Caricabatteria Intelligente

[Roberto Comastri]

buongiorno

vorrei trovare il modo di fare un circuitino che permetta di attivare automaticamente il mio caricabatteria da auto solo quando la tensione della batteria è sotto i 12v e una volta che la tesione è tornata circa a 13 si spenga

[Livio Orsini]

Scusa ma non dici nulla sul caricabatteria e sulle modalità di carica. Cosa fai attacchi il carica battaria alla batteria mentre questa è connessa all'automobile?.

[ciccioilgrande]

in effetti mi sembra una richiesta anomala,però ragionandoci su,vorrebbe dire questo:ho la macchina ferma in garage per evitare che la batteria si scarichi completamente ,ho intenzione di realizzare un caricabatterie che,quando la tensione della BT scende sotto i 12v(effetto autoscarica),il caricabatterie le ricarica fino a 13V dopodiche non carica piu,giusto?

[luigi69]

fatti salvi i ragionamenti di Livio e di ciccio , ai tempi della rivista nuova elletronica c'erano parecchi circuiti del genere : sia come caricabatteria al piombo sia come inserzione automatica al di sotto di una certa soglia

si trovano le riviste arretrate o gli schemari ma aimè non più i kit

ci sarebbero ragionamenti vari sulla corrente massima di carica ( 1 /10 massimo ) sulle tensioni di carica e mantenimento , sulla durata in ore della carica ( 10..12 ), ma allo stesso tempo vorrei rispondere proponendo alcuni spunti di discussione :

come mai si scarica ? usata davvero di rado ( esempio macchina d'epoca o trattore che in inverno è fermo ) ? oppure basse temperature ? o eccessivi avviamenti e motore poco trempo in moto per la ricarica ?

come diceva Livio , la batteria è sempre dentro al vano motore o viene smontata ?

[ciccioilgrande]

se il mezzo rimane stazionato a lungo,non c'è bisogno di rimuovere fisicamente la batteria dal vano dove è alloggiata,è sufficiente staccare un cavo a cui è collegata,in questo modo si evitano eventuali correnti di dispersione che aumentano l'effetto autoscarica;

il problema si potrebbe risovere semplicemente con un caricabatteria tampone,che puo dare massimo 13V.

[luigi69]

la mia considerazione nel rimuovere la batteria o meno è dovuta alla grande implementazione di elettronica nelle auto negli ultimi anni

ci sono ancora in giro caricabatteria che a vuoto danno altro che 13 volt... quei picchi , stile avvio con ii cavi , non fanno mai bene

[ciccioilgrande]

ci sono ancora in giro caricabatteria che a vuoto danno altro che 13 volt... quei picchi , stile avvio con ii cavi , non fanno mai bene

forse è proprio per questo che se ne vuol fare uno che dia 13V esatti

[Livio Orsini]

Un'accumultore al piombo deve essere caricato inizialmente a corrente costante; questa corrente non deve eccedere 1/10 della capacità dell'accumulatore.

Raggiunto un valore di tensione ottimale, la carica deve procedere a tensione costante.

In questo modo la corrente di carica diminuisce progressivamete con l'aumento della carica, sino a raggiunre il valore di mantenimento.

Sui siti dei produttori di accumulatori si trovano questi diagrammi che danno i valori di tensione e corrente per i vari tipi di accumulatori.

[ciccioilgrande]

Un'accumultore al piombo deve essere caricato inizialmente a corrente costante; questa corrente non deve eccedere 1/10 della capacità dell'accumulatore.

Raggiunto un valore di tensione ottimale, la carica deve procedere a tensione costante.

In questo modo la corrente di carica diminuisce progressivamete con l'aumento della carica, sino a raggiunre il valore di mantenimento.

scusami.allora quei caricabatterie che si trovano in commercio e che servono per caricare le BT di un auto,sono tutti irregolari?io ho sempre caricato la BT della mia auto con uno di quelli e non ho mai avuto problemi;il nostro amico se ha il mezzo fermo da tanto tempo,la batteria si sarà scaricata molto,per cui probabilmente all'inizio è piu saggio fare come tu hai previsto;ma se l'ha appena stazionata e prevede un lungo periodo di inutilizzo,in questo caso la BT si trova carica,quindi è sufficiente un caricabatterie tampone;in ogni caso,aspettiamo che l'utente si rifaccia vivo per confermare o meno le nostre ipotesi,altrimenti diventa inutile continuare.

[Livio Orsini]

In commercio trovi tantissime tipi di caricabatterie, alcuni lavorano bene altri rovinano le batterie.

Un semplice caricabatterie costituito da un trasformatore ed un ponte raddrizzatore si comporta quasi come un caricabatteria ideale. Se la batteria è molto scarica nel tratto iniziale si comporta come un generatore di corrente poi, quando la tensione di batteria raggiunge un certo valore, la tensione del carica batterie ha raggiunto il suo massimo e quindi diventa praticamente un generatore di tensione.

Visto che l0'autore della discussione vuole un caricabatterie intelligiente non è certo un alimentatore a tensione costante. Meglio un normale e vecchio trasfo più ponte. Se il trasformate è dell'ordine dei 50VA, praticamente puoi caricare tutte le batterie d'auto con la qausi certezza di non danneggiarle.

[fede1942]

Credo però che giunti alla carica di mantenimento la tensione sia importante. Per poter lasciare indefinitamente sotto carica la batteria al piombo la tensione non deve superare i 13,7/13,8V, così facendo non c'è bisogno di caricabatteria che attacchi e stacchi.

Per certe batterie al piombo (tipicamente quelle ermetiche) viene dichiarata una corrente massima di carica di 0,25C, per altre (es. YuASA) è espressamente dichiarato che non è necessario limitare la corrente (sempre con tensioni di circa 13,7V). Siccome penso che le batterie da auto siano più robuste di quelle ermetiche, forse non è il caso di prevedere una limitazione della corrente (anche pensando che raramente si giungerà ad una scarica profonda prima di metterle sotto carica).

In sintesi penso che al fine di caricare e mantenere carica la batteria, la cosa più semplice sia un caricabatteria semplicemente tarato ad una tensione di 13,7/13,8V. Si può collegare e dimenticarlo

[Livio Orsini]

Questo è il diagramma corretto di arica di un elemento di un accumulatore al piombo. Ovviamente le tensioni sono riferite ad un solo elemento. nel caso di batterie multi elemento le tensioni vanno moltiplicate per il numero degli elementi costituenti la batteria.

Nel tratto A la corrente di carica deve essere <= C/20, mentre la corrente di mantenimento, dopo il punto B, corrisponde a C/100

I valori di tensione riportati corrispondono ad una temperatura di 25^oC. Questi valori hanno andamento inverso alla temperatura.

Per una batteria da 12 V nominali si passa, per il valore A, dai 15.3 v per 0 gradi, ai 14.7 per 25^oC, per il punto B si passa dai 14.25 v per 0 gradi, ai 13.77 per 25^oC.

Ripeto questo è il modo corretto per caricare un accumulatore al piombo.

Poi, nella pratica, ci sono caricabatterie che possono approssimare più o meno questo andamento. Più la carica si avvicina a questo modo di lavorarare più la vita della batteria è lunga, sempre che il suo uso rientri nei limiti previsti dal costrute.

Personalmente ho r batterie, recuperate da auto, che dopo oltre 15 anni funzionano ancora egregiamente.

In febbraio ho sostituito la mia Toyota Verso con un'altra simile ma ultimo modello. Ho consegnato la vecchia auto in permuta; dopo 90.000 km e 11 anni funzionava ancora con la batteria originale. Non credo si tratto di pura fortuna.

[ciccioilgrande]

molto utili questi dati,comunque la maggior parte di noi ha caricabatterie la cui potenza si aggira intorno ai 50W,costituiti essenzialmente da un trasformatore ed un ponte di diodi,e come tu hai gia detto,questi non possono rovinare le BT;se pero uno ha un caricabatterie molto potente e vuole caricare un BT molto scarica,e questo non limita la corrente,la batteria rischia di rovinarsi per ovvi motivi;

aspettiamo che l'utente si rifaccia vivo per sapere chiaramente cosa esattamente vuole,non capisco perche si pone un problema e poi si sparisce,non mi pare che sia stato trattato male da qualcuno,forse è emigrato in ....altri lidi...mah..vai a capire

[fede1942]

Bisogna decidere se parliamo di carica ciclica o in tampone.

Se lascio la batteria sotto carica per tempo prolungato con una tensione di carica di 14,5V o più la batteria si rovinerà anche con il caricabatteria da 50W mentre se la lascio in carica con un caricabatteria anche molto "potente" con tensione di 13,7V non si rovina.

Resta la parte iniziale della carica con batteria scarica e qui è bene limitare la corrente. Ma non credo sia una buona idea limitarla mantenendo bassa la potenza del caricabatteria in quanto questo tenderà a surriscaldarsi, è meglio limitarla elettronicamente a valori agevolmente sopportabili dal circuito di carica.

Può essere interessante questo documento anche se si riferisce a batterie ermetiche

http://www.dodero.it/BATTERIE/FIAMM_GS/Certificazioni_FIAMM_GS/Manuale_Tecnico.pdf

In cui: carica ciclica fig.8, carica in tampone fig.9, carica in più fasi fig.11.

Livio, non ho capito una cosa,: porti come esempio la batteria della tua auto, ma dubito che sull'auto la batteria venga caricata con la procedura che hai descritto, o sbaglio?

Modificato: 10 maggio 2014 da fede1942

[Livio Orsini]

Livio, non ho capito una cosa,: porti come esempio la batteria della tua auto, ma dubito che sull'auto la batteria venga caricata con la procedura che hai descritto, o sbaglio?

No sbagli. Nei moderni regolatori di carica, almeno nelle automobili ben progettate e ben costruite, la carica della batteria segue esattamente questo schema.

Le moderne centraline di controllo multiprocessore fanno telmente tante cose che cicli di carica simili sono normali.

Inoltre ho anche accennato ad altre 2 batterie che ho recuperato e che mantengo in efficienza seguendo queste regole.

più la batteria si rovinerà anche con il caricabatteria da 50W

In genre non è così perchè si sfrutta la "cedevolezza" dell'alimentatore.

Con batteria molto scarica non eroga corrente sufficiente per danneggiare l'accumulatore. Mano a mano che la carica aumenta la tensione ai capi dell'accumulatore si avvicina sempre più alla tensione limite dell'accumulatore riducendo drasticamente la corrente disponibile.

L'unico vero pericolo sono le fluttazioni della tensione di rete che si ripercuotono sulla tensione di uscita.

Io comunque non ho mai usato di questi carica batterie "economici". Ciccioilgrande è veramente fortunato se non ha mai avuto problemi.

Il manuale che hai linkato è di un nioti e storico costruttore italiano di accumulatori.

I dati che riporto io, invece, sono desunti da una pubblicazione universitaria. Fanno parte di un lavoro di ricerca sugli accumulatori, sulla loro durata e sulla loro efficienza. Gli accumulatori al piombo sono solo una parte dei tipi esaminati e verificati.

Gli scopi dei 2 documenti sono molto differenti. Il costruttore vuole dare una guida pratica sull'uso degli accumulatori; ilsuo interesse è che durino un giorno in più della garanzia, se durano troppo....è controproducente.

La ricerca universitaria, invece, ha loscopo di valutare efficienza e durata degli accumulatori in modo ottimale, di rilevare tutti quei fattori che ne possano inficiare l'efficienza o ridurre la vita.

Comunque i dati fondmentali dei 2 documenti coincidono.

[fede1942]

Livio, non volevo assolutamente dire che quanto tu hai esposto non sia vero, intendevo solo che il caricare le batterie con opportuna tensione costante e corrente limitata è sufficiente per avere una lunga vita delle stesse.

Ho parecchie lampade di emergenza autocostruite con batterie ermetiche caricate in tampone e, con 13,7V e limitazione a correnti tra 0,1C e 0,2C (che ovviamente interviene solo dopo black-out di parecchie ore) sono allegramente in servizio da più di 12/15 anni. A onor del vero è un po' che non verifico l'autonomia, ma, per fortuna, nella mia zona i black-out si sono fatti più radi e più brevi (anni fa black-out di 6/8 ore per un temporale erano all'ordine del giorno).

Il fatto del caricabatteria di bassa potenza è che se si carica a 2,45V per elemento, la corrente di carica si stabilizzerà ad un valore ben maggiore di quella necessaria per compensare l'autoscarica. In parole povere, i 2,45/2,50V sono uno stato innaturale che le batterie sopportano solo temporaneamente e, per mantenere quella tensione, richiedono una corrente relativamente alta rispetto a quella di mantenimento (che però anche un caricabatteria da 50W può, in genere, fornire). Diversamente la tensione di 2,25/2,30V per elemento è raggiungibile e mantenibile richiedendo solo la corrente di mantenimento (sopportabile indefinitamente). Spero di aver chiarito quel che intendo

Un'ultima cosa, non pensi anche tu che sfruttare la "cedevolezza" del caricabatteria potrebbe portare a surriscaldamenti e stress dello stesso con conseguenti probabili avarie?

Modificato: 11 maggio 2014 da fede1942

[Livio Orsini]

Livio, non volevo assolutamente dire che quanto tu hai esposto non sia vero, intendevo solo che il caricare le batterie con opportuna tensione costante e corrente limitata è sufficiente per avere una lunga vita delle stesse.

Questo lo avevo capito; io ho riportato quei dati perchè quelli sono la teoria corretta.

Personalmente uso u alimentatore a tensione costante con limitatore di corrente massima con distacco automatico al raggiungimento della tensione di carica completa, i famosi 2,45V per elemento. ne ho anche realizzato un aversione che invece del distacco fa scendere io limite di corrente ad 1/5 del valore impostato.

In altri termini ho un alimentatore stabilizzato a 14.7 V, imposto il limite di corrente secondo la capacita della batteria, per esempio 3 A per una batteria da 60Ah. Quando la corrente di carica è scesa ad 1/5 del valore impostato o stacco o mantengo quel valore.

Se ci pensi bene anche un semplice trasformatore e ponte si comporta similmente, anche se in modo meno netto.

Quando la corrente richiesta è elevata, la resistenza interna del generatore limita la tensione in uscita così che il valore di corrente non eccede il valore massimo; man mano che la tensione dell'accumulatore aumenta diminuisce la differenza di potenziale tra generatore ed accumulatore, così che la corrente è qausi costante sino a quando il valore di tensione è arrivato al limite. A questo punto inizia una discesa del valore della corrente carica, sino a quando si arriva a quel valore di circa 1/100 della capacità della batteria. Valore che non potrà danneggiare comunque l'accumulatore.

I rischi, come ho gia scritto prima sono nell'estrema variabilità della tensione, che rispecchai le variazioni di rete. Inoltre una volta dimensionato il trasfo questo lavora egregiamente per una certa taglia di accumulatore. per taglie maggiori la ricarica è più lenta, ma senza effetti dannosi, per taglie inferiori la ricarica è più rapida ma con rischi di danneggiamento. Quindi è meglio sceglere un carica abtterie "piccolo".

[Panter]

Realizzare un comparatore che attivi il caricabatteria alla tensione di 11,90V e lo distacchi a 13V non è un problema, ma.... non vedo la necessità di ricaricare la batteria quando questa è completamente scarica (sotto i 12V la batteria infatti è scarica), e vedo una migliore soluzione che consiste nel collegare un caricabatteria che segue le regole suggerito da Livio, e ciò è realizzabile con un alimentatore switctching per impianto d'allarme direttamente collegato alla batteria tramite interruttore di sezionamento.

In questa maniera è possibile collegarlo alla batteria dell'auto e senza staccarla dall'impianto macchina. In condizione di riposo (macchina ferma) la batteria è sconnessa dai circuiti ausiliari e, comunque, quasiasi circuito ausiliario elettronico è fatto per funzionare tranquillamente fino a 15V che è la tensione massima dell'alternatore. Essendo la tensione dell'alimentatore non superiore a 13,8V non dovrebbero esserci problemi.

Il vantggio di non usare soglie d'intervento è che la batteria, una volta chiuso l'interruttore che la collega all'alimentatore, verrà riportata al valore di carica ottimale tramite carica tampone, valore in cui la batteria non richiederà più corrente all'alimentatore.

(chiaramente questo per le batterie al piombo e non per batterie al litio usate da macchine più evolute).

[Panter]

NOTA

perché definire intelligente un carica-batterie secondo le tue richieste? l'intelligenza è in chi progetta e solo questa può essere messa in discussione dato che i dispositivi elettronici sono dei semplici esecutori.