Caricare un pacco batterie al litio dall’alternatore sembra semplice: collegateli e lasciate scorrere la corrente. In pratica l’alternatore produce una tensione che varia con temperatura, carico e regime del motore, mentre un pacco LiFePO4 richiede una tensione di carica precisa e una corrente controllata. Farlo bene è la differenza tra un pacco che dura dieci anni e uno sollecitato a ogni viaggio.

La distinzione fondamentale

Un convertitore DC-DC mantiene stabile una tensione di uscita. Un caricabatterie DC-DC controlla il processo di carica: limita la corrente e applica la tensione giusta per la batteria. Sono due mestieri diversi. Alimentare un frigorifero da un convertitore va bene; caricare un pacco batterie al litio con quello no.

Perché non collegare semplicemente l’alternatore alla batteria?

Tre problemi compaiono appena ci provate:

  • La tensione è sbagliata e variabile. Un alternatore a 12 V può stare tra circa 13,5 V e 14,6 V, e i moderni alternatori «intelligenti» scendono deliberatamente più in basso in certe condizioni per risparmiare carburante. Un pacco batterie al litio che richiede 14,2–14,6 V potrebbe non vederli mai.
  • Nulla limita la corrente. Un grande pacco batterie al litio con stato di carica basso accetta correnti molto elevate. Questo può sovraccaricare l’alternatore, surriscaldarlo o bruciare la cinghia.
  • La batteria di avviamento può restare a secco. L’energia che va nel pacco servizi non è disponibile per il veicolo. Un impianto corretto carica prima la batteria di avviamento.

Che cosa fa davvero un caricabatterie DC-DC

Un caricabatterie DC-DC sta tra l’impianto elettrico del veicolo e il pacco batterie al litio. Prende la tensione che fornisce l’alternatore, la converte in un’uscita stabile e limita la corrente al valore che scegliete. Così risolve anche il problema dell’alternatore intelligente, perché non dipende dal fatto che l’alternatore raggiunga una tensione particolare.

Caratteristiche tipiche da cercare, tutte presenti nei modelli di questo negozio:

  • Tensioni di carica documentate adatte alla dimensione del pacco — per esempio 14,6 V per un pacco a 12 V (4 celle), 29,2 V per 24 V, 43,8 V per un pacco a 36 V e 58,4 V per 48 V.
  • Una corrente massima di uscita documentata, così da abbinarlo a quanto possono accettare sia l’alternatore sia la batteria.
  • Un ampio intervallo di ingresso, così il caricabatterie continua a funzionare quando la tensione dell’alternatore cambia.
  • Un progetto termico adatto al vano motore, dove polvere, calore e vibrazioni sono normali.

Abbinare la tensione di carica alla batteria

Le celle LiFePO4 si caricano a circa 3,45–3,65 V per cella: è per questo che la stessa chimica produce le diverse tensioni di carica che si vedono in una serie di prodotti. La tabella mostra come le uscite documentate in questo catalogo corrispondano alle dimensioni di pacco più comuni.

Tensioni di carica documentate in questo catalogo rispetto alle dimensioni comuni dei pacchi LiFePO4
Pacco Celle in serie Tensione di carica documentata
12 V nominali 4S 13,8 V, 14,5 V, 14,6 V
24 V nominali 8S 29,2 V
36 V nominali 12S 43,8 V
48 V nominali 16S 58,4 V

Usate sempre la tensione specificata dal produttore della batteria, non un numero generico preso da una guida — compresa questa. Alcuni pacchi sono pensati per essere caricati a tensione più bassa per durare più a lungo, e alcuni BMS si disconnettono se la tensione supera il loro limite. Un BMS è un dispositivo di protezione, non un regolatore di carica.

Scegliere la corrente di carica

Si applicano due limiti, e vince il più basso:

  1. Quello che la batteria accetta. La scheda tecnica della batteria indica una corrente di carica massima e una consigliata. Un caricabatterie molto grande non fa caricare più in fretta un pacco piccolo: il BMS rifiuterà semplicemente, oppure le celle saranno sollecitate.
  2. Quello che l’alternatore può concedere. La carica è un carico continuo, a differenza del breve spunto del motorino di avviamento. Una regola molto diffusa è mantenere il carico di carica continuo entro circa la metà della potenza nominale dell’alternatore e confermare il valore con la documentazione del veicolo — ma consideratelo un punto di partenza per le vostre verifiche, non una specifica.

Esempio pratico

Un pacco a 12 V che accetta 50 A, dietro un alternatore da 180 A con i carichi del veicolo che assorbono già 60 A, ha in teoria circa 120 A di margine. Applicando la regola sopra (circa metà della potenza nominale, quindi ~90 A), il caricabatterie va impostato ben al di sotto: un modello documentato da 40 A o 55 A è adatto con margine.

Calore e raffreddamento: perché qui il rendimento conta

Il vano motore è uno dei posti peggiori per l’elettronica. È caldo, polveroso e spesso umido, e ogni watt di calore disperso deve uscire da un piccolo contenitore che può essere montato in aria ferma.

È il rendimento a rendere praticabile un progetto sigillato e senza ventola. Un caricabatterie al 95 % di rendimento trasforma il 5 % di ciò che gestisce in calore; a 800 W sono circa 40 W. Aumentate le perdite e la stessa unità ha bisogno di aria per sopravvivere — il che, in un vano motore, significa aspirare polvere e aggiungere una parte in movimento che prima o poi cederà.

I modelli seguenti sono documentati come raffreddati naturalmente (senza ventola) e, dove il rendimento è documentato, intorno al 95%. Questa combinazione significa meno cose che possono guastarsi e nessun rumore di ventola, al prezzo di una posizione di montaggio sensata con un po’ d’aria attorno al contenitore.

Una nota onesta sui confronti

PVShop non effettua confronti di rendimento o calore con altre marche. I valori citati qui sono quelli documentati dal fornitore per questi modelli esatti e non sono stati testati in modo indipendente da noi. Se confrontate con un altro prodotto, confrontate le condizioni di prova documentate, non il numero di copertina.

Caricabatterie DC-DC per la carica da alternatore

Due di questi modelli sono documentati come bidirezionali, cioè il fornitore li descrive come in grado di trasferire energia in entrambe le direzioni. Se intendete contare su questo comportamento — per esempio per mantenere una batteria di avviamento da un pacco servizi — confermate prima con noi la modalità di funzionamento prevista per il vostro impianto, perché la documentazione non descrive in dettaglio la logica di controllo.

Essenziali per l’installazione

  1. Proteggete con fusibile entrambe le estremità del cavo tra la batteria sorgente e il caricabatterie, e tra il caricabatterie e il pacco servizi. Dimensionate il fusibile per il cavo, non per la potenza nominale del caricabatterie.
  2. Tenete la linea di ingresso corta e spessa. La caduta di tensione riduce la tensione di ingresso del caricabatterie e aumenta la corrente di ingresso a parità di potenza di uscita.
  3. Montatelo dove l’aria può circolare. Un’unità senza ventola deve comunque smaltire calore. Non nascondetela dietro isolante o in un box sigillato.
  4. Non caricate una batteria ghiacciata. La maggior parte dei produttori di LiFePO4 prescrive di non caricare sotto 0 °C; controllate i dati della batteria e, se usate il veicolo d’inverno, scegliete una batteria con interruzione di carica a bassa temperatura.
  5. Impostate dapprima la limitazione di corrente in modo prudente, poi aumentatela dopo aver misurato correnti e temperature reali in un lungo viaggio.

Banchina o alternatore

Un caricabatterie da alternatore serve quando il motore è acceso. Quando siete collegati alla rete in un campeggio o in marina vi serve un caricabatterie di rete — vedi la guida alla carica dalla rete e dalla banchina. Molti impianti usano entrambi, con ciascun caricabatterie dimensionato per la propria sorgente.

Domande frequenti

Posso usare un normale convertitore DC-DC per caricare la batteria al litio?+

Non in sicurezza come caricabatterie. Un convertitore regola la tensione ma non gestisce un profilo di carica né protegge la batteria da correnti eccessive. Usate un’unità documentata come caricabatterie per la chimica e la dimensione di pacco che avete.

Un caricabatterie DC-DC funziona con un alternatore intelligente?+

È uno dei suoi principali vantaggi. Poiché accetta un ampio intervallo di ingresso e produce una propria uscita regolata, non dipende dal fatto che l’alternatore raggiunga una tensione fissa. Scegliete un modello il cui intervallo di ingresso documentato copra la tensione più bassa prodotta dal vostro veicolo.

Quanto velocemente si caricherà il mio pacco?+

All’incirca la corrente di uscita del caricabatterie, meno ciò a cui la batteria si riduce man mano che si riempie. Un caricabatterie da 40 A non erogherà 40 A per tutta la carica; l’ultima parte avviene a corrente decrescente. Il tempo di carica dipende anche dallo stato di carica del pacco e dalla corrente accettata.

Devo mantenere la batteria di avviamento del veicolo?+

Sì, in quasi ogni installazione. Il caricabatterie va predisposto in modo che la batteria del veicolo venga caricata per prima. Lasciare un veicolo con la batteria di avviamento scarica vanifica lo scopo del caricabatterie DC-DC.

L’uscita è isolata dall’ingresso?+

Non date per scontato l’isolamento se la documentazione del modello non lo dichiara. La messa a massa conta quando il caricabatterie è montato lontano dalle batterie; tenete corti i ritorni e seguite le indicazioni di cablaggio della pagina del modello.

I valori di rendimento, raffreddamento, potenza e corrente citati sopra sono dichiarati dal fornitore per i modelli esatti e non sono testati in modo indipendente da PVShop. Le tensioni di carica devono seguire le specifiche del produttore della batteria. PVShop non effettua confronti con altre marche.