Cosa significano le batterie al litio da 12 V per i test

Testare una batteria al litio da 12 V con un tester convenzionale per batterie al piombo-acido produrrà un risultato, ma c'è un'alta probabilità che tale risultato sia errato, e errato in un modo che appare perfettamente legittimo sulla stampa. La chimica delle batterie al litio ferro fosfato si comporta in modo sufficientemente diverso da quella delle batterie AGM e a elettrolita liquido, pertanto i punti di riferimento utilizzati dal tester per valutare lo stato di salute e di carica semplicemente non sono applicabili. La curva di tensione è diversa, il profilo di resistenza interna è diverso, e le conseguenze di non cogliere questa differenza vanno da una diagnosi errata di batteria funzionante alla consegna al cliente di una batteria difettosa che gli era stata presentata come funzionante.

Le batterie al litio da 12 V sono presenti in un numero sempre maggiore di veicoli di produzione. Sapere come comportarsi in modo diverso quando se ne trova una in officina non è più un'opzione, ma una necessità.

Perché non puoi testare una batteria al litio da 12 V come una batteria al piombo-acido

Entrambe le batterie, come indicato sull'etichetta, sono da 12 volt. La differenza principale tra le batterie al litio ferro fosfato e quelle al piombo-acido risiede nella tensione nominale condivisa. Le batterie al piombo-acido, AGM o a elettrolita liquido, si comportano secondo le modalità per cui sono stati progettati i tester di conduttanza. La relazione tra tensione a riposo e stato di carica è sufficientemente prevedibile da permettere di ottenere un valore reale dalla lettura della tensione. Durante la scarica, la tensione diminuisce seguendo una curva che le apparecchiature di test sono state calibrate per decenni.

Il litio non funziona in questo modo. Una batteria al litio ferro fosfato mantiene la sua tensione pressoché costante per la maggior parte del suo ciclo di scarica, prima di calare bruscamente verso il livello minimo. Una batteria al litio da 12V che segna 12.8 volt potrebbe essere completamente carica o quasi scarica, e la sola tensione non è sufficiente a stabilire quale delle due. Su una batteria al piombo, 12.8 volt sono un'informazione utile. Su una batteria al litio, invece, sono praticamente inutili senza un riferimento chimico specifico con cui interpretarle.

La resistenza interna è l'altra variabile principale. Le batterie al piombo-acido mostrano una resistenza interna crescente con l'invecchiamento, che è esattamente ciò che il test di conduttanza è progettato per rilevare. Le batterie al litio mantengono una bassa resistenza interna per la maggior parte della loro vita utile, anche quando la capacità si degrada significativamente. Un risultato di conduttanza che segnalerebbe la necessità di sostituire una batteria al piombo-acido può apparire perfettamente normale in un'unità al litio che in realtà è usurata. Il tester non è difettoso. Sta facendo esattamente ciò per cui è stato progettato, su una sostanza chimica per la quale non è mai stato progettato.

Questa distinzione è importante perché il tecnico che si allontana dal test non ha motivo di mettere in discussione il risultato, e il cliente non ha motivo di mettere in discussione la raccomandazione. La modalità di guasto rimane invisibile fino a quando la batteria non si guasta sul campo.

Come dovrebbe funzionare realmente il test delle batterie al litio da 12 V

Per ottenere risultati accurati da una batteria al litio da 12 V è necessario utilizzare un tester con una modalità specifica per il litio oppure un'apparecchiatura progettata appositamente per gestire diverse tipologie di batterie. Le differenze pratiche nell'approccio al test si riducono ad alcuni aspetti chiave:

• Le soglie dello stato di carica sono specifiche per ogni tipo di batteria. La curva di tensione piatta di una batteria al litio implica l'interpretazione di un intervallo di valori più ristretto, utilizzando punti di riferimento che non hanno nulla a che vedere con i parametri di riferimento delle batterie al piombo-acido.
• I profili di risposta al carico differiscono a tal punto che un tester che applica i parametri di carico delle batterie al piombo-acido potrebbe interpretare erroneamente la capacità e lo stato di salute di una batteria al litio.
• La ricarica prima del test richiede un caricabatterie compatibile con le batterie al litio. Sottoporre una batteria al litio da 12 V a un ciclo di carica standard per batterie al piombo-acido prima del test non solo è impreciso, ma può anche danneggiare la batteria.

Quest'ultimo punto tende a cogliere di sorpresa le officine. La maggior parte delle procedure di assistenza prevede di mettere in carica una batteria scarica prima di eseguire un test di stato. Se il caricabatterie utilizzato in tale procedura non supporta le batterie al litio, il problema inizia ancor prima dell'avvio del test. Alcuni caricabatterie rilevano una risposta chimica anomala e si spengono. Altri procedono con il test utilizzando il profilo errato, fornendo un risultato apparentemente normale mentre in realtà alla batteria è successo qualcosa di completamente diverso. Nessuno dei due casi fornisce dati affidabili su cui lavorare. Si tratta di uno scenario più comune di quanto la maggior parte delle officine si aspetti, soprattutto perché le batterie al litio da 12V vengono installate sui veicoli senza che ciò venga segnalato in modo particolare nei registri di manutenzione.

Come identificare una batteria al litio da 12 V prima di testarla

La parte più complicata per molte officine è semplicemente capire con cosa hanno a che fare. Le batterie al litio da 12 V non sempre si distinguono dalle batterie AGM in un vassoio. La composizione chimica è indicata sull'etichetta, se qualcuno la legge, ma questo passaggio viene saltato più spesso di quanto dovrebbe durante una giornata di lavoro frenetica. Un indizio pratico è il peso. Una batteria al litio da 12 V è notevolmente più leggera di una batteria al piombo-acido di pari dimensioni, tanto che la differenza è evidente quando la si solleva. Una volta che il team sa cosa aspettarsi, diventa una rapida abitudine di controllo iniziale. Tuttavia, in molti casi, la batteria non è scollegata e dei dispositivi di fissaggio ne impediscono il sollevamento.

Integrare una fase di identificazione chimica nella procedura di assistenza per le batterie non è complicato, ma deve essere un processo intenzionale. Un'officina che utilizza le stesse impostazioni predefinite per ogni batteria finirà per produrre risultati inaffidabili su un numero sempre maggiore di veicoli, e questi risultati errati sono difficili da giustificare al ritorno del cliente.

Il mix di veicoli si fa sempre più complesso

Le batterie al litio da 12 V rappresentano solo una parte di un cambiamento più ampio nella tipologia di batterie utilizzate nei veicoli. Sistemi AGM, EFB, a elettrolita liquido, al litio e ibridi leggeri da 48 V, ognuno con i propri requisiti specifici per le batterie ausiliarie, sono ormai presenti in molti veicoli, a volte anche nella stessa flotta. Un processo di test non progettato per questa gamma di applicazioni non solo non offre prestazioni ottimali con le batterie al litio, ma in generale, quando la composizione chimica non corrisponde alle specifiche predefinite.

Per fare le cose nel modo giusto, non si tratta tanto di acquistare nuove attrezzature per ogni nuova sostanza chimica, quanto piuttosto di conoscere le capacità e i limiti delle attrezzature attuali e di colmare le lacune prima che queste compromettano un ritorno sull'investimento o un rapporto con un cliente.

Da decenni Midtronics sviluppa soluzioni di diagnostica per batterie destinate ad ambienti di assistenza professionali, incluse piattaforme progettate per gestire l'intera gamma di composti chimici presenti oggi sul mercato. Se nella tua officina ti capita di utilizzare batterie al litio da 12 V e non sei sicuro che il tuo processo sia adatto a gestirle, è opportuno risolvere il problema al più presto. Scopri le soluzioni di test per batterie di Midtronics e scopri cosa significa un test accurato per ogni tipo di composto chimico.

Domande frequenti

In cosa si differenzia una batteria al litio da 12 V da una batteria al piombo-acido?

Una batteria al litio da 12 V, tipicamente al litio ferro fosfato (LFP) o al litio ferro manganese fosfato, è più leggera, si carica più velocemente e ha una durata significativamente maggiore in termini di cicli di carica/scarica rispetto a una batteria al piombo-acido equivalente. Inoltre, presenta una curva di scarica più piatta, il che significa che mantiene una tensione vicina a quella nominale fino a quando non è quasi completamente scarica, anziché diminuire gradualmente. Queste caratteristiche richiedono algoritmi di test e profili di carica diversi rispetto alle tradizionali batterie al piombo-acido.

È possibile testare una batteria al litio da 12 V con un tester di conduttanza standard?

Alcuni tester di conduttanza possono testare batterie al litio da 12 V, ma solo se includono una modalità per batterie al litio e l'algoritmo corretto per la capacità nominale della batteria. Testare una batteria al litio utilizzando le impostazioni per batterie al piombo produrrà risultati imprecisi perché l'algoritmo di conduttanza è calibrato per l'elettrochimica del piombo. Verificare sempre che il tester supporti le batterie al litio prima di collegarlo a una batteria al litio da 12 V.

Quali veicoli utilizzano batterie ausiliarie al litio da 12V?

Le batterie ausiliarie al litio da 12 V sono le più comuni nei veicoli elettrici di produttori come BMW (a partire da diversi modelli 2020 e successivi), in alcune configurazioni Tesla e, sempre più spesso, nei veicoli premium con motore a combustione interna, dove la riduzione del peso è una priorità. La loro adozione è in crescita man mano che il sovrapprezzo rispetto alle batterie AGM si riduce. Prima di sostituire la batteria, è sempre consigliabile verificare le specifiche del ricambio originale o l'etichetta della batteria stessa: l'aspetto del veicolo non fornisce alcuna indicazione sul tipo di batteria installata.

Come si guasta una batteria al litio da 12V?

A differenza delle batterie al piombo-acido, le batterie al litio non si guastano per solfatazione. Le modalità di guasto più comuni includono lo squilibrio delle celle all'interno del pacco batteria (gestito dal BMS interno), il guasto di un componente del BMS (che può causare la disconnessione automatica della batteria come misura di protezione), la perdita di capacità dovuta all'invecchiamento e, in alcuni casi, la deposizione di litio dovuta a una ricarica impropria. Una batteria al litio da 12 V che sembra scarica potrebbe avere un guasto al BMS: un semplice test di tensione non è in grado di distinguere tra una cella effettivamente guasta e un blocco del BMS.

È possibile caricare una batteria al litio da 12 V con un normale caricabatterie?

Non è sicuro. I caricabatterie per auto standard sono progettati per batterie al piombo e possono applicare tensioni o profili di carica incompatibili con le batterie al litio. Il sovraccarico di una batteria al litio può causare un degrado accelerato o, in casi estremi, surriscaldamento. Utilizzare sempre un caricabatterie con una modalità specifica per batterie al litio oppure verificare che il profilo di uscita del caricabatterie corrisponda alle specifiche della batteria. I caricabatterie diagnostici Midtronics GR8 e GRX-3000 includono modalità di carica compatibili con le batterie al litio.

Cosa dovrebbero fare i negozi per prepararsi all'aumento delle batterie al litio da 12V?

Tre cose: (1) investire in un tester di conduttanza compatibile con le batterie al litio, (2) formare i tecnici a identificare la composizione chimica delle batterie prima di testarle o caricarle, (3) tenere in magazzino le batterie di ricambio appropriate per le marche e i modelli presenti nella propria area di servizio. La fase di identificazione è la più importante: il costo di un'impostazione errata del tester o di un caricabatterie incompatibile è di gran lunga superiore ai pochi secondi necessari per leggere l'etichetta della batteria.