La salute di una batteria che non può essere testata non dipende sempre dall’aspetto visivo o dall’età della batteria. Se la tua batteria non mostra alcun sintomo, allora è impossibile prevedere lo stato di carica della tua batteria senza usare un tester per batterie. Quando si testa una batteria con un tester per batterie, si devono valutare tre indicatori di salute per evitare sprechi:
- La capacità, la capacità di immagazzinare energia…
- La resistenza interna, la capacità di fornire corrente e
- Autoscarica, che riflette l’integrità meccanica e le condizioni legate allo stress
Capacità: l’immagazzinamento di energia di una batteria
Le batterie sono presenti in molte condizioni e una carica può facilmente mascherare un sintomo che permette a una batteria debole di funzionare correttamente. Allo stesso modo, una batteria forte con una bassa carica ha delle somiglianze con un blocco che ha una perdita di capacità. Le caratteristiche della batteria sono anche influenzate dalla recente carica, scarica o stoccaggio a lungo termine. Questi cambiamenti di umore dovrebbero essere chiaramente identificati durante i test della batteria.
Il principale indicatore della salute di una batteria è la capacità, una misura che rappresenta l’immagazzinamento di energia. Una batteria nuova deve fornire il 100% della capacità nominale. Ciò significa che un pacco da 5Ah dovrebbe fornire cinque ampere per un’ora. Se la batteria si ferma dopo 30 minuti, la capacità sarà ridotta al 50%. La capacità è anche coperta da obblighi di garanzia, con la sostituzione dovuta quando la capacità scende sotto l’80%. Ancora più importante, la capacità definisce la fine della vita della batteria.
L’acido al piombo inizia a circa l’85% e la capacità aumenta con l’uso prima che inizi il lungo e graduale declino. Gli ioni di litio partono al massimo e iniziano immediatamente il loro declino, anche se molto lentamente. Le batterie a base di nichel devono essere innescate per raggiungere la loro piena capacità quando sono nuove o dopo un lungo stoccaggio.
I produttori basano le specifiche dei dispositivi su una batteria nuova. Questa condizione è temporanea e non rappresenta una vera batteria, dato che la decolorazione inizia il giorno della fabbricazione. Il calo delle prestazioni diventa visibile solo una volta che il lustro di un nuovo dispositivo è scomparso e la routine quotidiana è data per scontata. Un’analogia è quella di un uomo che invecchia, la cui resistenza comincia a esaurirsi dopo gli anni più produttivi.
Quando si deve sostituire una batteria?
Sapere quando smaltire le batterie usate è un po’ poco chiaro per molti utilizzatori di batterie. Alla domanda “A che capacità si sostituisce la batteria?”, la maggior parte risponde in modo confuso “Chiedo scusa? Poche persone hanno familiarità con il termine capacità come misura del tempo di funzionamento. E pochi sanno che la capacità è usata come soglia per la rimozione della batteria. In molte organizzazioni, i problemi della batteria diventano evidenti solo con l’aumento dei guasti, che possono essere causati da una mancanza di manutenzione della batteria.
La rimozione della batteria dipende dall’applicazione. Le organizzazioni che usano i tester per le batterie generalmente fissano la soglia di sostituzione all’80%. Alcune industrie possono mantenere la batteria più a lungo di altre e c’è una mancata corrispondenza tra il “what if” e l’economia. Gli scanner nei magazzini possono scendere fino al 60% e garantire comunque una giornata lavorativa completa. La batteria di avviamento di un’auto funziona ancora bene al 40%, ma non è sufficiente.
Qualsiasi missione a batteria deve includere uno scenario peggiore. Anche se i produttori includono una certa riserva quando specificano il tempo di funzionamento, la quantità è raramente definita chiaramente. Le missioni critiche richiedono tolleranze più strette e la batteria deve essere sostituita prima di quando un guasto improvviso può essere tollerato.
Le attrezzature mediche e militari sono considerate critiche e le batterie sono spesso sostituite troppo presto. Piuttosto che testarle, i produttori di dispositivi preferiscono usare un contatore di cicli o un timbro con la data per imporre la rimozione della batteria. Per coprire tutte le eventualità, la durata di vita di un datario è spesso limitata a 2 o 3 anni.
Rifiuti di batterie negli ospedali
I tecnici medici hanno scoperto che molte batterie di defibrillatori hanno più del 90% della loro capacità residua quando la data di scadenza obbligatoria di 2 anni è passata, con conseguente sostituzione prematura di batterie mediche perfettamente buone. Nonostante questo apparente spreco, un sondaggio della FDA statunitense indica che “fino al 50 per cento delle chiamate di servizio negli ospedali intervistati sono per problemi di batteria“. I professionisti della salute dell’AAMI (Association of Advanced Medical Devices) affermano inoltre che “la gestione delle batterie è emersa come una delle dieci principali questioni relative ai dispositivi medici”.
L’importanza di testare la batteria di un drone
Un’altra applicazione in cui la capacità della batteria è importante è quella di un drone. Con una buona batteria, l’aereo può essere specificato per volare per 60 minuti, ma se la capacità è sconosciuta al controllo della missione, si riduce dal 100 al 75 per cento e il tempo di volo si riduce a 45 minuti. Il veicolo da 25.000 dollari potrebbe schiantarsi quando deve negoziare un secondo approccio di atterraggio. Segnando la capacità su ogni pacco come parte della manutenzione della batteria, le batterie che forniscono quasi il 100% della capacità possono essere assegnate a viaggi lunghi, mentre i pacchi più vecchi possono essere inviati per corse più brevi. Questo permette di utilizzare pienamente ogni batteria e di stabilire una buona politica di smaltimento.
Guasti alla batteria dell’auto sempre più comuni
I guasti alle batterie non sono limitati ai dispositivi portatili. Anche le batterie di avviamento dei veicoli sono diventate soggette a guasti. Nel 2008, l’ADAC (Federazione automobilistica tedesca) ha dichiarato che il 40% di tutti i guasti delle automobili sulla strada sono legati alla batteria. Un rapporto ADAC del 2013 indica che i problemi delle batterie sono quadruplicati tra il 1996 e il 2010.
La BCI (associazione professionale delle batterie) riporta risultati simili. Uno studio del 2010 del sottocomitato tecnico dell’ICO ha rilevato che le interruzioni del sistema sono aumentate del 9% rispetto a 5 anni prima. Gli esperti sospettano che i requisiti elettrici più elevati nei veicoli moderni portino a tassi di guasto più elevati.
Un produttore tedesco di auto di lusso ha riferito che una su due batterie d’avviamento restituite in garanzia non aveva problemi. Un produttore tedesco di batterie di avviamento di alta qualità ha dichiarato che i difetti di fabbricazione rappresentano solo il 5-7% di tutte le richieste di garanzia. Un guasto alla batteria durante il periodo di garanzia è raramente un difetto di fabbrica; le abitudini di guida sono i principali colpevoli. Un’attenta valutazione con strumenti avanzati di test della batteria dell’auto, in grado di esaminare vari sintomi di guasto, può ridurre significativamente le richieste di garanzia.
Spreco di batterie telefoniche
L’industria della telefonia mobile sta vivendo simili problemi di garanzia della batteria. Nove su dieci batterie restituite non presentano alcun problema. Invece di risolvere un reclamo del cliente a causa di una durata di vita più breve del previsto, l’addetto sostituisce semplicemente la batteria. Questo aumenta il carico del venditore senza risolvere il problema; può anche portare a reclami ripetuti.
Il dilemma del test delle batterie
Parte del problema è la difficoltà di testare le batterie, e questo vale per negozi, ospedali, campi di battaglia e garage di servizio. I metodi di test delle batterie rapide sembrano risalire all’epoca medievale, il che è particolarmente evidente quando si confrontano i progressi su altri fronti. Non abbiamo nemmeno un metodo affidabile per stimare lo stato di carica, che si basa essenzialmente sul conteggio di tensione e coulomb. La valutazione della capacità, l’indicatore di salute più importante in una pila, è successiva. Misurare la tensione a circuito aperto e controllare la resistenza interna non fornisce prove conclusive della salute della batteria.
Una batteria scarica è facile da controllare e tutti i tester per batterie sono precisi al 100%. La sfida è quella di valutare una batteria che abbia un rendimento tra l’80 e il 100% durante il servizio.
Il mondo delle batterie sta mettendo molto impegno nella super batteria, ma questa batteria migliorata è incompleta senza poterne controllare le prestazioni in servizio. Migliorare le prestazioni e l’affidabilità non significa solo fare una batteria migliore, ma seguire le prestazioni mentre invecchia.
Il professor Mark Orazem paragona la complessità dei test delle batterie al racconto indiano dei ciechi che toccano un elefante per scoprire cos’è. Poiché ogni uomo sente solo una parte del suo corpo, sorgono dei disaccordi tra di loro. Il test delle batterie è complesso, anche per l’uomo vedente, ma si stanno facendo progressi. Tecnologie migliori alla fine prenderanno piede.
