Batterie - Buono a sapersi

Inventata oltre 100 anni fa, la batteria convenzionale è stata costantemente perfezionata tanto da costituire ancora oggi un buon compromesso in fatto di affidabilità, robustezza, riciclabilità e prezzo. Per auto non dotate di sistema start-stop è una scelta sempre indicata.

Le batterie AGM (Absorbent Glass Mat), dette anche batterie VRLA (Valve Regulated Lead Acid) sono una classe di accumulatori nelle quali l’elettrolito è assorbito dentro una matrice di sottili fibre di vetro. Sono state sviluppate per soddisfare le crescenti sollecitazioni poste alle batterie di avviamento dalle auto moderne. Pertanto si trovano spesso su modelli dotati di sistemi start-stop con recupero di energia. Queste hanno un basso tasso di autoscarica e si caricano più velocemente. Sono a prova di fuoriuscite, resistenti ai cicli e agli urti e hanno elevate correnti di spunto.

Attenzione: non si deve mai aprire un’AGM, per cui non è possibile misurare la densità dell’elettrolito. La tensione di carica non deve superare 14.8 V. Le batterie AGM non usate si conservano bene, e sono quindi adatte a veicoli fermi per periodi prolungati (camper, vetture d’epoca, battelli ecc.).

Le EFB (Enhanced Flooded Battery) sono una versione perfezionata delle batterie umide convenzionali capace di soddisfare le maggiori sollecitazioni grazie alla loro migliore resistenza ai cicli e agli urti. Si prestano ad esempio alle vetture con sistemi start-stop semplici senza sofisticato meccanismo di recupero energia, oppure alle auto dotate di numerosi dispositivi energivori e usate frequentemente per tragitti brevi.

La norma EN 50342-1 descrive il controllo delle batterie al piombo con una tensione nominale di 12 V, utilizzate per l’avviamento, l’illuminazione e l’accensione di veicoli.

La corrente di picco massima che una batteria fornisce per breve tempo e necessaria ad avviare il motore, detta spunto, è indicata sulla scatola in ampere. Deve essere fornita a -18°C durante 10 s, senza che la tensione scenda sotto i 7.5 V. In genere è 6-8 volte la capacità in Ah indicata sulla batteria stessa.

La capacità è specificata in ampereora (Ah). Si tratta della quantità di elettricità che può essere prelevata, cioè per quanto tempo la batteria può fornire una certa corrente senza ricaricarsi. Una maggiore capacità è quindi più importante di un'elevata corrente di prova a freddo, a condizione che nell'auto ci sia spazio per una batteria più grande. La capacità nominale si riferisce a una scarica di 20 ore con una corrente che corrisponde a un ventesimo del valore di capacità dichiarato (ad esempio, per una batteria da 60 Ah: 3 A). Per questo motivo la batteria è solitamente contrassegnata dalla sigla K20. Se la batteria viene caricata di conseguenza a una temperatura di 25°C, la tensione finale deve essere superiore a 10,5 V (secondo la norma EN 50342-1).

Un elettrodo è un conduttore (per esempio metallo o grafite) usato per stabilire un contatto elettrico con una parte non metallica del circuito.

In una soluzione elettrochimica un elettrodo può essere un anodo o un catodo. Nelle batterie ricaricabili, durante la carica l'anodo è positivo e il catodo negativo, mentre durante la scarica la polarità è invertita.

Nelle batterie piombo-acido ci si serve di acido solforico diluito come conduttore per stabilire il contatto fra gli elettrodi. Se il livello è basso non si deve mai rabboccare acido bensì esclusivamente acqua demineralizzata o distillata. La densità acidica di una batteria convenzionale a piena carica è di 1.28 kg/l a 25°C. L’elettrolito può anche essere di tipo gel o, come nelle batterie AGM, dove l’elettrolito è assorbito dentro una matrice di sottili fibre di vetro.

I separatori dividono gli elettrodi di diversa polarità. Nelle batterie umide le lastre positive e negative sono separate da materiale in polietilene. Nelle AGM si usano matrici di fibre di vetro altamente assorbente per fissare l’elettrolito.

Anche inutilizzata la batteria si scarica con il tempo e ciò ad una velocità che dipende dal tipo di costruzione e dalla temperatura. Più basse le temperature, più lento il processo di autoscarica.

La batteria fornisce le migliori prestazioni intorno ai 25°C. Più basse sono le temperature, più si indebolisce, in quanto i processi chimici rallentano. Notoriamente le batterie di avviamento tendono a «morire» nei periodi di maggior freddo.

L‘Open Circuit Voltage (OCV) viene misurato ai poli della batteria in regime stazionario almeno 6 ore dopo una carica/scarica. Su batteria umida totalmente carica è di >12.7 V, per un’AGM >12.9 V. La tensione di circuito aperto fornisce indicazioni sullo stato di carica della batteria.

Le scariche profonde danneggiano la batteria e ne riducono notevolmente la durata di vita.

L’energia rilasciata in decelerazione viene trasformata dal generatore in energia elettrica ed immagazzinata nella batteria. Si ha recupero anche quando la batteria viene ricaricata dal generatore in discesa con la vettura in cut-off.

Se usata regolarmente, una batteria di avviamento dura in media da 4 a 6 anni. Nell’uso pratico l’accumulatore soffre anche del freddo, di frequenti viaggi brevi e prolungate fasi di riposo. Se si percorrono spesso tratte brevi consigliamo di fare ogni tanto un viaggio di almeno una mezz’ora o l’impiego di un caricatore esterno per ricaricare completamente la batteria.

Le batterie vanno conservate in luogo fresco, asciutto, al riparo della luce e dal gelo. In via di massima una batteria totalmente carica può essere conservata con tensione a riposo di 12.5 V (controllare regolarmente). Più bassa è la temperatura ambiente, minore e l’effetto di autoscarica. Batterie di avviamento cariche andrebbero caricate al più tardi quando la tensione a riposo <12.5 V.

Quando la batteria viene scaricata più di quanto non venga caricata provoca problemi all’avvio – indipendentemente dalla durata di vita. Il pericolo è maggiore in inverno perché molte utenze (ad esempio, il riscaldamento dei sedili, del volante e del lunotto, la ventilazione, i tergicristalli e le luci ecc. A bassa temperatura l’olio motore è più denso, ciò che richiede maggiore energia all’avvio. Inoltre le batterie piombo-acido assorbono tensione solo oltre 0°C, quando fa freddo inizialmente viene consumata tutta l’energia di carica disponibile per riscaldare la batteria quanto occorre. Sulle brevi tratte il motore viene già spento quando l’accumulatore ritorna ad assorbire carica. In queste condizioni sarebbe opportuno usare un caricatore esterno.

Nel caso delle batterie umide occorre prima controllare il livello dell’elettrolito. Dovrebbe essere 15 mm circa sopra il bordo superiore della lastra. A volte vi sono anche delle marcature di livello. Se la batteria deve essere scollegata per la carica dipende dal tipo di caricatore. Informazioni al riguardo nelle istruzioni. In generale i carica batterie automatici (tensione di carica limitata a 14.8 V) sono indicati per ricaricare le batterie montate fisse. Se la tensione fornita dall’apparecchio è superiore a 15.9 V occorre scollegare la batteria dall’elettronica di bordo. Attenzione: prima di staccare i morsetti tener conto delle indicazioni del produttore dell’auto. Batterie AGM richiedono caricatori a tensione costante (max. 14.8 V). La corrente di carica dovrebbe essere 1/10 della capacità nominale. L’operazione va eseguita in luogo ben ventilato perché viene a formarsi un gas esplosivo. Non occorre peraltro aprire i tappi. Attenzione: caricatori rapidi lavorano a fino all‘80% della capacità nominale (Ah).

È buona norma leggere le istruzioni sia dei cavi di avviamento che della vettura per evitare scariche eccessive che potrebbero danneggiare la delicata elettronica delle auto moderne. Si possono collegare solo batterie con tensione nominativa identica, ad esempio due da 12 V. Dapprima si spegnerà il motore dell’auto che soccorre e tutti i dispositivi elettrici. Poi si collegheranno i poli positivi delle due auto con il cavo. Quindi il polo negativo della batteria di soccorso con la massa (tipo una vite nel blocco motore) dell’auto in avaria. Quindi si avvia prima la vettura che soccorre e poi l’auto in panne e poi un dispositivo energivoro (ad es. scalda lunotto). Ciò permette di assorbire punte di tensione al momento di staccare i cavi dai poli. Il motore dell’auto di soccorso impedisce alla sua batteria un lavoro eccessivo. I cavi vanno poi staccati in ordine inverso, ovvero prima i poli negativi poi quelli positivi. Si consiglia di guidare per una distanza prolungata affinché l’alternatore della batteria soccorsa la ricarichi.

È vero che la maggior parte delle batterie d’avviamento sono a manutenzione zero. L'unica cosa che si può controllare è il livello del liquido, se è ancora possibile farlo. La superficie dell'alloggiamento della batteria deve essere pulita e asciutta per evitare correnti di dispersione. Tuttavia, le batterie delle auto moderne sono spesso installate in modo da essere protette anche dallo sporco.
Attenzione: le batterie AGM non devono essere rabboccate con acqua distillata, poiché ciò le distruggerebbe. È sufficiente che i terminali siano ben saldi e puliti.

Dovendo acquistare una nuova batteria badare a che sia dello stesso tipo di quella originale. Un’AGM va sostituita con una batteria della tecnologia identica, mentre per le batterie EFB vanno bene sia le EFB che le AGM, che hanno una durata più lunga. In via di principio quelle convenzionali possono essere sostituite con tutti e tre i tipi di batterie. Quanto alle specifiche tecniche (dimensioni, tensione (V), capacità (Ah) e corrente di spunto (A) ci si regolerà sulla batteria originale. Se occorre utilizzare un particolare tipo, questo viene di regola precisato nel foglio d’istruzioni.

Per evitare cortocircuiti, il terminale positivo viene montato prima di quello negativo. È importante che sia avvitato saldamente in posizione. A partire dal 2009 circa, molti veicoli sono dotati di un sistema di gestione della batteria (BMS, dall’inglese battery management system) che deve essere “appreso” mediante un dispositivo diagnostico. Spesso, quindi, non è possibile sostituire la batteria da soli.