Claude Gauthier Consultant en électrification des transports
De toute part, on peut lire toute sorte de choses concernant les batteries de véhicules électriques. Il y a ceux qui se fient à leurs PC et cellulaires qui croient qu’une batterie de véhicule électrique devra être changée d’ici cinq ans et d’autres qui croient qu’une batterie n’a pas besoin de soins, comme si les changements d’huile dans un moteur à essence n’étaient pas vraiment nécessaires. La vérité est entre les deux.
Comment une batterie se dégrade?
Avant de parler des soins requis, il faut comprendre comment une batterie se dégrade. On perd de l’autonomie oui, mais comment cela se passe-t-il à l’intérieur? En fait, la batterie se dégrade parce que des microfissures apparaissent sur l’anode et la cathode puis une partie des ions restent dans ces fissures. De plus, la surface de la cathode devient plus grosse avec l’accumulation des résidus puis la même chose se produit du côté de l’anode, qu’on appelle dendrite, jusqu’à ce que les deux parties se rejoignent et causent un court-circuit.
Qu’est-ce qui affecte la vie d’une batterie?
Ainsi donc, une batterie est vouée à mourir. Comme l’humanité, chaque batterie aura une durée de vie complètement différente d’une autre. La chimie des batteries, le système de gestion thermique, ou son absence, ainsi que le système de gestion de la recharge pourra grandement améliorer la vie des batteries.
Composition des batteries
Chaque batterie n’est pas semblable. Les manufacturiers ont choisi différentes recettes et les résultats ne sont pas les mêmes. Panasonic utilise un procédé Nickel – Cobalt-Aluminium avec un système thermique pour maintenir la batterie à une température stable. Lg Chem a un système Lithium polymère avec un système de gestion thermique puis Samsung SDI utilise le Nickel-Cobalt-Manganèse toujours avec un système de gestion thermique. AESC fabriquait des batteries Lithium-Oxyde de manganèse sans gestion thermique. De tous les fabricants, c’est Panasonic qui semble avoir la meilleure recette, le pire étant AESC. 1
Coulombic efficience
Une des meilleures façons de vérifier la santé de la batterie est de vérifier l’efficacité coulombic. Durant la recharge, le lithium voyage vers l’anode puis revient à la cathode lors de la décharge. Entre les deux, il y a une variation du transfert et c’est ce qui est analysé. Par différents tests, on a ainsi pu évaluer que trois facteurs semblent grandement affecter la durée de vie : la chaleur, le taux de charge et le nombre de cycles de recharge. 2
Comment prolonger la vie de la batterie
Selon plusieurs experts, il faut donc éviter le plus possible ces trois facteurs et surtout ne pas les combiner. Pour le nombre de cycles de recharge, il est recommandé de faire de petites recharges plutôt qu’une longue. La chaleur attribuée à la recharge sera plus courte. Il est donc mieux de recharger sur une borne de 240 volts plutôt que sur le 120 volts. Les recharges rapides, celles effectués sur un chargeur de niveau trois, ne doivent être faites qu’en cas de voyages. Encore ici, c’est la chaleur générée par la recharge la fautive. On dit que les hautes tensions et l’exposition à des températures élevées dégradent la batterie plus rapidement que la recharge dans des conditions normales.
Aussi, une température externe plus haute que 30 Celcius et plus basse que -20 Celsius est considéré comme une température extrême. Il faut donc s’assurer que le véhicule puisse se réchauffer ou se refroidir convenablement. La plupart des véhicules le font avec un niveau de batterie pré-défini mais si le véhicule demande d’être branché afin de pouvoir le faire, c’est un must.
Ensuite, il faut maintenir une tension de 4 volts par cellule pour avoir une durée de vie et une plage d’utilisation intéressante. Cette valeur est obtenue aux environs de 70% de recharge. De l’autre côté, une valeur plus basse que 25%, ou 3,65 volts n’est pas recommandés. Ces valeurs sont valables pour une utilisation journalière ou pour un véhicule en remisage pendant quelques jours. Par-contre, si vous devez vous recharger à 100%, faites-le de façon à ce que cela se termine le plus près possible de votre départ afin de minimiser le temps généré par la chaleur dans les cellules lorsqu’elles sont à pleine charge. 3
Plage d’utilisation avant la recharge.
La figure plus haute illustre des tests de contrainte dynamique reflétant la perte de capacité à différents pourcentage de charge et de décharge. La perte de capacité la plus importante se produit lors de la décharge d’une batterie entièrement chargé à partir de 100% jusqu’à 25% (noir); la perte serait plus grande si complètement déchargée. Un cycle compris entre 85% et 25% (vert) offre une durée de vie plus longue qu’un chargement à 100% et une décharge à 50% (bleu foncé). La perte de capacité la plus faible est obtenue en chargeant la batterie à 75% et en déchargeant jusqu’à 65%. Ceci, cependant, n’utilise pas pleinement la batterie.
En conclusion, il vaut mieux ne pas recharger sa batterie à 100% tous les jours ou de programmer la recharge pour qu’elle se termine le plus près de votre départ. Il est aussi conseillé de ne pas laisser le véhicule à des températures extrêmes à moins qu’il puisse tempérer la batterie. Les Nissan Leaf et Volkswagen EGolf n’ayant pas de gestion thermique mais seulement un système de chauffage pour la batterie, évitez les hautes températures. Puis, à moins que cela ne soit absolument nécessaire, évitez les recharges rapides surtout si vous n’avez pas de gestion thermique.
Je vous invite à consulter les liens en bas de l’article. Toutes les informations contenues ici proviennent de ces informations vérifiées et vérifiables.
1–https://batteryuniversity.com/learn/article/bu_808b_what_causes_li_ion_to_die
2https://batteryuniversity.com/learn/article/bu_808c_coulombic_and_energy_efficiency_with_the_battery
3–https://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_prolong_lithium_based_batteries