Prevenzione delle scintille e precarica: collegare correttamente una batteria di grandi dimensioni

Per collegare una batteria di grandi dimensioni senza generare scintille, è necessario caricare gradualmente i condensatori del controller prima di chiudere il circuito principale. Questo è il principio della precarica: si fa passare prima la corrente attraverso una resistenza, permettendo ai condensatori di caricarsi, e poi si stabilisce il collegamento diretto. I connettori anti-scintilla, i pulsanti di precarica o i contattori controllati sono soluzioni diverse che variano per comodità, ma non per principio.

Richiamo: da dove proviene la scintilla

All'ingresso di ogni controller sono presenti dei condensatori che fungono da serbatoio per le picchi di corrente. Quando si collega la batteria, questi sono scarichi e assorbono una corrente molto elevata, limitata solo dalle piccole resistenze delle celle, dei cavi e del connettore. Una scintilla si forma tra i contatti che si avvicinano, lasciando delle tracce nere. Il meccanismo è dettagliato nella nostra guida su i condensatori del controller e la scintilla durante la connessione.

Eliminare la scintilla significa, quindi, limitare questa corrente di spunto nel brevissimo istante in cui i condensatori si caricano.

Il principio della precarica

Si inserisce una resistenza in serie tra la batteria e il controller. La corrente di avviamento viene quindi limitata da questa resistenza: i condensatori si caricano gradualmente, in una frazione di secondo fino a pochi secondi, a seconda del valore della resistenza e della capacità del controller. Quando la tensione ai terminali del controller si avvicina a quella della batteria, si chiude il contatto principale, che cortocircuita la resistenza. Poiché non c'è quasi più differenza di tensione tra i due lati, il contatto si chiude senza archi elettrici.

Due aspetti sono fondamentali:

• `il valore della resistenza : se è troppo bassa, permette il passaggio di una corrente ancora elevata; se è troppo alta, la fase di precarica diventa troppo lunga. Viene calcolata a partire dalla tensione della batteria e dalla capacità di carica;`
• la sua potenza : la resistenza lavora solo per pochi istanti, ma deve assorbire l'energia della carica senza surriscaldarsi eccessivamente. Non deve mai rimanere attiva se il controller sta consumando corrente: in questo caso, si surriscalderebbe e causerebbe un calo di tensione.

Le soluzioni nella pratica

Il connettore antideflagrazione

Questa è la soluzione più diffusa sui monopattini e sui modelli in scala. Il connettore, sul lato positivo, presenta un contatto aggiuntivo collegato tramite una resistenza integrata. Inserendo il connettore, questo contatto tocca per primo: i condensatori si caricano durante il movimento, per poi essere seguiti dal contatto principale che prende il controllo. L'intero processo avviene con un'unica operazione.

Per farlo funzionare correttamente, è necessario premerlo con un movimento fluido e costante, evitando movimenti troppo bruschi (che non permetterebbero alla carica preliminare di avvenire) o esitazioni a metà corsa. Inoltre, deve essere collegato correttamente: la parte con la resistenza deve essere posizionata nel modo previsto dal produttore.

Il pulsante o l'interruttore di precarica

Su un veicolo in cui la batteria rimane collegata, si installa un piccolo pulsante che collega la batteria al controller tramite una resistenza. Si preme il pulsante per qualche secondo, quindi si spegne l'interruttore principale. È un metodo semplice, ma richiede di seguire l'ordine corretto ad ogni accensione.

L'interruttore con precarica automatica

Nelle macchine più potenti, come moto, kart e veicoli industriali, un interruttore (un relè di potenza di grandi dimensioni) stabilisce il contatto principale. Un circuito inizialmente gestisce la precarica attraverso una resistenza, verifica che la tensione del controller sia allineata con quella della batteria, e quindi chiude l'interruttore. Questa è la soluzione adottata nei veicoli elettrici di serie: sicura, automatica, ma più ingombrante e costosa.

E l'interruttore di sicurezza?

Un interruttore di sicurezza, come il nostro interruttore di sicurezza racing, interrompe il circuito di alimentazione della batteria: isola la batteria dal resto del veicolo per le competizioni, il trasporto o il lavoro in officina. È una misura di sicurezza preziosa, obbligatoria nella maggior parte dei circuiti, come spiega la nostra guida sull'interruttore di sicurezza.

Tuttavia, non sostituisce la precarica. Quando si richiude, i condensatori del controller, scaricati nel frattempo, si caricano esattamente come quando si collega un connettore: la corrente di spunto passa quindi attraverso i contatti dell'interruttore. La precarica deve comunque essere prevista nell'installazione, ad esempio con un connettore anti-scintilla o un pulsante di precarica da utilizzare prima di richiudere l'interruttore.

Cosa non fare

• `Collegamento a tentoni : un connettore avvicinato e allontanato più volte produce diverse scariche invece di una.`
• `Cortocircuitare la resistenza di precarica perché "disturba": si riscontra la scintilla, e in più si possono formare cortocircuiti permanenti sui contatti. `
• `Mantenere attiva la precarica durante la guida: la resistenza si surriscalderebbe e causerebbe un calo di tensione nel controller.`
• Utilizzare un interruttore sottodimensionato come contatto principale: i suoi contatti non sono adatti alla corrente della macchina.
• `Collegare la batteria con il controller acceso`, acceleratore premuto, oppure con la ruota a terra su un veicolo potente.