Doppio banco batterie a bordo: ripartitori, combinatori, DC-DC e alternatori maggiorati
Per ricaricare con un solo alternatore la batteria di avviamento e il banco servizi di una barca si usa un dispositivo di ripartizione: un ripartitore a diodi o elettronico, un combinatore che collega i banchi solo durante la carica oppure un caricabatterie DC-DC. Con carichi elevati si aggiungono un alternatore maggiorato e un regolatore esterno multistadio.
Lo scopo è doppio: caricare entrambi i banchi in navigazione e impedire che le utenze di bordo scarichino la batteria che serve per avviare il motore. La scelta del sistema dipende dal tipo di batterie, dalla potenza dell'alternatore, dai consumi di bordo e da quanto il motore lavora. Questa guida mette a confronto le soluzioni e ti aiuta a scegliere.
Perché a bordo servono banchi di batterie separati
La batteria di avviamento deve fornire una corrente molto alta per pochi secondi e restare sempre carica. Il banco servizi, invece, alimenta frigorifero, luci, strumenti, pilota automatico e pompe per molte ore, spesso con il motore spento, e viene scaricato in profondità. Se i due banchi fossero sempre collegati, una notte in rada potrebbe lasciarti senza la possibilità di avviare il motore.
Lo staccabatteria tradizionale con posizioni 1, 2, Entrambe e OFF permette di scegliere manualmente quale banco usare e quale caricare, ma dipende dall'attenzione di chi è a bordo. I dispositivi automatici descritti di seguito rendono la gestione più sicura. Lo staccabatteria non va mai portato su OFF con il motore acceso, per i motivi spiegati nella guida sui diodi bruciati da stacco della batteria.
Le soluzioni a confronto
Ripartitore a diodi
Usa diodi che lasciano passare la corrente dall'alternatore verso ciascun banco ma non tra un banco e l'altro. È semplice, robusto e senza parti in movimento. Il limite è la caduta di tensione sui diodi, dell'ordine di alcuni decimi di volt, che arriva a circa 0,7 V con i diodi al silicio. Se il regolatore dell'alternatore misura la tensione ai suoi morsetti e non a valle del ripartitore, le batterie ricevono una tensione più bassa e restano sottocaricate. Alcuni ripartitori hanno un collegamento dedicato per compensare la caduta.
Ripartitore elettronico
Svolge la stessa funzione con componenti elettronici a bassissima caduta di tensione, come i transistor MOSFET. Elimina quasi del tutto il problema della sottocarica e non richiede modifiche all'alternatore.
Combinatore o relè sensibile alla tensione
Un combinatore, detto anche VSR, collega i due banchi in parallelo quando rileva una tensione tipica della carica e li separa quando la tensione scende. Non introduce cadute di tensione significative ed è economico. Durante la carica, però, i banchi sono in parallelo: con batterie di tecnologia diversa la carica non è ottimale per entrambi.
Caricabatterie DC-DC
Un caricabatterie DC-DC preleva energia dal circuito della batteria di avviamento e carica il banco servizi con una curva propria a più fasi. È la soluzione indicata con batterie al litio, con banchi di tecnologia diversa e con alternatori la cui tensione varia secondo la gestione del motore. Limita anche la corrente richiesta all'alternatore, proteggendolo dai sovraccarichi. Il limite è la corrente massima del dispositivo, che può richiedere più unità per banchi grandi.
Regolatore esterno multistadio
Sostituisce o affianca il regolatore interno dell'alternatore e gestisce la carica in fasi: carica principale a corrente piena, assorbimento a tensione costante, mantenimento. Molti modelli usano sensori di temperatura della batteria e dell'alternatore.
| Sistema | Vantaggi | Limiti | Indicato per |
|---|---|---|---|
| Ripartitore a diodi | Semplice, robusto, nessuna parte in movimento | Caduta di tensione, rischio di sottocarica senza compensazione | Impianti tradizionali al piombo con compensazione della caduta |
| Ripartitore elettronico | Caduta di tensione molto bassa | Costo superiore al ripartitore a diodi | Sostituzione di ripartitori a diodi, impianti al piombo |
| Combinatore | Economico, nessuna caduta significativa | Banchi in parallelo durante la carica | Banchi della stessa tecnologia |
| Caricabatterie DC-DC | Curva di carica dedicata, protegge l'alternatore | Corrente massima limitata dal dispositivo | Batterie al litio, tecnologie miste, alternatori a tensione variabile |
| Alternatore maggiorato con regolatore esterno | Più corrente e carica a più fasi | Richiede cinghia, cavi e installazione adeguati | Grandi consumi, lunghe soste in rada, banchi molto capienti |
Batterie al litio: perché cambiano le regole
Le batterie al litio ferro fosfato, indicate spesso come LiFePO4, accettano correnti di carica molto elevate fino a carica quasi completa. Collegate direttamente a un alternatore, possono farlo lavorare a lungo alla massima corrente: in un vano motore caldo l'alternatore si surriscalda e può guastarsi. Inoltre il sistema di gestione della batteria, il BMS, può scollegarla all'improvviso per proteggerla, interrompendo il circuito di carica con lo stesso effetto di uno staccabatteria ruotato a motore acceso.
Per questo con un banco al litio si usano di solito un caricabatterie DC-DC o un regolatore esterno con sensore di temperatura dell'alternatore, insieme a una protezione contro le sovratensioni. Le batterie di avviamento al piombo, comprese le AGM, restano invece compatibili con la ricarica diretta dall'alternatore, nel rispetto delle tensioni indicate dal produttore.
Quando ha senso un alternatore maggiorato
Un alternatore maggiorato è utile quando i consumi giornalieri sono alti e il motore lavora poco: il banco servizi va ricaricato in tempi brevi. Prima di sceglierlo verifica:
- Trasmissione: una cinghia trapezoidale singola può non trasmettere la coppia richiesta da un alternatore molto potente; a volte servono una cinghia poli-V o una doppia cinghia, con staffe e pulegge dedicate.
- Cavi e protezioni: la sezione dei cavi deve essere adeguata alla nuova corrente, con protezione da sovracorrente vicino alla batteria.
- Temperatura: la resa dichiarata si riferisce a condizioni di prova; nel vano motore caldo l'alternatore eroga meno.
- Regolazione: per sfruttare l'alternatore maggiorato serve una carica a più fasi, spesso con regolatore esterno.
- Massa isolata e protezione all'ignizione: il nuovo alternatore deve rispettare le stesse esigenze dell'originale.
I criteri generali di scelta sono nella guida sull'amperaggio dell'alternatore, e il calcolatore di amperaggio necessario aiuta a stimare i consumi di bordo. Gli stessi ragionamenti sono applicati ai camper nella guida sull'alternatore maggiorato per il camper.
Come scegliere: un percorso pratico
- Se hai due banchi al piombo della stessa tecnologia e consumi moderati: un combinatore o un ripartitore elettronico sono in genere sufficienti.
- Se hai già un ripartitore a diodi e le batterie restano sottocaricate: verifica la compensazione della caduta o passa a un ripartitore elettronico.
- Se il banco servizi è al litio o di tecnologia diversa: caricabatterie DC-DC o regolatore esterno con protezione dell'alternatore.
- Se i consumi sono elevati e il motore lavora poco: alternatore maggiorato con regolatore esterno multistadio, cinghia e cavi adeguati.
Termini da conoscere per la ricarica di più batterie
- Caduta di tensione del ripartitore
- La differenza tra la tensione all'ingresso e all'uscita di un ripartitore a diodi. Se non compensata, riduce la carica delle batterie.
- Carica multistadio
- Una carica divisa in fasi: corrente piena, assorbimento a tensione costante e mantenimento, per caricare a fondo senza sovraccaricare.
- BMS
- Il sistema elettronico che protegge una batteria al litio, controllando tensioni, correnti e temperature e scollegandola in caso di anomalia.
Approfondimenti collegati al doppio banco batterie
La gestione di più banchi tocca diversi aspetti dell'impianto: diagnosi della carica, protezione dell'alternatore, scelte analoghe su altri mezzi. Queste guide li approfondiscono.
Quando il banco servizi non si carica
Un ripartitore guasto è una delle cause tipiche di mancata ricarica a bordo. Leggi le cause dell'alternatore marino che non carica.
Proteggere i diodi dell'alternatore
Staccabatteria e BMS al litio possono interrompere la carica all'improvviso. Scopri come si bruciano i diodi e come evitarlo.
DC-DC e alternatori a tensione variabile
Il funzionamento dei booster DC-DC è spiegato in dettaglio nella guida sugli alternatori intelligenti e i booster DC-DC.
Tutti gli argomenti sono nella guida alla nautica.
Esempi pratici di impianti a doppio banco
Barca a vela con ripartitore a diodi e batterie sempre a metà
Su una barca a vela con piccolo diesel il banco servizi non arriva mai a carica completa. Alle batterie la tensione in carica resta più bassa di quella misurata all'alternatore: è la caduta del ripartitore a diodi, non compensata. Un ripartitore elettronico risolve il problema senza toccare l'alternatore.
Nuovo banco servizi al litio su un motoscafo
Il proprietario sostituisce il banco servizi al piombo con uno al litio. Per non far lavorare l'alternatore originale al massimo per ore, installa un caricabatterie DC-DC dimensionato sui consumi, con una protezione contro le sovratensioni.
Errori comuni nella gestione di più banchi
Montare un alternatore più potente senza cambiare i cavi
Cavi sottodimensionati si scaldano, provocano cadute di tensione e annullano il vantaggio del nuovo alternatore. Con più corrente servono cavi e protezioni adeguati.
Collegare il litio direttamente all'alternatore originale
L'alternatore può surriscaldarsi lavorando a lungo al massimo, e un intervento improvviso del BMS può danneggiarlo. Con il litio servono un DC-DC o una regolazione dedicata.
Domande frequenti su doppio banco, ripartitori e DC-DC
Meglio un combinatore o un caricabatterie DC-DC?
Con due banchi al piombo della stessa tecnologia un combinatore è semplice ed efficace. Con batterie al litio o di tecnologia diversa è preferibile un caricabatterie DC-DC.
Il ripartitore a diodi danneggia le batterie?
No, ma se la caduta di tensione non è compensata le batterie ricevono una carica insufficiente e invecchiano prima.
Posso usare l'alternatore originale con un banco al litio?
Sì, se in mezzo c'è un caricabatterie DC-DC o una regolazione che limita la corrente e protegge l'alternatore dal surriscaldamento e dalle interruzioni improvvise del BMS.
Il regolatore esterno funziona con qualsiasi alternatore?
No, serve un alternatore con il circuito di eccitazione accessibile e compatibile con il tipo di regolatore. In molti casi l'alternatore va predisposto da un tecnico.