Alternatore intelligente auto: cos’è e come funziona


Un alternatore intelligente per auto è un tipo avanzato di alternatore progettato per ottimizzare la produzione di energia elettrica. Questo in base alle condizioni operative del veicolo e alle esigenze della batteria.


L’abbattimento dei consumi e delle emissioni di CO2 è centrale nella progettazione delle nostre automobili. I progettisti hanno sviluppato numerose tecnologie per aumentare l’efficienza dei motori termici. Ma si sono fatti passi in avanti anche per quanto riguarda le strategie di gestione della carica della batteria.  Abbiamo, in sostanza, due problemi da affrontare.

Gli alternatori sono stati concepiti in modo da caricare la batteria. Quindi, sottraggono ininterrottamente coppia all’albero motore quando, magari, potrebbero farlo solo in alcuni frangenti per ottimizzare i consumi. Poi abbiamo l’avvento del downsizing.

Man mano che i motori diventavano più piccoli, e sviluppavano coppie motore modeste a minimo, l’assorbimento di coppia dall’albero motore portava a forti vibrazioni e sbalzi della velocità di rotazione. Questo in occasione di una forte richiesta di corrente.

Fino a irregolarità di funzionamento o allo spegnimento del motore. Magari in concomitanza ad una richiesta di coppia dalla pompa idroguida o dal compressore dell’aria condizionata.

Indice degli argomenti trattati

La nascita degli alternatori intelligenti

    L’idea che è nata per risolvere questi problemi? Alternatori intelligenti, in grado di caricare la batteria su richiesta della ECU (centralina elettronica di gestione del motore) o del Body Computer. Ma solo in alcuni frangenti e con determinate modalità, in modo da controllare l’assorbimento di potenza dal motore. Conseguenze dello sviluppo di questi sistemi?

    Ha dato modo a molte case di avere la tecnologia per la commercializzazione dei veicoli Mild Hybrid che si sono affacciati sul mercato negli ultimi anni con l’arrivo delle agevolazioni.

    In questo articolo, limitatamente ai casi di veicoli con il solo motore a combustione interna, vedremo come sono fatti questi sistemi di ricarica intelligente. E cosa c’è da sapere. 

    Da leggere: quali sono le principali misure delle batterie auto?

    La tensione variabile degli alternatori intelligenti

    Gli alternatori intelligenti, comandati dalla ECU, riescono a modulare a piacimento la tensione sulla batteria. Mentre gli alternatori tradizionali, a motore avviato, forniscono una tensione costante di circa 14,5 Volt, gli alternatori intelligenti ricaricano la batteria con una tensione di 15 Volt. Ma per periodi limitati di tempo che dipendono dallo stato di carica della batteria.

    GaranziaOnline Assicura la tua Auto su Guasti Imprevisti

    Se la quest’ultima ha un livello ottimale di carica (che non è il 100%, ma oscilla tra il 60% e l’80% della carica massima) e non ci sono forti assorbimenti di corrente da parte dei vari sistemi elettrici a bordo della vettura, l’alternatore intelligente comincia ad abbassare la tensione con cui viene ricaricata la batteria. In questo modo abbassa anche la coppia (e quindi il consumo di carburante) che viene richiesta al motore per far girare l’alternatore stesso. 

    La tensione viene abbassata fino a 12,5 Volt, e viene assorbita potenza quanto basta per alimentare tutti i sistemi elettrici del veicolo. Poiché è 12,5 Volt anche la tensione che eroga la batteria, questa non viene di fatto ricaricata durante la marcia del veicolo. 

    Al momento del rilascio dell’acceleratore (o in frenata) l’energia disponibile sull’albero motore (che è essenzialmente quella cinetica del veicolo) è tutta gratuita per cui la ECU comanda nuovamente l’innalzamento della tensione di ricarica della batteria a 15 Volt.

    Così viene recuperata energia e immagazzinata nella batteria. Come d’altronde facevano anche gli alternatori tradizionali, i quali, però, frenavano il motore anche nelle fasi di spinta.

    Come funziona il sistema dell’alternatore

    L’alternatore intelligente è un alternatore tradizionale ma con un regolatore di tensione che ha quattro uscite invece di tre. L’uscita in più è la rette LIN, una rete di comunicazione digitale a bassa velocità con cui la ECU gestisce l’alternatore dicendogli quando e quanto ricaricare. 

    Come fa la centralina motore a scegliere cosa fare? La ECU ha sotto controllo tutti i parametri di funzionamento del motore (e il segnale del potenziometro del pedale dell’acceleratore), dialoga con il Body computer per cui conosce l’assorbimento di corrente a bordo del veicoli. Tramite il sensore SPYBAT, sul polo negativo della batteria, monitora la tensione e la temperatura.

    La temperatura della batteria è importante perché la risposta delle batterie ai processi chimici di caricamento e scaricamento è fortemente dipendente da questo parametro fisico

    Sulla base di queste informazioni le mappe e gli algoritmi interni alla ECU gestiscono il processo di caricamento e scaricamento della batteria. Lo stato di carica viene calcolato dalla ECU sulla base dei parametri della batteria prevista per il veicolo che sono memorizzati.

    Quindi se si cambia la batteria e ne viene montata un’altra con caratteristiche diverse, la ECU non riesce a rimappare i dati che ha in memoria e la nuova batteria manifesterà problemi

    La mia vettura usa un alternatore intelligente?

    Hai problemi con la ricarica della batteria e vorresti sapere se il tuo veicolo è dotato di un alternatore intelligente. Come fare? Quasi tutti i veicoli che hanno lo Start&Stop hanno questo tipo di alternatore, quindi è quasi certo che monta un alternatore intelligente.

    Potresti innanzitutto controllare che sul polo negativo (-) della batteria, facilmente accessibile, sia presente il sensore SPYBAT. È una scatoletta di plastica (solitamente nera), non ispezionabile, come quella che puoi notare chiaramente nell’immagine a seguire.

    La mia vettura usa un alternatore intelligente?La mia vettura usa un alternatore intelligente?

    Per fugare ogni dubbio dovresti verificare se dal regolatore ubicato nella parte posteriore dell’alternatore esce il filo della rete LIN, un filo di piccolissima sezione (deve veicolare la corrente di un segnale digitale elettronico e non quella di un carico elettromeccanico) che va alla ECU, unità di controllo motore (fonte Wikipedia) o al Body Computer.

    Lo riconosci anche perché, a differenza degli altri tre terminali, il cavo LIN ha un connettore dedicato in plastica come quello qui in basso. Lo stesso cavo lo trovi sul sensore SPYBAT.

    Cos'è e come funziona un alternatore intelligente delle autoCos'è e come funziona un alternatore intelligente delle auto

    Se hai modo di entrare in diagnosi vedrai che potrai monitorare la tensione della batteria, lo stato di carica calcolato dalla ECU, la temperatura della batteria e quanto tempo fa la batteria è stata sostituita. Quest’ultimo è un parametro per calcolare lo stato di carica della batteria.

    Controllo dell’alternatore intelligente

    Hai appurato che la tua vettura è equipaggiata con un alternatore intelligente.  Cosa c’è da sapere?  Se ti dai al bricolage e vuoi verificare che il tuo alternatore funzioni misurando con un multimetro la tensione sulla batteria con il motore in moto, sappi che potresti misurare una tensione bassissima. E scambiare la cosa per il malfunzionamento dell’alternatore.

    In realtà l’alternatore non sta fornendo la tensione di carica (che su questi alternatori è di 15 Volt circa) perché la batteria è già carica e non ci sono grandi assorbimenti di corrente. 

    Per questi motivi, se vuoi verificare che l’alternatore funzioni dovresti misurare la tensione dopo avere staccato il cavo LIN (dall’alternatore o dal più accessibile sensore SPYBAT). L’alternatore, non ricevendo più segnali dalla centralina che lo gestisce, in via cautelativa fornisce alla batteria la tensione di ricarica, che potrai controllare ai morsetti della batteria.

    Attenzione! Non lasciare il cavo LIM staccato per molto tempo con il motore in moto perché potresti sovraccaricare la batteria: ti consiglio, prima di fare questa prova, di scaricare un po’ la batteria a motore spento (accendere il lunotto termico, la ventola abitacolo ecc.).

    La sostituzione della batteria

    Le batterie tradizionali funzionavano con pochi cicli di scarica (solo quelli di avviamento del motore quando si saliva a bordo) e con ricarica costante durante tutto il tempo di utilizzo. 

    Con l’avvento dello Start&Stop sono nate le così dette batterie EFB – AFB, realizzate per funzionare con numerosi cicli di scarica (quelli, frequenti, di avviamento del motore nella guida in città con lo Start&Stop) e con ricarica costante durante la normale marcia del veicolo.

    Con l’arrivo delle strategie di ricarica intelligente le batterie devono sopportare i numerosi cicli di scarica per via dello Start&Stop, ricariche veloci e temporanee per l’ottimizzazione dei consumi (la ricarica rapida durante le decelerazioni) sono nate così le batterie del tipo AGM.

    Batterie progettate allo scopo

    L’errore che viene fatto è quello di sostituire la batteria limitandosi a verificare le dimensioni, l’orientamento dei poli e l’amperaggio. Ma non quale tipologia di batteria monta il veicolo.

    Un Guasto al motore può costarti anche 4000 EuroUn Guasto al motore può costarti anche 4000 Euro

    È il caso classico del venditore di auto usate che, dopo il fermo prolungato del veicolo, al momento della vendita sostituisce la batteria con una nuova ma non idonea. E, puntualmente, per questa sua leggerezza si ritrova a combattere con l’acquirente e con il Gestore di Garanzia.

    Se sui veicoli con alternatore intelligente si installa, magari facendosi guidare da un criterio di economicità, una batteria di tecnologia superata, si va incontro a problemi di durata della batteria (con ripercussioni sulla sua garanzia), segnalazioni di errore o, addirittura, di non funzionamento di sistemi come lo Start&Stop. 

    Ciò succede perché l’alternatore intelligente impone dei cicli di carica e di scarica che le batterie di vecchia generazione non sono in grado di recepire e di reggere per molto tempo: succede che nell’arco di pochi mesi la batteria nuova è da sostituire perché esausta.

    La centralina che non riconosce la batteria

    Indica l’errore e/o procede alla disattivazione della funzione di Start & Stop. Ad ogni modo, in questi casi,  risalire alla causa del guasto può essere difficoltoso se, come capita spesso, l’officina non si accerta che la batteria installata è realmente compatibile con il veicolo

    L’installazione di una batteria nuova va comunicata alla centralina di gestione perché, come abbiamo visto, la vetustà della batteria è un parametro di cui tenere conto per ottimizzare i cicli di scarica e ricarica. Tale operazione va fatta in officina con gli opportuni software. Il consiglio in questi casi è quello di lasciare stare il fai da te e di rivolgersi ad un professionista qualificato.

    Da leggere: come diminuire i consumi di un’auto full hybrid

    Possibili ricariche future, cosa sapere?

    I sistemi di ricarica intelligenti sono oggi sempre più diffusi, anche grazie alla commercializzazione dei veicoli ibridi di cui sono la prerogativa fondamentale.

    Potere gestire per tutti i veicoli in circolazione i tempi e i modi di ricarica delle batterie attraverso sistemi di ricarica intelligenti potrebbe avere un ruolo chiave.

    Si potrebbe pensare alle automobili come sistemi di accumulo energetico. Questo per risolvere il problema di gestione dell’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. Quali l’eolico e, soprattutto, il solare , ossia lo stoccaggio dell’energia durante i picchi di produzione. 



Automotive

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *