Tensione, capacità, energia, corrente, cicli, peso, dimensioni: una scheda tecnica di una batteria al litio industriale contiene numerosi valori, ciascuno dei quali descrive una caratteristica precisa.
Leggerli singolarmente, però, non basta per comprendere davvero le caratteristiche di una batteria e valutarne l’idoneità per una specifica applicazione.
Due batterie possono infatti condividere tensione, capacità ed energia nominale e presentare comunque differenze significative in termini di ingombri, peso o corrente di scarica.
Per questo, quando si valutano le specifiche tecniche di una batteria al litio, è importante sapere cosa indica ogni parametro, ma soprattutto come metterlo in relazione con gli altri.
Vediamo quali sono i principali dati da conoscere e come interpretarli.
Tensione nominale: cosa indicano i Volt?
La tensione, espressa in Volt (V), è uno dei primi valori che si incontra nella scheda tecnica di una batteria.
Indica la differenza di potenziale elettrico del sistema e rappresenta un parametro fondamentale per la compatibilità tra batteria e applicazione.
Ma conoscere la tensione nominale non significa conoscere quanta energia è disponibile.
Una batteria da 48 V, per esempio, non può essere descritta completamente attraverso questo unico valore: a parità di tensione possono cambiare capacità, energia, corrente, peso, dimensioni e altre caratteristiche del sistema.
È quindi un primo dato necessario, ma deve sempre essere letto insieme agli altri parametri.
Capacità in Ah ed energia in kWh: perché non sono la stessa cosa
Un altro valore molto presente nelle specifiche tecniche è la capacità, espressa in Ampere-ora (Ah).
Gli Ah indicano la quantità di carica elettrica che la batteria può accumulare, ma non rappresentano direttamente l’energia disponibile.
Per conoscere l’energia nominale occorre considerare anche la tensione.
La relazione di base è:
Wh = V × Ah
Prendiamo due esempi semplici:
24 V × 100 Ah = 2.400 Wh = 2,4 kWh
48 V × 100 Ah = 4.800 Wh = 4,8 kWh
Le due batterie hanno la stessa capacità espressa in Ah, ma la seconda dispone nominalmente del doppio dell’energia.
Per questo confrontare due batterie guardando soltanto gli Ah può portare a una valutazione incompleta.
Energia e potenza: kWh e kW descrivono due cose diverse
Anche energia e potenza vengono talvolta confuse, ma descrivono aspetti differenti del sistema.
L’energia, espressa normalmente in kWh, indica la quantità di energia immagazzinata dalla batteria.
La potenza, espressa in kW, indica invece la velocità con cui l’energia può essere trasferita in un determinato momento.
In termini semplificati:
kWh = quanta energia è disponibile
kW = con quale potenza può essere utilizzata
Una batteria con molta energia disponibile, quindi, non è necessariamente quella in grado di fornire la maggiore potenza.
Ed è proprio per questo che, in un’applicazione industriale, autonomia richiesta e prestazioni richieste devono essere considerate come esigenze differenti all’interno dello stesso progetto.
Corrente di carica e corrente di scarica: cosa indicano?
Nelle schede tecniche delle batterie XBW troviamo due ulteriori parametri distinti: corrente continua di carica e corrente continua di scarica.
La corrente di carica indica la corrente prevista durante il processo con cui l’energia viene trasferita alla batteria.
La corrente di scarica riguarda invece la corrente che la batteria può erogare durante il funzionamento dell’applicazione.
Sono quindi due valori che descrivono momenti e funzioni differenti del sistema.
La corrente di scarica diventa particolarmente significativa quando l’applicazione deve sostenere determinate richieste di potenza durante il lavoro; quella di carica entra invece nella valutazione del sistema attraverso cui l’energia viene ripristinata.
Anche il sistema di ricarica, infatti, deve essere configurato in relazione alle caratteristiche della batteria. XBW seleziona e configura i propri caricabatterie
Stessi Volt, Ah e kWh significano stessa batteria?
No. Ed è proprio confrontando dati reali che diventa evidente perché una scheda tecnica debba essere letta nel suo insieme.
Prendiamo due configurazioni XBW destinate ad applicazioni AGV.
Entrambe presentano:
44 V di tensione nominale
55 Ah di capacità
2,4 kWh di energia
Se ci fermassimo a questi tre parametri, potremmo considerarle equivalenti.
Gli altri dati raccontano però qualcosa di diverso.
Configurazione A
Dimensioni: 360 × 200 × H230 mm
Peso: 21 kg
Corrente continua di scarica: 130 A
Configurazione B
Dimensioni: 460 × 260 × H150 mm
Peso: 24 kg
Corrente continua di scarica: 150 A
Le due configurazioni condividono quindi tensione, capacità ed energia, ma differiscono per geometria, peso e corrente continua di scarica.
È un esempio concreto di quanto possa essere limitante valutare una batteria attraverso pochi valori isolati.
Dimensioni e peso: quando i dati elettrici incontrano l’applicazione
L’esempio precedente introduce un altro aspetto importante: una batteria non è soltanto un insieme di caratteristiche elettriche.
È anche un componente fisico che deve trovare spazio all’interno di un sistema.
Dimensioni, geometria e peso possono quindi incidere sulla possibilità di integrare concretamente una determinata configurazione nell’applicazione.
A parità di alcuni parametri elettrici, configurazioni differenti possono occupare lo spazio disponibile in modi molto diversi.
Il tema diventa particolarmente importante quando il vano batteria presenta geometrie definite, volumi ridotti o altri vincoli progettuali.
Abbiamo approfondito proprio questo aspetto nell’articolo dedicato a ingombri e fattore di forma delle batterie al litio industriali.
Cicli e vita attesa: due parametri da non confondere
Nelle schede tecniche XBW troviamo anche il numero di cicli e la vita attesa espressa in anni.
Sono due informazioni distinte.
All’interno della gamma XBW, ad esempio, sono presenti configurazioni con valori dichiarati di 2.000, 3.000, 4.000 e fino a 6.000 cicli, associate a differenti indicazioni di vita attesa.
Anche in questo caso, quindi, è importante non trasformare un singolo numero nell’unico criterio di valutazione della batteria.
Il ciclo di lavoro reale dell’applicazione, le modalità di utilizzo e la gestione del sistema energetico fanno parte del contesto nel quale questi dati devono essere interpretati.
Dai singoli valori alla configurazione della batteria
Volt, Ah, kWh, corrente, cicli, peso e dimensioni forniscono informazioni diverse.
La lettura corretta di una scheda tecnica non consiste quindi nel cercare il valore più alto, ma nel comprendere come i diversi parametri si combinano e se la configurazione risultante è coerente con le esigenze dell’applicazione.
È lo stesso principio che guida l’approccio progettuale XBW: analisi dell’applicazione, definizione delle specifiche, scelta della tecnologia al litio, progettazione e test fanno parte di un percorso che porta dalla necessità iniziale alla soluzione finale.
Perché una batteria industriale non deve essere valutata soltanto per quanta energia contiene, ma per come quell’energia può essere integrata e utilizzata nell’applicazione reale.
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Raccontaci caratteristiche, ciclo di lavoro ed esigenze del tuo progetto: il team XBW può affiancarti nella definizione della soluzione energetica.
