Il punto sulle mie batterie al litio dopo più di un anno

[AndreaB72]

Volevo fare il punto sulla mia installazione LFP. A questo punto è passato più di un anno, ci ho fatto una stagione estiva, diverse uscite in inverno senza solare, lasciato la barca incustodita per lunghi periodi etc. - in pratica ci ho fatto tutto quello che ci si può fare.
Al momento ho una batteria sola da 280Ah che raddoppierò presto. La batteria è composta da quattro celle REPT da 280Ah 3.2V nominali (si trovano sui 600EUR).
Ho provato diversi BMS è quello migliore che ho provato fino ad ora è il JK con bilanciatore attivo da 2A. Purtroppo l'ho fritto per cui sto usando un JBD con bilanciatore passivo da 150mA. Entrambi i BMS sono da 200A con 600A di picco. Il costo di entrambi è intorno ai 150EUR il primo, 120EUR il secondo.
Affiancato al JBD da 200A ho provato diversi bilanciatori – incluso quello interno passivo da 150mA e alla fine sono atterrato sul NEEY attivo da 4A, che ho trovato in offerta a soli 65EUR.
Questa che ho trovato mi sembra la soluzione migliore in assoluto – il JBD è un prodotto buonissimo ma ha un bilanciatore pessimo, ma accompagnato dal NEEY è veramente eccezionale. Se dovessi dare una raccomandazione allo stato attuale delle cose, sarebbe BMS JBD + bilanciatore NEEY.
La cosa che importante è che ho fatto un test di capacità a Pasqua e ho tirato fuori dalle batterie quasi 260Ah ed avevo ancora circa un 15% di residuo stimato, quindi ben lontano dai fatidici 2.5V per cella, infatti ero sempre intorno ai 3.15V per cella per un totale di 12.6V.
Dopo mesi di utilizzo mi sono reso di una cosa: queste batterie non hanno bisogno di essere curate – non c'è da farci assolutamente niente se non monitorare che sia tutto a posto (e anche quello ormai lo faccio davvero poco).
L'unico accorgimento che ho lasciato nella mia lista è quello di lasciare le batterie fra il 40% e il 70% quando lascio la barca. Non ho fatto prove a supporto della teoria che lasciarle cariche ne accorci la vita, ma le argomentazioni scientifiche a supporto sono convincenti quindi ci credo.
A livello di procedure operative non ne ho molte a dire la verità. La sera prima di partire carico le batterie al 95% (circa 3.45V - 13.8V) con una corrente residua di circa 6~7A (grazie a Victron che ha implementato questa funzione nell'IP43). Niente altro.
Se sono in estate lascio il solare in funzione che mi copre per circa il 75%-80% del mio fabbisogno e lo lascio lavorare ad una tensione di 13.8V.
Se devo fare lunghe smotorate in generale lascio la carica da alternatore disattivata (Orion settato per power supply a 13.4V e carica sul BMS disattivata). Questo settaggio mi consente di alimentare tutto a bordo con l'alternatore senza caricare le batterie e aggiungere pressione sulla chimica. I 13.4V sono scelti in questo modo: 13.4V è la tensione a riposo delle batterie LFP cariche (3.35V a cella) per cui la tensione dell'Orion è sufficiente ad essere superiore a quella della batteria quindi alimentare la barca – in caso di richiesta superiore a quanto può dare, la batteria ci mette il resto. Vorrei avere un "pulsante" da premere per attivare questo setup, ma al momento devo andare sulle varie apps e fare i settaggi individualmente. Sto mettendo su una macchinetta basata su un ESP32 che farà tutti i settaggi in automatico, ma al momento sono indietro. Ovviamente, niente di tutto ciò è strettamente necessario e si può lasciare tutto il controllo all'elettronica dell'Orion e del BMS, ma in qualche maniera mi devo divertire...
Una nota – da quando ho LFP non accendo neanche più il motore per salpare l'ancora. Qualche volta parto direttamente a vela.
Di solito mi preoccupo di fare una ricarica completa (motore o banchina) se arrivo intorno al 30% di SOC, altrimenti lascio fare e controllo raramente.
La cosa bella è che non mi preoccupo di autoscarica o qualsiasi altra rogna delle batterie al Pb – quando vado via spengo tutto e basta. Quando ritorno in barca valuto se ricaricare prima (tipo viaggio lungo e senza sole) o semplicemente parto. Niente pannelli di mantenimento, niente condizionamento delle batterie, niente di niente.
Per chi volesse cimentarsi nell'auto costruzione, cose a cui stare attenti: i busbars per unire le celle sono fondamentali. La mia raccomandazione e di comprarli di buona qualità, dargli una passata con la carta 1000 e montarli con una pasta da contatti antiossidante. I collegamenti del BMS/bilanciatore NON fateli direttamente sulle celle ma fate un foro filettato sui busbars. In questo modo potete dare la giusta coppia ai dadi del busbar e potete smontare il BMS senza dover smontare tutto (rischiando di mandare tutto in corto).
Alcuni raccomandano di comprimere le celle. Io non l'ho fatto per diverse ragioni – la prima è che la compressione non serve a contenere il rigonfiamento delle celle – quello avviene in ogni caso per la natura della chimica in questione (gli ioni di litio che si attaccano sulle piastre in carbonio ne aumentano lo spessore quindi la batteria si contrae e si espande perché lo deve fare). La seconda è che la compressione serve solo nelle prime fasi della vita della batteria per costringere i gas che sono rimasti intrappolati fra le piastre di salire verso l'alto e eliminare il rischio di avere zone delle batterie che non "producono". Le batterie sono fatte in condizioni di vuoto ma qualche bollicina può rimanere. Finita questa fase, la compressione non serve più. Infatti, le batterie commerciali non sono compresse.
Non ho consigli in merito a boxare le celle o no. Io le ho boxate (si trovano on line box in ABS molto ben fatti) ma le tengo spesso aperte – mi sono fatto l'idea che più aria circola e meglio è.
Non ho molta esperienza diretta di batterie LFP già fatte, ma immagino che non ci sia molta differenza – se qualcuno avesse montato SOK, Renogy o simili (high-end non-Victron), che ci faccia sapere...
Un mito da sfatare è che il LFP si deve caricare con correnti esagerate per cui si deve cambiare alternatore etc. - Non è vero. Le LFP si caricano benissimo a correnti basse e ci mettono meno a caricarsi delle equivalenti al Pb perché sono molto più efficienti, cioè ogni Ah che si butta dentro finisce in carica invece che in calore. In pratica, se butto dentro ad una LFP 10Ah avrò caricato 10Ah – se butto gli stessi 10Ah in una batteria al Pb avrò caricato qualcosa variabile fra 7Ah e 5Ah (o meno). L'effetto si vede e si apprezza, non ho numeri in questo senso ma la sensazione è che si carichino molto più in fretta a parità di corrente.
Un altro vantaggio grosso che ho notato è che non hanno effetto Peukert per cui si possono pilotare salpancore, grossi inverters, bollitori etc. Senza preoccuparsi di dover sovradimensionare. Niente di trascendentale, ma sono tante piccole cose insieme che alla fine fanno la differenza. Anche la bassa resistenza interna e la stabilità della curva di carica sono importanti: con le AGM spesso l'inverter mi andava in protezione per tensione troppo bassa (sotto carico poteva scendere fino a 11.8V con batterie giù) ed oggi è un ricordo.
Sono anche contento della posizione. Il peso e il volume ridotto mi hanno consentito di mettere la batteria ben al di sopra della linea di galleggiamento in uno spazio ridotto e senza rinunciare ad accessibilità.
In definitiva, a questo punto sono sicuro che l'investimento di adeguare l'impianto ha ripagato e tutto sommato gli adeguamenti sono comunque necessari anche senza LFP (vedi DC/DC, CB decente etc.).