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Batterie pour vélo électrique

Petit rappel de base pour mieux comprendre :

 

Une batterie se caractérise par sa tension (U), exprimée en volts (V) et par sa capacité (C) en ampère-heure (Ah).

C désigne en effet la capacité d'une batterie à délivrer un certain courant pendant un certain temps (des ampères x des heures : Ah)

 Par exemple une batterie de 8 Ah peut délivrer :

- 8 A pendant 1 heure
- 16 A pendant 1/2 heure

 

Technologies des batteries pour vélos électriques

 

 On peut les regrouper dans 3 grandes familles :

 • Les batteries au plomb (Pb)

• Les batteries au nickel comprenant les Nickel Métal Hydrure (Ni-Mh) et historiquement les Nickel Cadmium (Ni-Cd) maintenant interdites en raison de la toxicité du Cadmium.

• Les batteries au lithium comprenant :

- Les batteries Lithium-Ion (Li-Ion) à électrolyte liquide

- Les batteries Lithium-Polymère (Li-Po) à électrolyte solide (polymère gélifié)

- Les batteries Lithium-Polymère-Phosphate (Li-Fe-PO4) à électrolyte solide (polymère gélifié)

- Les batteries Lithium-Polymère-Nickel Cobalt Manganèse (NCM) à électrolyte solide (polymère gélifié)

  batteries vélos électriques

 

 Batteries plomb (Pb)

 C'est la technologie la plus éprouvée dans l'industrie automobile mais aujourd'hui elle est reconnue obsolète car lourde et peu performante pour le vélo électrique.

D'un prix imbattable avec très peu d'effet mémoire, ces batteries présentent quelques contraintes pour les maintenir et conserver longtemps en bonne forme. il faut éviter, lors d'une utilisation, de décharger complètement la batterie, ou de la laisser trop longtemps déchargée. La recharger au moins une fois par mois.
Elles craignent le froid, et leur puissance décroît avec la température. En cas de gel, lancer le vélo par pédalage avant de mettre le contact. Cela réveillera la batterie en douceur.

Les batteries au plomb des vélos électriques utilisent un mélange eau acide gélatineux et non liquide, permettant de les manipuler sans contrainte en évitant toutefois de les renverser.


Batteries Nickel Métal Hydrure (NiMh)

Batterie plus légère, proche des batteries NiCad, les batteries NiMh stockent plus de puissance à volume égal. Bien entendu, le prix est plus élevé, mais elles souffrent moins de l'effet mémoire. Mieux mais pas suffisant, cette technologie comme celle au plomb tant à être obsolète et de moins en moins utilisée.

Cycles : environ 500 (perte 20%) à 1000 (perte 40%)
Tension nominale (par élément): 1,2 volts.
Tension mini à ne pas dépasser : 0,8 volt.
Tension maxi (après charge): 1,4 volts
Courant de charge maxi : 0,5 C (soit 2 heures)

 

• Batteries Lithium (Li-ion ou Lipo)

Cellules batterie Bosch

C'est la technologie de référence !

Les batteries Lithium (Li-ion) utilisent la même technologie que les batteries de nos téléphones mobiles. Ce sont les meilleures, à ce jour.

Elles associent un des meilleurs rapports poids/puissance, une grande souplesse d'utilisation, pas d'effet mémoire, une grande puissance instantanée. Un défaut malgré tout  c'est le prix !

A savoir aussi:

Le nombre de cycles se mesure à 2 niveaux : à 80% de la capacité et à 60% de la capacité.

On considère qu’à partir de 60% de capacité, la batterie n’est plus adaptée à sa fonction.

 
Il existe aujourd'hui 2 chimies dominante dans le Lithium :

 

• Batteries Lithium-Polymère-Phosphate (Li-Fe-PO4)

• Batteries Lithium-Polymère-Nickel Cobalt Manganèse (NCM)

 

Différences entre Li-Fe-PO4 et NCM

• Le LiFePO4 offre un nombre de cycles suérieur au NCM (1500 contre 1000)

• Le LiFePO4 restitue 92% de puissance contre 99,5 % pour du NCM

• Le LiFePO4 est plus lourd de 40% environ que le NCM (1 cellule en plus + carter)

• Le LiFePO4 est plus cher que le NCM de 20%

• Le phosphate de fer, non toxique utilisé dans le LifePO4 offre une meilleure recyclabilité par rapport au Cobalt présent dans les batteries NCM

 

Cycles : 500 à 1000 cycles (Li-ion), 200à à 3000 cycles (Li-Po)
Tension nominale (par élément): 3,6 volts.
Tension mini à ne pas dépasser : 2,5 v.
Tension maxi (après charge): 4 v
Courant de charge maxi : 0,5 C (2 heures)

 

Cathode

Voltage

Rapport poids/puissance

Température de fonctionnement

Cycle de vie

Coût en Euro

Sécurité

Green

Plomb

2,0V

> 35wh/kg

-20 - 40°C

>200

1

Bonne

Non

NiCD

1,2V

> 40wh/kg

-20 - 50 °C

>1000

0,7

Bonne

Non

NiMH

1,2V

>80 wh/kg

-20 - 50 °C

>500

1,2-1,4

Bonne

Oui

LiCoO2

 

3,7V

>200 wh/kg

-20 - 60 °C

>500

1,5-2,0

Bonne avec un système de régulation

Oui

LiCoxNiyAlzO2

 

3,7V

>160 wh/kg

-20 - 40°C

>500

1,5-2,0

Bonne avec un système de régulation

Oui

LifePO4

3,2V

>120 wh/kg

0-60 °C

>2000

0,15-0,25

Bonne

Oui

 

CAPACITE DE RESTITUTION PAR TYPE DE BATTERIE

 

capacité à restituer l'energie stockée

B.M.S

 

On en parle jamais ou presque, mais poutant il est aussi important que le reste…

Le BMS est capital sur une batterie et sa qualité est essentielle pour la durée de vie de votre batterie.

Il est le cerveau de votre batterie qui contrôle sécurité et équilibre des cellules.

 

Ses fonctions :BMS


• Tension de coupure pic haut et bas de chaque élément
• Régulation de l'intensité
• Vérification température de chaque élément
• Coupure totale d'urgence
• Equilibrage de chaque élément
• Calcul en permanence de l'état de charge

 

Les BMS "bas de gamme" ne sont qu'un simple protecteur, alors que les BMS "haut de gamme" permettent de règler de nombreux autres paramètres (temps de charge, puissance fournie au démarrage...)

 

Termes techniques


Cycles : Un cycle est un couple de charge + décharge. Le nombre de cycles détermine le nombre d'utilisations et de recharges que pourra endurer la batterie jusqu'à perdre 20% de sa capacité d'origine.


Tension maximale : C'est la tension mesurée à vide (pas en utilisation), quand l'élément d'accu est pleinement rechargé.


Tension minimale : C'est la tension en dessous de laquelle l'élément d'accu s'abime. Contrairement à ce que l'on pourrait penser, ce n'est pas 0 volts.


Tension nominale : Entre tension mini et maxi, c'est plus la tension autour de laquelle l'accu delivrera sa puissance le plus longtemps.


Courant de charge maxi : exprimé en fonction de la capacité de la batterie

 

BMS (Battery Monitoring System) : organe qui régule l'utilisation de la batterie