Perché a volte la percentuale di carica (SoC) “salta”? Una guida semplice (ma tecnica) per capirlo

Perché la percentuale di carica (SoC) a volte “salta”? (Succede anche al litio, soprattutto LFP)

Se hai una batteria domestica collegata al fotovoltaico, può capitare di vedere un comportamento che sorprende:
el porcentaje de carga (SoC, Estado de carga) no siempre sube o baja de forma perfectamente continua.
A volte sembra fare piccoli “scatti” (ad esempio 52% → 47% oppure 18% → 23%).

Nella grande maggioranza dei casi questo non indica un guasto: è l’effetto naturale del fatto che il SoC è una
estimación inteligente, non una misura diretta. E questa stima può aggiornarsi quando cambiano le condizioni
(demanda de energía, temperatura, fase de carga/descarga, periodos de descanso), o cuando el sistema se recalibra.

1) Cos’è davvero il SoC? Una stima, non un “sensore”

Non esiste un sensore che “legge” la percentuale di carica come un galleggiante nel serbatoio.
El SoC se estima mediante BMS (Sistema de gestión de baterías) utilizando medidas como:
actual, tensión e temperatura, junto con un modelo matemático.

En muchas arquitecturas, una combinación de:
recuento de culombios (cuenta cuánta carga entra/sale a lo largo del tiempo) y
correcciones basadas en tensión en reposo (OCV) y en el temperatura.
Quando cambiano le condizioni o migliorano le informazioni disponibili, l’algoritmo può “riallineare” la stima,
e questo può apparire come un salto.

2) Perché si nota di più all’inizio vita (o dopo reset/aggiornamenti)

Nei primi giorni/settimane di utilizzo — o dopo un reset, un aggiornamento firmware, o un cambio importante di parametri —
il sistema può attraversare una fase di calibración (a menudo denominado autoaprendizaje).
In questa fase l’algoritmo affina i parametri con cui traduce segnali elettrici in percentuale.

Quando l’algoritmo trova nuovi “punti di riferimento” (per esempio condizioni vicine a fine carica o fine scarica,
o periodi di riposo utili per leggere l’OCV), può correggere la stima e far apparire uno scatto.

3) Escursione termica: perché caldo/freddo rende il SoC più “nervoso”

La temperatura influenza tutte le batterie perché cambia la loro risposta elettrochimica ed elettrica.
In generale, la temperatura può modificare:

• resistencia interna y caídas de tensión bajo carga;
• la relación entre tensión en reposo (OCV) e SoC;
• la dinámica de recuperación de la tensión quando il carico cambia o la batteria si “rilassa”.

Risultato: a parità di energia realmente presente, la tensione misurata può cambiare in modo diverso a seconda della temperatura e della potenza istantanea.
Se l’algoritmo usa (anche) la tensione per correggere il SoC, può aggiornare la stima quando le condizioni cambiano bruscamente.

4) Succede anche al litio? Sì. E spesso è più evidente su LiFePO₄ (LFP)

Questo fenomeno non è “tipico del sodio”: è comune a molte chimiche (litio incluso) perché dipende dal modo in cui si stima il SoC.

En particular, en las baterías LiFePO₄ (LFP) la stima del SoC è spesso più delicata perché la curva
OCV–SoC ha una zona centrale molto “piatta” (un meseta):
En ese rango, la tensión cambia poco aunque el porcentaje de carga cambie mucho.
Questo riduce l’“osservabilità” del SoC basata su tensione e rende più probabili correzioni non perfettamente lineari,
especialmente con ruido, cargas variables y bajas temperaturas.

(Per approfondire tecnico: diversi lavori riportano che l’LFP ha un plateau OCV–SoC che rende la stima SoC più difficile, e che piccoli errori/rumori di tensione
possono amplificarsi in errori di SoC; inoltre l’isteresi tra carica e scarica va gestita con cura.)

5) Perché, in alcuni casi, il sodio può risultare più sensibile agli estremi (basso SoC / alto SoC)

Qui è importante essere precisi: non esiste “il sodio” come comportamento unico, perché dipende dalla specifica chimica (catodo/anodo),
dal progetto del pack e dall’algoritmo del BMS. Detto questo, alcune evidenze sperimentali su celle commerciali mostrano che
en determinadas tecnologías de iones de sodio la dependencia de la resistencia/impedancia de temperatura e SoC
può essere più marcata rispetto a celle LFP, e che in regioni di SoC più basse le perdite/inefficienze possono aumentare.

Desde un punto de vista práctico, esto significa que cerca de los extremos (especialmente en baja SoC y frío o de alta potencia):

• la tensione può essere più “sensibile” a cambi di carico (maggiore caída de tensión);
• l’energia immediatamente utilizzabile può ridursi temporaneamente per ragioni di tensione/potenza;
• l’estimatore del SoC può fare correzioni più visibili perché i parametri elettrici cambiano più rapidamente.

Además, como ocurre con muchas químicas, las zonas cercanas a los límites pueden incluir regiones con diferentes gradientes de tensión y fenómenos
legati a transizioni di fase o a plateaus/pendenze (a seconda dei materiali): questo può rendere la mappatura tensione↔SoC più “non lineare”
e quindi più soggetta a ricalcoli quando cambiano temperatura e carico.

6) Come leggere l’immagine che inserirai qui sotto (e capire se è “normale”)

Quando guardi un grafico o una schermata con il SoC, per interpretare correttamente eventuali “salti” controlla sempre anche:

1. Temperatura de la batería (se cambia molto, è normale che la stima si aggiorni);
2. Potencia de carga/descarga (los picos repentinos modifican la tensión bajo carga);
3. Fases de descanso (in riposo la tensione si stabilizza e l’OCV è più informativa);
4. Zonas próximas al final de la carga/descarga (donde muchos sistemas aplican una lógica conservadora y correcciones).

7) Cuándo preocuparse de verdad

È sensato chiedere una verifica se noti:

• disparos muy amplios y repetidos (es. 20–30%) senza variazioni di temperatura o potenza;
• alarmas recurrentes o limitaciones repentinas frecuentes;
• comportamiento incoherente entre la energía intercambiada (kWh) y la variación del SoC durante largos periodos.