Controller, batteria e BMS: perché la batteria si spegne accelerando
Accelerate a fondo e tutto si spegne di colpo: motore, display, luci. A volte bisogna spegnere e riaccendere, a volte persino collegare il caricabatterie affinché il monopattino riparta. Nella grande maggioranza dei casi, non è il controller a cedere: è la batteria che si protegge tramite il suo BMS.
L'essenziale
- Il BMS è la scheda elettronica che monitora la batteria e può interromperne l'uscita per proteggerla.
- Interrompe l'erogazione se gli viene richiesta più corrente del limite previsto, se una cella scende troppo di tensione o se la temperatura sale troppo.
- Indizio chiave: se anche il display si spegne, è quasi sempre la batteria che ha interrotto l'alimentazione.
- La soluzione duratura consiste nell'allineare la richiesta del controller con ciò che la batteria è in grado di fornire.
Il BMS, il guardiano della batteria
Una batteria da monopattino è un assemblaggio di decine di celle al litio. Queste celle non amano essere scaricate eccessivamente, sovraccaricate, sollecitate con troppa corrente o riscaldate. Il BMS (Battery Management System, sistema di gestione della batteria) le monitora costantemente e interrompe l'uscita della batteria appena viene superato un limite.
Monitora in particolare:
- la corrente di scarica: ogni BMS ha una corrente massima, oltre la quale interrompe il circuito in una frazione di secondo;
- la tensione di ogni gruppo di celle: se uno di essi scende sotto una certa soglia, la batteria viene disattivata per evitarne il danneggiamento;
- la temperatura delle celle e dei suoi stessi componenti;
- i cortocircuiti, interrotti quasi istantaneamente.
Perché succede proprio in accelerazione
È proprio in fase di spunto e a pieno gas che il controller richiede la massima corrente alla batteria. In questo momento si sommano tre fattori.
La corrente supera il limite del BMS
Se il controller è configurato per assorbire 60 A dalla batteria e il BMS è limitato a 50 A, il taglio avviene non appena si richiede la massima potenza. È il caso tipico dopo la sostituzione di un controller, o su monopattini a doppio controller che prelevano energia insieme da una batteria dimensionata per uno solo.
La tensione crolla sotto carico
Una cella ha una piccola resistenza interna. Più corrente le viene richiesta, più la sua tensione diminuisce durante lo sforzo. Una batteria mezza scarica, fredda o usurata può mostrare una tensione corretta a riposo, per poi sprofondare sotto la soglia di protezione del BMS durante un'accelerazione decisa.
Una cella più debole delle altre
Le celle sono collegate in serie. Se un gruppo è invecchiato più rapidamente o è meno carico degli altri, sarà il primo a raggiungere la soglia minima e il BMS spegnerà l'intera batteria per proteggerlo. La batteria sembrerà "carica" ma si spegnerà comunque.
Riconoscere un'interruzione del BMS
| Cosa si osserva | Probabile causa |
|---|---|
| Tutto si spegne di colpo, display incluso | Il BMS ha interrotto l'uscita della batteria |
| È necessario collegare il caricabatterie per ripartire | Il BMS si è bloccato dopo una sovracorrente o un cortocircuito; molti BMS si riarmano collegando il caricabatterie |
| Il taglio avviene soprattutto con batteria mezza scarica o con tempo freddo | Caduta di tensione sotto sforzo o cella debole |
| Il motore si ferma ma il display rimane acceso | Più probabilmente una protezione del controller (temperatura, sottotensione impostata, guasto al motore) |
| La potenza cala progressivamente senza spegnimenti | Protezione termica del controller o del motore, o limitazione a fine carica |
Le soluzioni, dalla più semplice alla più costosa
- Adeguare il controller alla batteria. Su un controller programmabile, limitare la corrente della batteria al di sotto della soglia del BMS. Su un monopattino a doppio controller, bisogna considerare la somma di entrambi.
- Controllare lo stato della batteria. Misurare la tensione di ciascun gruppo di celle dopo la ricarica e dopo un'uscita: un gruppo che si discosta dagli altri indica una cella usurata o un bilanciamento non più efficiente.
- Verificare i collegamenti. Un connettore della batteria allentato o ossidato si surriscalda e fa crollare la tensione sotto sforzo.
- Sostituire la batteria. Se si desidera realmente più potenza, è necessaria una batteria le cui celle e il cui BMS possano supportare correnti maggiori. È lo scopo delle versioni Performance delle nostre batterie per monopattino elettrico, progettate per erogare più potenza.
Il consiglio dell'officina
Non bypassare mai un BMS per "eliminare" i tagli di corrente. È l'ultima protezione contro il surriscaldamento e l'incendio delle celle. Una batteria che si spegne sta segnalando un problema: bisogna ascoltarla, non metterla a tacere.
Più potenza: pensare prima alla batteria che al controller
Come riassume la nostra guida ai controller, il concetto vale anche qui: un controller non crea energia, la dosa. La potenza realmente disponibile è data dalla tensione della batteria moltiplicata per la corrente che questa può erogare senza staccarsi o danneggiarsi. Per un monopattino più veloce, la sequenza logica corretta è quindi: prima la batteria, poi il motore e infine il controller.
Domande frequenti
Perché bisogna collegare il caricabatterie affinché il monopattino si riaccenda?
Dopo una sovracorrente o un cortocircuito, molti BMS rimangono bloccati per sicurezza. Il collegamento del caricabatterie è la procedura prevista per il loro riarmo. Se questo accade spesso, la causa principale (richiesta di corrente eccessiva, batteria usurata) deve essere risolta.
È possibile sostituire solo il BMS per supportare più corrente?
Solo se anche le celle e i collegamenti interni della batteria sono in grado di reggerla. Un BMS più permissivo su celle non idonee le farà surriscaldare e invecchiare più rapidamente. È un lavoro che va affidato a uno specialista di batterie.
Il freddo può causare interruzioni?
Sì. Una cella al litio fredda ha una resistenza interna più elevata e di conseguenza un calo di tensione più marcato sotto sforzo. Una batteria che non si spegne mai d'estate potrebbe farlo in inverno durante un'accelerazione a fondo.
Come capire se il problema è del controller o della batteria?
Osservare il display nel momento dell'interruzione. Se si spegne anch'esso, la batteria ha staccato l'alimentazione. Se rimane acceso, spesso mostrando un codice o un simbolo di errore, la protezione proviene piuttosto dal controller o dal motore.