Un’automobile elettrica può avere la batteria di trazione (Batteria 12V auto) carica e, nello stesso momento, non aprire le porte, non accendere il quadro o non raggiungere lo stato READY.
Sembra un controsenso, ma non lo è.
La batteria di trazione contiene l’energia necessaria per muovere il veicolo. Prima che questa energia possa essere utilizzata, però, l’automobile deve attivare centraline, sistemi di sicurezza, reti di comunicazione e dispositivi di collegamento.
Molte di queste funzioni dipendono dal sistema ausiliario a bassa tensione, spesso indicato semplicemente come batteria da 12 volt.
La batteria di trazione e la batteria ausiliaria svolgono quindi due lavori differenti. La prima immagazzina una grande quantità di energia; la seconda permette al veicolo di controllarla, gestirla e renderla disponibile in sicurezza.
È proprio questa distinzione a spiegare perché un’auto ibrida o elettrica possa risultare completamente bloccata anche quando la batteria principale non è scarica.
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Batteria di trazione e batteria ausiliaria: quali sono le differenze
Le automobili ibride, plug-in hybrid ed elettriche possiedono generalmente due domini elettrici distinti:
- un sistema ad alta tensione destinato principalmente alla propulsione;
- un sistema ausiliario a bassa tensione destinato ai servizi, all’elettronica e ai sistemi di controllo.
Questi sistemi sono collegati e coordinati, ma non sono intercambiabili.
A cosa serve la batteria di trazione
La batteria di trazione è l’accumulatore di maggiori dimensioni presente nelle auto elettrificate.
Nelle automobili completamente elettriche alimenta il motore o i motori elettrici. Nei veicoli ibridi e plug-in hybrid lavora insieme al motore termico secondo le logiche previste dal costruttore.
La batteria di trazione può inoltre alimentare altri componenti ad alta tensione, come:
- compressore del climatizzatore;
- sistemi di riscaldamento;
- inverter;
- motori elettrici;
- convertitori di potenza;
- sistemi di ricarica.
L’energia contenuta nella batteria di trazione, tuttavia, non viene distribuita permanentemente a tutto il veicolo.
Quando l’automobile è spenta, il pacco batteria può essere isolato dal resto del sistema mediante dispositivi controllati elettronicamente. L’energia rimane immagazzinata, ma non è necessariamente disponibile fuori dalla batteria.
A cosa serve la batteria ausiliaria
La batteria ausiliaria alimenta numerose funzioni che devono essere disponibili prima dell’attivazione del sistema ad alta tensione.
A seconda del modello, può contribuire al funzionamento di:
- chiusura centralizzata;
- sistemi keyless;
- serrature e attuatori;
- quadro strumenti;
- display e sistemi multimediali;
- centraline elettroniche;
- reti di comunicazione interne;
- sensori;
- sistemi di sicurezza;
- luci e segnalazioni;
- sistemi di allarme;
- procedure di inizializzazione del veicolo.
Per questo motivo il termine “batteria dei servizi” può risultare riduttivo.
Il sistema a bassa tensione non alimenta soltanto accessori secondari. In molte architetture partecipa direttamente ai processi che consentono all’automobile di riconoscere il conducente, inizializzare le centraline ed entrare nello stato operativo.
Perché un’auto elettrica può non partire con la batteria carica
Il livello di carica della batteria di trazione e la possibilità di utilizzare il veicolo non sono la stessa cosa.
Un’automobile può avere ancora molta autonomia disponibile, ma non essere in grado di accedere a quell’energia.
Il veicolo deve prima “svegliarsi”
Quando il conducente apre la porta, utilizza la chiave o preme il pulsante di accensione, il veicolo deve riconoscere la richiesta.
Per farlo devono attivarsi ricevitori, centraline e reti di comunicazione. Questa prima fase viene spesso definita wake-up, cioè risveglio del veicolo.
Se il sistema ausiliario non fornisce l’alimentazione necessaria, l’automobile potrebbe non rispondere alla chiave, all’applicazione o al comando di apertura.
La batteria di trazione può essere perfettamente carica, ma il veicolo non riesce ancora ad avviare la sequenza necessaria per utilizzarla.
Le centraline devono completare i controlli
Dopo il wake-up, le centraline del veicolo iniziano a comunicare tra loro e a controllare che siano presenti le condizioni previste per l’attivazione.
Vengono verificati, per esempio:
- stato dei sistemi elettronici;
- comunicazione tra le unità di controllo;
- eventuali errori memorizzati;
- condizioni di sicurezza;
- stato dei sistemi di isolamento;
- posizione dei comandi;
- disponibilità delle diverse reti elettriche.
Soltanto dopo questi controlli il veicolo può autorizzare l’attivazione del sistema di trazione.
Un quadro acceso non significa quindi necessariamente che l’automobile sia già pronta a muoversi.
I contattori devono collegare la batteria di trazione
All’interno del sistema ad alta tensione sono presenti dispositivi chiamati contattori.
Il loro compito è collegare o isolare elettricamente la batteria di trazione rispetto agli altri componenti del veicolo.
Quando l’automobile è spenta, i contattori possono rimanere aperti. In questa condizione l’energia resta nel pacco batteria, ma non viene resa disponibile al motore elettrico e agli altri componenti ad alta tensione.
Per chiudere i contattori è necessaria una sequenza controllata. Il sistema ausiliario a bassa tensione partecipa, secondo l’architettura del veicolo, all’alimentazione delle centraline e dei dispositivi che gestiscono questa procedura.
Se la sequenza non viene completata, l’energia della batteria di trazione rimane di fatto confinata nel pacco.
Il veicolo non raggiunge lo stato READY
Nelle auto ibride ed elettriche lo stato realmente importante non è la semplice accensione del quadro, ma il raggiungimento della modalità READY.
Quando compare l’indicazione READY, il veicolo ha completato i controlli necessari ed è pronto a utilizzare il sistema di trazione.
L’assenza della scritta READY può dipendere da diversi problemi. Una tensione insufficiente nel sistema ausiliario è una delle possibili cause, ma non è l’unica.
Per questo motivo un’auto che non raggiunge lo stato READY non deve essere diagnosticata automaticamente come “batteria da 12 volt scarica”.
Come viene ricaricata la batteria 12V di un’auto elettrica
Nelle automobili tradizionali la batteria viene ricaricata principalmente dall’alternatore, azionato dal motore termico.
Un’automobile elettrica non possiede un alternatore tradizionale. Utilizza invece un dispositivo elettronico chiamato convertitore DC-DC.
Che cos’è il convertitore DC-DC
Il convertitore DC-DC preleva energia dal sistema ad alta tensione e la trasforma in energia utilizzabile dalla rete ausiliaria.
In pratica, svolge una funzione simile a quella dell’alternatore, ma senza essere azionato meccanicamente da un motore.
Il convertitore può:
- alimentare i carichi a bassa tensione;
- mantenere la tensione della rete ausiliaria;
- ricaricare la batteria dei servizi;
- sostenere le centraline e gli accessori quando il veicolo è operativo.
La modalità precisa di funzionamento dipende dal costruttore e dal modello.
Quando viene ricaricata la batteria ausiliaria
La batteria a bassa tensione può essere ricaricata in diversi momenti, per esempio:
- quando il veicolo è nello stato READY;
- durante la guida;
- durante la ricarica della batteria di trazione;
- durante specifiche fasi di mantenimento;
- quando il sistema rileva una tensione insufficiente.
Non tutti i veicoli seguono però la stessa strategia.
Alcune automobili controllano periodicamente la batteria ausiliaria anche da ferme. Altre attivano il convertitore soltanto in determinate condizioni.
Queste funzioni riducono il rischio di scarica, ma non lo eliminano completamente. Lunghi periodi di inattività, temperature estreme, assorbimenti anomali o una batteria deteriorata possono comunque provocare problemi.
Il sistema a bassa tensione non è sempre da 12 volt
L’espressione “batteria 12V” viene utilizzata perché questa tensione è ancora molto diffusa. Non tutte le automobili elettrificate adottano però una tradizionale batteria al piombo da 12 volt.
Il concetto più corretto è quello di sistema ausiliario a bassa tensione.
Possono cambiare tensione e tecnologia
A seconda del veicolo, il sistema ausiliario può utilizzare:
- batterie al piombo-acido;
- batterie AGM;
- batterie EFB;
- batterie agli ioni di litio;
- tensioni nominali da 12 volt;
- tensioni nominali superiori, come 16 o 48 volt.
Anche la collocazione può variare.
La batteria può essere installata nel vano motore, nel bagagliaio, sotto un sedile o in una posizione meno immediatamente accessibile. In alcune architetture può essere integrata fisicamente con altri componenti del sistema di trazione.
La categoria del veicolo non permette quindi di stabilire automaticamente quale batteria ausiliaria sia presente.
La stessa tensione non significa compatibilità
Due batterie che riportano entrambe la dicitura 12 V non sono necessariamente equivalenti.
Possono differire per:
- chimica;
- capacità;
- corrente disponibile;
- dimensioni;
- posizione dei terminali;
- polarità;
- sistema di fissaggio;
- ventilazione;
- sensori;
- comunicazione elettronica;
- gestione da parte del veicolo.
Una batteria può entrare fisicamente nel vano previsto e risultare comunque inadatta dal punto di vista elettrico o elettronico.
La sostituzione deve quindi essere effettuata verificando l’applicazione specifica per marca, modello, anno, motorizzazione e configurazione.
Cosa cambia tra auto ibride, plug-in hybrid ed elettriche
Il principio generale rimane simile, ma l’architettura concreta cambia tra HEV, PHEV e BEV.
Auto ibride HEV
Le automobili ibride non ricaricabili dalla rete possiedono una batteria di trazione e un sistema ausiliario a bassa tensione.
La batteria di trazione viene gestita dal sistema ibrido attraverso il motore termico, la frenata rigenerativa e il motore elettrico.
La rete ausiliaria continua ad alimentare centraline, comandi, sistemi di accesso e procedure necessarie all’attivazione del veicolo.
Anche in un’ibrida, quindi, una batteria ausiliaria insufficiente può impedire il raggiungimento dello stato READY.
Auto plug-in hybrid PHEV
Le plug-in hybrid dispongono di una batteria di trazione più capiente, ricaricabile anche mediante una fonte esterna.
La presenza della presa di ricarica non elimina la rete a bassa tensione.
Il veicolo deve comunque gestire:
- accesso;
- comunicazioni;
- centraline;
- sistemi di ricarica;
- attivazione del powertrain;
- coordinamento tra motore termico ed elettrico.
In alcune configurazioni la batteria ausiliaria può essere separata; in altre può essere maggiormente integrata con il sistema ad alta tensione.
Auto elettriche BEV
Le automobili completamente elettriche non possiedono un motore termico, ma continuano ad avere bisogno di un sistema ausiliario.
La rete a bassa tensione alimenta le funzioni necessarie prima che la batteria di trazione possa essere collegata al resto del veicolo.
Per questo motivo l’assenza del tradizionale motorino di avviamento non rende inutile la batteria ausiliaria.
Il suo compito non è far girare un motore termico, ma rendere possibile l’attivazione controllata dell’intero veicolo.
Quali sono i sintomi di una batteria ausiliaria scarica
Un problema al sistema a bassa tensione può manifestarsi in modi diversi.
Tra i sintomi più frequenti si possono osservare:
- telecomando o sistema keyless che non rispondono;
- porte che non si sbloccano elettronicamente;
- quadro strumenti spento;
- display che si accendono e si spengono;
- messaggi di errore apparentemente scollegati;
- luci interne deboli o instabili;
- impossibilità di selezionare una marcia;
- mancato raggiungimento dello stato READY;
- sistemi elettronici che si riavviano;
- veicolo apparentemente completamente privo di energia;
- ricarica che non inizia in alcune specifiche condizioni.
Questi segnali sono compatibili con un problema low-voltage, ma non costituiscono una diagnosi definitiva.
Gli stessi sintomi possono avere cause diverse
Un’automobile non responsiva può avere:
- una batteria ausiliaria scarica;
- una batteria deteriorata;
- un collegamento elettrico difettoso;
- un fusibile interrotto;
- un’anomalia del convertitore DC-DC;
- un assorbimento anomalo;
- un problema di comunicazione tra centraline;
- un guasto del sistema di gestione dell’energia;
- un errore nel sistema ad alta tensione;
- una chiave o un telecomando non funzionanti.
Il sintomo indica che il veicolo non sta completando una determinata funzione. Non identifica automaticamente il componente responsabile.
Cosa fare se l’auto elettrica non si apre o non si avvia
La prima regola è evitare interventi improvvisati.
Ogni modello può prevedere procedure differenti per l’apertura di emergenza, il supporto alla rete a bassa tensione e l’eventuale collegamento di una fonte esterna.
Controllare il manuale del veicolo
Il manuale può indicare:
- posizione della chiave meccanica;
- procedura di apertura di emergenza;
- posizione dei punti di alimentazione ausiliaria;
- modalità corretta di collegamento;
- avvertenze specifiche;
- messaggi visualizzati sul quadro;
- condizioni necessarie per raggiungere lo stato READY.
Non bisogna presumere che la procedura utilizzata su un’automobile tradizionale sia valida anche su un’ibrida o un’elettrica.
Non intervenire sui componenti ad alta tensione
Cavi arancioni, connettori HV, inverter, batteria di trazione e dispositivi di isolamento non devono essere manipolati.
Anche quando il veicolo sembra completamente spento, la batteria di trazione può contenere una quantità elevata di energia.
L’apertura dei contattori non rende il pacco batteria privo di tensione. Significa soltanto che il sistema ha isolato, per quanto previsto dall’architettura, la batteria dagli altri componenti.
Richiedere assistenza quando necessario
Quando la procedura prevista dal costruttore non è chiara o il veicolo continua a non rispondere, è consigliabile rivolgersi all’assistenza stradale o a un operatore qualificato.
Un controllo professionale può distinguere una semplice scarica della batteria ausiliaria da un problema al convertitore, alla rete elettrica o al sistema di gestione.
Come scegliere una batteria ausiliaria compatibile
La scelta della batteria non deve basarsi soltanto sulla tensione indicata sull’etichetta.
Occorre verificare almeno quattro livelli di compatibilità.
Compatibilità meccanica
La batteria deve possedere:
- dimensioni corrette;
- sistema di fissaggio compatibile;
- terminali nella posizione prevista;
- polarità corretta;
- configurazione adatta al vano;
- eventuale sistema di ventilazione previsto.
Una batteria che entra nel vano non è necessariamente quella giusta.
Compatibilità elettrica
Devono essere rispettati:
- tensione nominale;
- capacità richiesta;
- prestazioni previste;
- capacità di erogazione;
- tecnologia indicata dal costruttore.
Installare una batteria con caratteristiche insufficienti può provocare malfunzionamenti o ridurne rapidamente la durata.
Compatibilità elettronica
Le automobili moderne possono controllare lo stato della batteria attraverso sensori e sistemi di gestione dell’energia.
In alcune applicazioni possono essere necessari:
- sensori specifici;
- comunicazione con il veicolo;
- registrazione della nuova batteria;
- configurazione elettronica;
- procedure di inizializzazione.
Una batteria non correttamente riconosciuta può essere caricata o gestita in modo non appropriato.
Compatibilità applicativa
La verifica finale deve riferirsi al veicolo specifico.
Sono importanti:
- marca;
- modello;
- anno;
- motorizzazione;
- tipo di powertrain;
- mercato;
- configurazione;
- eventuale VIN.
Affidarsi esclusivamente a una batteria montata su un modello simile è un errore. Anche all’interno della stessa gamma possono esistere differenze tra anni e versioni.
La batteria ausiliaria è ancora indispensabile?
Sì.
La crescita delle batterie di trazione non ha eliminato la necessità di una rete ausiliaria. Ne ha semmai cambiato il ruolo.
Nelle automobili tradizionali la batteria da 12 volt è conosciuta soprattutto per l’avviamento del motore termico.
Nelle auto ibride ed elettriche diventa parte di una catena più ampia:
- riceve o alimenta la richiesta di accesso;
- consente il wake-up delle centraline;
- sostiene le comunicazioni interne;
- permette l’esecuzione dei controlli;
- partecipa all’attivazione del sistema ad alta tensione;
- contribuisce al raggiungimento dello stato READY.
La batteria di trazione fornisce l’energia. Il sistema a bassa tensione permette al veicolo di gestirla.
Senza questa collaborazione, anche una grande quantità di energia immagazzinata può rimanere inutilizzabile.
Domande frequenti sulla batteria 12V delle auto elettriche
Perché un’auto elettrica ha bisogno di una batteria da 12V?
Perché molte centraline, serrature, sistemi di comunicazione, dispositivi di sicurezza e procedure di inizializzazione funzionano attraverso la rete a bassa tensione.
La batteria di trazione non alimenta direttamente e in ogni momento tutti i componenti del veicolo.
Un’auto elettrica può non partire con la batteria principale carica?
Sì. Se il sistema ausiliario non riesce ad alimentare le centraline o a completare la sequenza di attivazione, l’automobile può non raggiungere lo stato READY nonostante la batteria di trazione sia carica.
Come si ricarica la batteria 12V di un’auto elettrica?
Viene generalmente ricaricata mediante un convertitore DC-DC, che trasforma l’energia della batteria di trazione nella tensione richiesta dalla rete ausiliaria.
Le condizioni nelle quali il convertitore entra in funzione dipendono dal modello.
Tutte le auto elettriche utilizzano una batteria al piombo da 12V?
No. Alcuni veicoli utilizzano batterie al piombo, AGM o EFB, mentre altri adottano batterie agli ioni di litio o sistemi con tensioni nominali differenti.
Posso montare una qualsiasi batteria da 12V?
No. La stessa tensione non garantisce la compatibilità.
Devono essere verificati dimensioni, chimica, capacità, prestazioni, terminali, sensori, gestione elettronica e applicazione specifica del veicolo.
Una batteria ausiliaria scarica impedisce sempre la ricarica?
Non necessariamente.
In alcuni veicoli una rete a bassa tensione non disponibile può impedire l’avvio delle comunicazioni e dei controlli necessari alla ricarica. Non si tratta però di una regola universale valida per ogni automobile.
Lo stato READY equivale all’accensione del quadro?
No.
Il quadro può essere acceso mentre il sistema di trazione non è ancora disponibile. Lo stato READY indica che il veicolo ha completato la sequenza prevista ed è operativo.
Conclusione
La batteria di trazione e il sistema ausiliario a bassa tensione svolgono funzioni diverse, ma strettamente coordinate.
La prima conserva l’energia necessaria alla propulsione. Il secondo alimenta le funzioni che permettono al veicolo di accedere, controllare e utilizzare quell’energia.
Ecco perché un’auto ibrida o elettrica può avere la batteria principale carica e risultare comunque bloccata.
Quando il veicolo non risponde, non raggiunge lo stato READY o presenta anomalie elettroniche, il sistema a bassa tensione è uno degli elementi da controllare. Non è però corretto trasformare ogni sintomo in una diagnosi automatica.
La tensione, la tecnologia e la posizione della batteria ausiliaria possono cambiare da un modello all’altro. Prima di qualsiasi sostituzione è quindi indispensabile verificare la compatibilità completa con il veicolo specifico.
La batteria ausiliaria non è un residuo delle vecchie automobili. È ancora oggi uno degli elementi che rende un’auto elettrificata realmente accessibile e operativa.
