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:
den procentuella laddningen (SoC, Laddningstillstånd) inte alltid stiger eller sjunker på ett helt kontinuerligt sätt.
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
intelligent uppskattning, non una misura diretta. E questa stima può aggiornarsi quando cambiano le condizioni
(effektbehov, temperatur, laddnings-/urladdningsfas, viloperioder) eller när systemet kalibreras om.

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.
SoC beräknas genom att BMS (Batterihanteringssystem) med hjälp av åtgärder som t.ex:
ström, spänning e temperatur, tillsammans med en matematisk modell.

I många arkitekturer används en kombination av:
coulombräkning (räknar hur mycket laddning som går in/ut över tid) och
korrigeringar baserade på spänning i vila (OCV) och på temperatur.
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 kalibrering (ofta kallad självlärande).
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:

• inre motstånd och spänningen sjunker under belastning;
• förhållandet mellan spänning i vila (OCV) e SoC;
• dynamiken i återhämtning av spänningar 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.

I synnerhet när det gäller batterier LiFePO₄ (LFP) la stima del SoC è spesso più delicata perché la curva
OCV–SoC ha una zona centrale molto “piatta” (un platå):
I det intervallet ändras spänningen lite, även om laddningsprocenten ändras ganska mycket.
Questo riduce l’“osservabilità” del SoC basata su tensione e rende più probabili correzioni non perfettamente lineari,
särskilt med buller, varierande belastningar och låga temperaturer.

(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
i vissa natriumjontekniker resistansens/impedansens beroende av temperatur e SoC
può essere più marcata rispetto a celle LFP, e che in regioni di SoC più basse le perdite/inefficienze possono aumentare.

Ur praktisk synvinkel innebär detta att man närmar sig ytterligheterna (särskilt vid låg SoC och kyla eller hög effekt):

• la tensione può essere più “sensibile” a cambi di carico (maggiore spänningsfall);
• 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.

Dessutom kan områden nära gränsvärdena, precis som med många andra kemikalier, innehålla områden med olika spänningsgradienter och fenomen
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. Batteriets temperatur (se cambia molto, è normale che la stima si aggiorni);
2. Laddnings-/urladdningseffekt (plötsliga spikar ändrar spänningen under belastning);
3. Faser av vila (in riposo la tensione si stabilizza e l’OCV è più informativa);
4. Områden nära slutet av laddningen/urladdningen (där många system tillämpar konservativ logik och korrigeringar).

7) När man verkligen ska oroa sig

È sensato chiedere una verifica se noti:

• mycket breda och upprepade skott (es. 20–30%) senza variazioni di temperatura o potenza;
• återkommande larm eller ofta plötsliga begränsningar;
• inkonsekvent beteende mellan energiutbyte (kWh) och SoC-variation under långa perioder.