Per molti anni sostituire la batteria da 12 volt di un’automobile è stata un’operazione relativamente semplice: si apriva il cofano, si scollegava la vecchia batteria al piombo, si installava quella nuova e si ripristinavano eventualmente alcune impostazioni.
Nelle automobili più recenti, però, la situazione sta cambiando. Anche la batteria che alimenta la rete elettrica a bassa tensione può essere agli ioni di litio, può essere collocata in un punto difficile da raggiungere e può richiedere strumenti diagnostici e procedure elettroniche specifiche per essere sostituita.
Il video mostra due casi diversi: una Hyundai Kona full hybrid e una Porsche. In entrambe le automobili la batteria da 12 volt è al litio, ma la sua collocazione e la procedura di sostituzione sono molto differenti.
Anche nelle automobili ibride ed elettrificate continua a essere presente una rete a bassa tensione, normalmente indicata come rete da 12 volt.
Questa alimenta o contribuisce ad attivare numerosi dispositivi:
Una batteria ad alta tensione può quindi essere carica, ma l’automobile può comunque risultare completamente inutilizzabile se la batteria da 12 volt non riesce ad alimentare le centraline e ad avviare correttamente i sistemi.
Nelle automobili moderne la batteria da 12 volt non è necessariamente collocata nel vano motore. Può trovarsi:
Quando la batteria non è accessibile, nel vano motore sono normalmente presenti appositi punti di collegamento per un alimentatore esterno o un booster.
Il positivo può essere indicato da un simbolo “+” e collocato, per esempio, nella scatola dei fusibili. Il collegamento negativo deve essere effettuato su un punto di massa adeguato e robusto del telaio o del motore, evitando componenti sottili o poco resistenti.
Il collegamento deve naturalmente essere eseguito rispettando la corretta polarità. Invertire positivo e negativo può provocare danni importanti all’impianto elettrico e alle centraline.
Nella Hyundai mostrata nel video, aprendo il cofano non si trova una normale batteria da 12 volt. Sono però presenti un punto positivo nella fusibiliera e un punto metallico adatto per il collegamento della massa.
Collegando un booster a questi punti, l’automobile torna ad alimentarsi e può entrare regolarmente nello stato “Ready”, senza mostrare inizialmente particolari anomalie.
La batteria da 12 volt è collocata sotto il sedile del passeggero ed è integrata nel complesso che comprende anche la batteria ad alta tensione. Per accedervi, nel caso mostrato, è necessario mettere in sicurezza il sistema ad alta tensione, scollegare i collegamenti previsti, rimuovere il gruppo batteria dall’automobile e lavorare sul banco.
La sostituzione non riguarda quindi un componente immediatamente accessibile. È necessario intervenire vicino a cablaggi ad alta tensione, riconoscibili normalmente dal colore arancione, e seguire procedure di sicurezza specifiche.
All’interno del gruppo si trovano:
Nel video la vecchia batteria mostra una tensione di circa 12,8 volt. La batteria nuova, invece, sembra non fornire alcuna tensione.
Ciò non significa necessariamente che la batteria nuova sia difettosa. Le batterie al litio di questo tipo possono contenere un relè interno che rimane aperto durante il trasporto o prima dell’attivazione. Finché il relè non viene chiuso dal sistema elettronico, ai morsetti esterni può non essere rilevata alcuna tensione.
Dopo il montaggio, l’automobile deve essere inizialmente alimentata mediante una sorgente esterna. Il sistema si riattiva, riconosce la batteria e comanda la chiusura del relè interno.
Nel caso mostrato, una volta completata la procedura, l’automobile entra nuovamente nello stato “Ready”. La tensione raggiunge circa 13,7 volt, segno che la batteria da 12 volt sta ricevendo la carica.
Viene inoltre eseguita la correzione o inizializzazione dello stato di carica, indicato con la sigla SOC, cioè State of Charge.
Nella Porsche la batteria è collocata in una posizione più simile a quella delle tradizionali batterie al piombo. Anche in questo caso, però, si tratta di una batteria agli ioni di litio dotata di elettronica interna.
Quando il veicolo arriva in officina, la rete elettrica è completamente inattiva. Collegando un booster agli appositi punti positivo e negativo, l’automobile si avvia, ma compare l’avviso relativo a un difetto della rete di bordo.
La diagnosi elettronica permette di rilevare diverse informazioni, tra cui:
Nel caso mostrato, l’alternatore risulta attivo e l’automobile produce circa 14 volt. Questo indica che il problema non è necessariamente nel sistema di ricarica, ma nella batteria e nella sua gestione elettronica.
La semplice installazione meccanica della batteria nuova non completa la sostituzione.
La rete elettrica deve essere mantenuta o ripristinata mediante un alimentatore esterno. Successivamente è necessario utilizzare uno strumento diagnostico per comunicare all’automobile:
Solo dopo questa procedura è possibile effettuare l’apprendimento della batteria, cancellare gli errori memorizzati e ripristinare il normale funzionamento della rete di bordo.
Quella che in passato era una sostituzione prevalentemente meccanica diventa quindi anche un intervento elettronico e informatico.
Le batterie al litio sono gestite da un sistema elettronico comunemente chiamato BMS, Battery Management System.
Il BMS controlla diversi parametri, tra cui:
Lo stato di salute viene spesso indicato con la sigla SOH, State of Health. Quando il sistema ritiene che la batteria sia scesa sotto una determinata soglia di efficienza o sicurezza, può aprire il relè interno e isolare elettricamente le celle.
In questa situazione la batteria può sembrare completamente morta, anche se al suo interno è ancora presente energia. La rete di bordo, però, non può più utilizzarla.
La presenza del relè e del BMS permette una gestione più controllata della batteria, ma rende anche più complessa la diagnosi. Non è più sufficiente misurare la tensione ai morsetti per stabilire con certezza lo stato delle celle interne.
Le automobili moderne contengono un numero crescente di dispositivi elettrici ed elettronici. Schermi, centraline, sensori, sistemi di assistenza, climatizzazione e servizi connessi aumentano il carico sulla rete di bordo e richiedono un’alimentazione stabile.
Secondo la spiegazione del video, le tradizionali batterie al piombo o AGM possono non essere più la soluzione ideale per alcune architetture elettriche. Le batterie agli ioni di litio permettono una gestione energetica differente e possono fornire maggiore stabilità con una capacità nominale inferiore.
Come esempio, nella Porsche mostrata viene utilizzata una batteria al litio da circa 60 Ah, mentre in precedenza su automobili simili potevano essere installate batterie al piombo da circa 100 Ah.
La capacità nominale inferiore non significa necessariamente che la batteria sia inadeguata: cambia il modo in cui l’energia viene gestita e resa disponibile.
Una capacità ridotta, tuttavia, significa anche che i consumi a veicolo fermo o lasciato a lungo in uno stato parzialmente attivo possono scaricare la batteria con maggiore rapidità.
La tecnologia al litio non elimina il rischio di guasto.
Nel video vengono mostrati problemi su automobili relativamente recenti o con chilometraggi non eccezionalmente elevati. Quando le celle si deteriorano o il BMS rileva condizioni non accettabili, il relè interno può aprirsi e rendere inutilizzabile la batteria.
Il problema può quindi presentarsi in due modi:
In entrambi i casi l’automobile può risultare completamente inattiva.
Un’altra differenza rispetto alle batterie tradizionali riguarda il prezzo.
Nel video vengono indicati, in modo approssimativo, questi prezzi di listino:
A questi importi bisogna aggiungere il costo della manodopera, che può essere elevato quando è necessario smontare sedili, rivestimenti o addirittura il gruppo della batteria ad alta tensione.
Devono inoltre essere considerate la diagnosi elettronica, la registrazione della batteria e l’eventuale aggiornamento o inizializzazione dei parametri di gestione.
In alcuni casi sarebbe tecnicamente possibile aprire la batteria, ricaricare direttamente le celle e azzerare o ripristinare il BMS. Questa operazione, però, non è normalmente prevista dal costruttore.
La procedura ufficiale consiste nella sostituzione completa della batteria.
Un eventuale recupero potrebbe riattivarla, ma non risolverebbe necessariamente il deterioramento delle celle. Se la capacità reale è ormai insufficiente, dopo alcuni mesi il BMS potrebbe rilevare nuovamente il problema e aprire ancora il relè interno.
Ricaricare la batteria e azzerare ripetutamente il BMS non rappresenta quindi una soluzione affidabile. Può mascherare temporaneamente il problema senza ripristinare l’efficienza originaria delle celle.
Inoltre, aprire e intervenire su una batteria al litio comporta rischi e richiede conoscenze, attrezzature e procedure adeguate.
Le batterie al litio da 12 volt possono offrire vantaggi nella stabilità dell’alimentazione e nell’efficienza energetica. Tuttavia, introducono anche nuove complessità:
Per questo motivo la sostituzione della batteria da 12 volt, che un tempo poteva essere affrontata da molti automobilisti con pochi attrezzi, sta diventando sempre più spesso un intervento riservato a officine attrezzate e personale competente.
Secondo la previsione presentata nel video, l’impiego delle batterie agli ioni di litio per la rete a bassa tensione diventerà progressivamente più comune. Il risultato sarà una gestione energetica più evoluta, ma anche una maggiore dipendenza dalla diagnosi elettronica e dall’assistenza specializzata.