di sistemi ed applicazioni in cui le batterie al piombo trovano impiego ed i moltissimi i fattori in gioco, risulta impossibile stabilire con certezza le problematiche e le procedure da attuare per ottenere un buon funzionamento per un lungo periodo. Per questo motivo un medesimo modello di batteria utilizzato in contesti apparentemente simili potrebbe dare luogo a prestazioni e durate molto diverse. Quanto precedentemente scritto è indicativo, in tutti i casi suggeriamo di seguire scrupolosamente le istruzioni e le indicazioni fornite dal produttore del vostro dispositivo.

Va inoltre detto che il tasso di difettosità delle batterie AGM è molto basso, indicativamente inferiore allo 0,1% una percentuale davvero esigua, che comprende solo e soltanto difetti riscontrabili nell’immediato (anche solo misurando la tensione a vuoto, come detto in precedenza). Quando invece un problema si presenta dopo qualche anno, mese, o addirittura dopo la prima scarica, non dobbiamo subito dare la colpa alla batteria appena installata, in quanto è probabile che il problema sia nel dispositivo in cui è installata, o nel caricabatteria che usiamo per caricarla.