Circuito per la gestione della batteria al piombo

[TardoFreak]

Un saluto a tutto il forum.
Sono in vacanza con il camper e, come al solito, ho alcuni problemi con le batterie (12V 100Ah). Ho deciso quindi di realizzare il circuito definitivo per la gestione della batteria. In buona sostanza il circuito deve:
- Con batteria troppo scarica (per qualsiasi motivo), ricarica lenta per cercare di recuperarla. E' una condizione che non dovrebbe presentarsi ma, nel caso si presentasse, il circuito dovrebbe tentare di porvi rimedio.
- Con batteria normalmente scarica, ciclo di carica rapida.
- Con batteria carica, mantenimento della carica.
- Circuiteria che stacca la batteria quando si sta scaricando troppo.
In pratica vorrei realizzare un circuito intelligente (prevedo l' uso di un microcontrollore) che sappia valutare la varie situazioni. Ad sesempio, quando la batteria e' troppo scarica, la sua tensione a vuoto e' bassissima ma, applicandoci il caricabatterie, anche con poca corrente la sua tensione va al massimo. In questo caso il circuito dovrebbe impostare una corrente bassissima, prevedere un lungo tempo, e carcare di farla ricaricare senza danneggiarla. Dopo, magari, cercare di porcedere con una carica lenta e, quando si accorge (sempre che sia possibile) che si sta comportando normalmente, mettere il turbo e caricarla velocemente. DI sicuro il circuito deve fare in modo di scollegare completamente la batteria quando questa si e' scaricata al massimo ma non talmente tanto da essere danneggiata.
Per fare tutto quello che ho scritto dovrei trovare un libro, un articolo o che dir si voglia, che spieghi i compportamenti delle batterie al piombo nelle diverse condizioni, le tensioni e le correnti. Ad esempio: carico con corrente Ix fino a quando raggiunge la tensione Vx, e dopo porto la corrente a Iy (calcolata opportunamente) per mantenere la carica.

Qualsiasi idea, titolo di libro, link ad artricoli e' prezioso e ringrazio anticipatamente chi rispondera'.

[TardoFreak]

Ho girato un po' in rete ed ho trovato un' application della Maxim che illustra il funzionamento del caricatore. In pratica la prima fase consiste nel caricare la batteria ad una tensione di 15,2V (prendendo in esame una batteria da 12V) fino a quando la corrente assorbita non scende sotto a 0,01C (C e' il dato di capacita') per poi passare a 13,5V con una corrente di 0,001C.
Quindi un approccio conservativo (per preservare la batteria) dovrebbe essere di caricarla inizialmente a 15,2V con una corrente massima limitata a 0,05C e poi passare al funzionamento in tampone con corrente limitata a 0,001C.
Pero' non saprei come passare nuovamente al ciclo di carica veloce (visto che la batteria, se usata, si scarica).

Edit: ho trovato questa tabella che fornisce i valori di tensione a vuoto relativi alla percentuale di carica (sempre che siano corretti)
Carica % - Tensione
99 12,91 V
90 12,80 V
80 12,66 V
70 12,52 V
60 12,38 V
50 12,06 V
40 12,06 V
30 11,90 V
20 11,70 V
10 11,42 V

Qualcuno puo' confermarli?

[davidde]

Ciao TardoFreak, per quanto riguarda le informazioni sulle batterie al piombo e di altre tipologie puoi trovare un bel po' di materiale sui manuali tecnici della Panasonic. Qui trovi un link che rimanda a questi manuali :

http://pdf.directindustry.com/pdf/panasonic-industrial-batteries/valve-regulated-lead-acid-batteries-technical-handbook-15208-11206.html

Per quanto riguarda le tensioni relative allo stato di carica dell' accumulatore non so dirti se siano corrette, secondo le mie esperienze posso soltanto dirti che misurare una batteria senza carico ti dice poco niente del suo stato di carica. Capita spesso di misurare la tensione a vuoto di una batteria e di crederla "piena" ma non appena viene collegato un carico la tensione ai morsetti crolla vistosamente e la colpa è dovuta all' usura della batteria.
Una prova che invece da risultati più affidabili è la misura della tensione a vuoto e poi successivamente la misura sotto un carico di entità conosciuta che dipende ovviamente dalla capacità della batteria. Se la differenza tra le due misure è bassa la batteria è effettivamente carica e in buono stato mentre se il divario è troppo elevato (ad esempio un paio di V) qualcosa non torna.

Un' altro aspetto che credo abbia poca importanza è il cercare di recuperare la batteria se si trova ad una tensione troppo bassa. E' un operazione che da risultati incerti e molte volte inutili. Il fatto è che la tensione sotto carica cresce rapidissimamente perché spesso un' elemento della serie è interrotto e quindi la batteria non è effettivamente in grado di assorbire corrente per ricaricarsi. Al suo interno non può circolare alcuna corrente e quindi quello che leggi sui morsetti è la tensione del caricabatterie.

Per il resto invece non ho capito una cosa, questo caricabatterie rimane sempre collegato alla rete oppure viene collegato soltanto a batteria scarica ?
Quando è collegato alla rete la batteria deve continuare ad erogare corrente oppure quando è in ricarica il carico viene scollegato ?

Buone ferie !!

[TardoFreak]

Dovrebbe essere montato sul camper. Quindi quando c'e' la disponibilita' della tensione di rete e' acceso altrimenti no, o meglio, dovrebbe magari esserlo per poter staccare la batteria se questa si sta scaricando troppo.
A dire il vero non ho ancora bene le idee chiare perche' ho visto che il problema e' piu' complesso di quanto sembri. Gestire completamente la carica della batteria (da motore e da caricatore) e la sicurezza in scarica (evitare di scaricarlo troppo) non mi sembra un qualcosa di semplice. Ci devo pensare per benino. Per ora ti ringrazio per il link.

[davidde]

No, neanche a me sembra una cosa semplice, ci sono da considerare tanti aspetti.

Buona pensata !