LINEE GUIDA PER TROVARE LA CORRISPONDENZA LITIO / PIOMBO
Per determinare la corrispondenza tra una batteria al litio ed una batteria al piombo occorre valutare un discreto numero di parametri ed analizzare in dettaglio l’applicazione. Non esiste una regola universale od un numero predefinito (ad esempio una batteria al litio equivale ad una al piombo avente capacità doppia…!) poichè gran parte della variabilità dipende dalla potenza dell’applicazione se parliamo di batterie di avviamento e dall’energia richiesta se parliamo di batterie trazione o deep cycle.
BATTERIE DEEP CYCLE O TRAZIONE
1) tensione batteria nominale [Volt V] della batteria da sostituire
La tensione nominale della batteria al litio e quella al piombo deve essere identica. Quindi se si desidera sostituire una batteria 12V nominali, occorre scegliere una batteria LiFEPO4 12V nominali, se si desidera sostituire una batteria 24V nominali, occorre scegliere una batteria LiFEPO4 24V nominali e così via.
Nel fare la sostituzione, occorre prevedere un caricabatterie DIVERSO e dedicato alla ricarica del litio, preferibilmente dotato di comunicazione CANBus o tramite PWM.
2) capacità nominale [Ampere ora Ah]
La capacità nominale di una batteria al litio è un valore inequivocabile e univocamente definito; tale valore non dipende dalla corrente con cui si scarica la batteria. Nelle batterie al piombo invece, la capacità diminuisce esponenzialmente in funzione dell’intensità della corrente di scarica. Tale valore, denominato CAPACITA’ viene generalmente dato in C/5 per le batterie piombo trazione, ovvera la resa in amperora per una scarica della durata di 5 ore.
Per la prima volta nel 1897 uno scienziato tedesco scrisse una serie di relazioni che permisero di calcolare la capacitià di una batteria al piombo in funzione dell’intensità della corrente di scarica, della tipologia di batteria (AGM VRLA – Gel – Elettrolita liquido) e dell’età della batteria stessa.
Cp = I^k*t
In pratica la capacità (espressa in Ampere ora) di una batteria è uguale al prodotto tra corrente erogata (espressa in Ampere) elevata secondo l’esponente “K” e moltiplicata per il tempo (espresso in ore o frazioni di ora). Se la costante esponenziale “k” è uguale ad 1 (come nel caso delle batterie Aliant LifePO4), la capacità disponibile dell’accumulatore risulterà essere indipendente dalla corrente di scarica.
Per le batterie al piombo, invece, la costante “k” varia tra i seguenti valori:
VRLA / AGM i valori oscillano fra 1.05-1.15.
Gel i valori oscillano fra 1.1-1.25.
Elettrolita liquido i valori oscillano fra 1.2-1.6.
All’atto pratico, per determinare la reale capacittà erogabile da una batteria al piombo in funzione del carico occorre utilizzare la seguente formula:
It = C(C/I*H)^(k-1)
Calcola la Reale Capacità della tua batteri al piombo in pochi e semplici passi.
Dove:
It è la capacità effettiva disponibile in scarica ad una data corrente I
C è la capacità rilevata in scarica a C/20 (capacità nominale)
H è il tempo di scarica necessario per determinare C (20 ore)
I è la corrente effettiva erogata in un dato istante
Questa legge, unitamente al fatto che le batterie al litio si possono ricaricare in tempi sensibilmente inferiori e si possono fare cariche parziali (biberonaggi) senza inficiare sulla vita della batteria, possono consentire di ridurre la capacità della batteria al litio rispetto a quella della batteria al piombo che occorre sostituire.
3) tempi di ricarica e corrente di ricarica massima ammessa
Occorre sempre valutare attentamente i tempi minimi di ricarica richiesti per la propria applicazione (quando si parla di batterie di trazione è importante), e anche verificare le correnti di ricarica ammesse dalla batteria, poichè le correnti di alternatore non devono eccedere quanto previsto nella specifica del prodotto.
4) temperature di lavoro
Occorre sempre installare ed utilizzare la batteria in ambienti le cui range di temperature sia almeno pari a quella previste nella specifica del prodotto. La durata delle batterie al litio nel tempo dipende anche in modo importante dalla permanenza ad elevate temperature (superiori 50°C), che come noto contribuiscono ad accelerare il processo di invecchiamento ed ossidazione degli elettrodi.
BATTERIE AVVIAMENTO
1) tensione batteria nominale [Volt V] della batteria da sostituire
La tensione nominale della batteria al litio e quella al piombo deve essere identica. Nel caso di batterie di avviamento, la batteria al piombo 12V generalmente è costituita da 6 celle in serie – aventi tensione nominale di 2.13 V ciascuna – ed il risultato è una batteria con tensione di 12.78 V. Nel caso di batterie al litio ferro fosfato 12V, esse sono generalmente costituite da 4 celle in serie – aventi tensione nominale di 3.3V ciascuna – ed il risultato è pertanto una batteria con tensione di 13.2V. I due valori sono totalmente equivalenti, e la limitata differenze si traduce in termini pratici nella intercambiabilità senza problemi nelle moto e nei veicoli dotati di regolatori di tensione di ultima generazione (caratterizzati da un Output a 14 / 14,5V), mentre potrebbe dare qualche problema con motociclette degli anni ’60 e ’70, poichè in queste ultime è più probabile trovare regolatori di tensione con valori di output a 13,2 – 13,5V.
E’ preferibile utilizzare caricabatterie dedicato e approvato dal costruttore della batteria litio.
2) capacità nominale [Ampere ora Ah]
La capacità nominale di una batteria al litio è un valore inequivocabile e univocamente definito; tale valore non dipende dalla corrente con cui si scarica la batteria. Nelle batterie al piombo invece, la capacità diminuisce esponenzialmente in funzione dell’intensità della corrente di scarica.
Per la prima volta nel 1897 uno scienziato tedesco scrisse una serie di relazioni che permisero di calcolare la capacitià di una batteria al piombo in funzione dell’intensità della corrente di scarica, della tipologia di batteria (AGM VRLA – Gel – Elettrolita liquido) e dell’età della batteria stessa.
Cp = I^k*t
In pratica la capacità (espressa in Ampere ora) di una batteria è uguale al prodotto tra corrente erogata (espressa in Ampere) elevata secondo l’esponente “K” e moltiplicata per il tempo (espresso in ore o frazioni di ora). Se la costante esponenziale “k” è uguale ad 1 (come nel caso delle batterie Aliant LifePO4), la capacità disponibile dell’accumulatore risulterà essere indipendente dalla corrente di scarica.
Per le batterie al piombo, invece, la costante “k” varia tra i seguenti valori:
VRLA / AGM i valori oscillano fra 1.05-1.15.
Gel i valori oscillano fra 1.1-1.25.
Elettrolita liquido i valori oscillano fra 1.2-1.6.
All’atto pratico, per determinare la reale capacittà erogabile da una batteria al piombo in funzione del carico occorre utilizzare la seguente formula:
It = C(C/I*H)^(k-1)
Calcola la Reale Capacità della tua batteri al piombo in pochi e semplici passi.
Dove:
It è la capacità effettiva disponibile in scarica ad una data corrente I
C è la capacità rilevata in scarica a C/20 (capacità nominale)
H è il tempo di scarica necessario per determinare C (20 ore)
I è la corrente effettiva erogata in un dato istante
Nelle batterie al litio avviamento generalmente NON si dichiara il valore nominale di capacità ma solo il valore della capacità della batteria piombo equivalente, rendendo impossibile quantificare poi la reale riserva di carica di un determinato modello di batteria. Tuttavia questa indicazione semplifica il lavoro di chi deve sostituire una batteria avviamento piombo con una litio.
3) corrente di spunto (qualora si tratti di una batteria di avviamento) [Ampere A]
La potenza disponibile nelle celle al litio ferro fosfato è enormemente più elevata di quella disponibile nelle celle al piombo, soprattutto se confrontate a parità di peso. Per identificare una batteria al litio equivalente, occorre consultare il configuratore oppure contattarci tramite il modulo online e chiedere delucidazioni in merito al nostro staff tecnico.
4) temperature di lavoro
Occorre sempre installare ed utilizzare la batteria in ambienti le cui range di temperature sia almeno pari a quella previste nella specifica del prodotto.
SCELTA
Alla luce di quanto riportato sopra, occorre distinguere in modo importante il criterio di scelta a seconda che si tratti di una applicazione di avviamento oppure di trazione. In generale le batterie litio avviamento moto Aliant hanno una capacità nominale inferiore a quella delle batterie tradizionali piombo oppure AGM che vanno a sostituire. Però la potenza è superiore grazie alla tecnologia Lifepo4 contenuta all’interno delle batterie avviamento moto. Pertanto generalmente la batteria litio avviamento avrà una capacità inferiore a quella piombo che sostituisce.
Per quanto riguarda le batterie di trazione, qualora le indicazioni di cui sopra non fossero chiare, si consiglia di contattare il supporto tecnico per determinare i reali fabbisogni necessari alla propria applicazione e fare un dimensionamento opportuno, tenendo conto delle peculiarità della specifica applicazione oggetto dello studio.
