VAE : bien choisir sa batterie est essentielle

VAE : bien choisir sa batterie est essentielle

(Mis à jour le: 20 décembre 2018)
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La batterie est un composant essentiel du vélo à assistance électrique. D’ailleurs, elle représente à elle seule, 30 à 40 % du prix du deux-roues. C’est elle qui donne son autonomie au vélo d’où l’intérêt de bien la choisir. Pour ce faire, vous devez vous baser sur différents critères et connaître les différents types de batteries qui existent sur le marché. En général, la majorité des batteries sont en lithium, mais en retrouve encore quelques-unes conçues en plomb. Ces dernières ont l’avantage d’être moins onéreuses, mais le plomb pèse jusqu’à trois fois plus lourd que le lithium. En ce qui concerne le lithium, on distingue cinq technologies principales.

La batterie lithium-ion

Quel que soit le modèle, les batteries lithium-ion reposent toutes sur le même principe à savoir l’échange des ions Lithium durant la décharge entre la cathode et l’anode.

La cathode qui désigne l’électrode positive est souvent représentée par un oxyde de métal lithié tel que le manganèse, le dioxyde de cobalt ou encore le phosphate de fer.

L’anode, quant à elle, désigne l’électrode négative représentée par le graphite.

Durant la charge de la batterie, c’est l’échange inverse qui se produit, mais elle se fait toujours entre ces deux points.

Il convient aussi de savoir que ce type de batterie est équipé d’un système de protection électronique appelé BMS ou Battery Management System. Ce dernier a pour mission principale la protection de la batterie contre les utilisations excessives comme les surcharges ou les sous charges. Certains de ces circuits disposent d’une fonction d’équilibrage des cellules durant la charge afin d’éviter les décharges inégales des cellules.

Les différentes technologies lithium

VAE : bien choisir sa batterie est essentielle

On distingue cinq grandes catégories de batteries lithium à savoir :

  • Les batteries Lithium et Oxyde de Manganèse connues sous les termes LMO ou LiMnO2 :

Ces dernières se composent d’électrolyte liquide, une sorte de solution saline et une cathode composée d’oxyde de manganèse et de lithium. Elles ont une structure qualifiée de spinelle en trois dimensions. Cette forme leur confère divers avantages dont une bonne stabilité thermique, plus de sécurité, une résistance interne assez faible et ce, malgré une durée de vie limitée.

Ses inconvénients : sous des conditions d’utilisation extrêmes telles qu’un court-circuit, des chocs, une température supérieure à 80°C, …, ces batteries s’avèrent dangereuses puisque peuvent exploser ou brûler, leur faible résistance ne pouvant supporter que de fortes puissances. Cela est dû au relâchement d’oxygène des cathodes qui va favoriser une fuite de la solution saline ou une inflammation.

  • Les batteries lithium et Nickel-Manganèse-Cobalt désignées par NMC ou LiNiMnCO :

Elles se composent également d’électrolyte liquide et d’une cathode composée de Nickel, de Manganèse et d’un peu de Cobalt. Ces modèles sont très performants du fait de la bonne combinaison entre le Nickel et le Manganèse. Les deux se complètent effectivement puisque le Manganèse, ayant une structure de spinelle apporte une basse résistance interne ainsi qu’une faible énergie compensant alors la haute énergie du Nickel et sa mauvaise stabilité. Quoi qu’il en soit, ces batteries ont une puissance de charge et de décharge ainsi qu’une durée de vie limitée. En ce qui concerne les risques d’explosion et d’incendie, ils sont faibles, mais ne sont pas à écarter pour autant puisque les émanations d’oxygène et les fuites de solution saline peuvent toujours survenir.

  • Les batteries lithium et Oxyde de Cobalt connues sous les termes LCO ou LiCoO2 :

A part l’électrolyte liquide, la cathode est ici représentée par de l’oxyde de cobalt et du lithium. Ces modèles offrent une énergie massique élevée, mais ont néanmoins une courte durée de vie, une faible puissance spécifique et très peu de stabilité thermique. Les risques d’explosion et d’incendie sont élevés à cause des réactions exothermiques qui peuvent survenir à pleine charge et à forte puissance.

  • Les batteries lithium-polymère connues sous les termes LIPO ou LiPoly :

L’électrolyte ici utilisée est non liquide, mais sous forme de polymère gélifié. Cela les rend plus sécurisées avec des risques moindres de fuite. Quoi qu’il en soit, l’incendie peut toujours survenir suite à une augmentation anormale de la température. En termes d’énergie spécifique, celle-ci est assez élevée ce qui fait de ce modèle, la batterie la plus légère. Elle s’avère toutefois être la moins performante en termes de courant de charge et de décharge.

  • Les batteries lithium et phosphate de fer connues sous les termes LFP ou Li-Fe-PO4 :

Elles sont composées d’électrolyte à base de carbonate d’éthylène et d’une cathode représentée de phosphate de fer et de lithium. Ces modèles sont les plus robustes vendues sur le marché puisque peuvent supporter de fortes intensités de décharge en continu. Elles ont également la meilleure durée de vie par rapport aux précédentes avec toutefois une énergie spécifique peu élevée. En ce qui concerne son impact sur l’environnement, ces batteries peuvent être recyclées puisqu’elles sont dépourvues de métaux toxiques. Les risques d’explosion et d’incendie sont également moindres puisque la cathode ay phosphate de fer n’engendre pas de fuite d’oxygène. Même en cas d’abus et de conditions extrêmes, elles restent sûres.

L’autonomie de la batterie d’un VAE

La puissance des batteries peuvent aller de 2 à 10 Wh/km. Pour savoir quelle est l’autonomie approximative de votre vélo électrique, il suffit de diviser sa capacité exprimée en WH par une consommation moyenne de 7 Wh/km. Vous obtiendrez alors le nombre en km qui traduit l’autonomie du deux-roues.

Et si vous n’avez pas la capacité, il suffit de multiplier la tension en Volt par la capacité exprimée en Ah.

Quel que soit le chiffre obtenu que ce soit pour l’autonomie ou la capacité, il faut retenir que les chiffres ne suffisent pas pour déterminer l’autonomie d’un VAE. Vous devez également vous baser sur d’autres critères comme le niveau d’assistance demandé et le poids du cycliste.

Et pour que le vélo puisse vous conduire en aller-retour, tachez toujours de charger pleinement la batterie avant de sortir de chez vous.

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