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Batteries

On entend tout et n'importe quoi sur les batteries à tel point qu'on finit par s'y perdre. Lesquelles sont mieux ? Faut-il les décharger avant recharge ? Quelle est leur durée de vie ? Comment fait-on pour les stocker ? Au fait, ça se recycle bien ? Et dans quelques années, comment je fais pour les retrouver vos batteries ?

Le sujet est de taille et déterminant dans le choix d'un vélo électrique.

Vous trouverez ici des informations techniques simples, faciles à digérer... et à mettre en œuvre. Alors si pour vous les termes "Pb, Nicad, Ampères, Li-ion, Lipo, effet mémoire..." c'est du chinois, lisez un peu la suite.

Différents types de batteries sont utilisées pour les vélos électriques :
 
  • les batteries au plomb (Pb) peu coûteuses mais lourdes
  • les batteries au nickel comprenant les Nickel Metal 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 Lithium-Polymères (Lipo) et les Lithium-ion (Li-ion)
Le poids de la batterie.
Le poids de la batterie, longtemps problématique, bénéficie aujourd'hui des améliorations importantes liées aux accumulateurs Ni/MH (Nickel métal hydrure) d'une part, et surtout Lithium Ion et Lithium polymère de l'autre. Ainsi, une batterie au plomb pèse environ 13 kg, alors qu'une batterie au lithium ou au nickel pèse environ 3 kg pour une tension et une capacité équivalentes.

Temps de charge.
Le temps d'une charge complète de la batterie demande de 3 à 8 heures suivant la technologie de la batterie et du chargeur. Des recharges rapides sont possibles avec des chargeurs et des batteries appropriés.

Fréquence de recharge.
Tous les types de batteries supportent mal les décharges profondes (sauf les batteries au nickel cadmium), il est donc conseillé de les recharger le plus souvent possible, voire de rester en charge lors des phases d'inutilisation, les chargeurs modernes étant particulièrement bien étudiés pour ces cas de figures.

Effet mémoire.
Les Ni-Cd elles, doivent être déchargées entièrement avant d'être rechargées, ceci afin de supprimer l'effet mémoire typique de ce type d'accumulateurs. Ce défaut ne se fait vraiment ressentir qu'en cas d'utilisation cyclique : décharge suivie d'une recharge, toujours identiques en temps et en intensité ; exemple : un utilisateur fait le même trajet tous les matins, à la même heure, avec les mêmes conditions de circulation et, revient le soir, il met sa batterie en charge jusqu'au lendemain, au bout de plusieurs dizaines de cycles identiques, l'effet mémoire réduira nettement la capacité de la batterie pour un usage supplémentaire. Ce type de batterie est interdit en UE et est technologiquement dépassé.

Voltage / Ampérage.
Sur la batterie de votre vélo électrique, plus vous avez de tension (V), plus vous aurez l'impression de puissance (si vous avez un bon ensemble variateur / capteur de pédalage). Plus vous avez d'ampère-heure (Ah), plus vous aurez d'autonomie. On peut comparer les Ah d'une batterie à la taille d'un réservoir d'une voiture.

36 Volts / 8 Ah est un minimum si on veut un bolide digne de ce nom avec une autonomie respectable.
Les batteries Plomb (Pb).
Il en existe plusieurs types mais les batteries plomb à électrolyte gélifiée (sans entretien) se généralisent.  Contrairement aux idées reçues, une batterie plomb est entièrement recyclable. Sa durée de vie est en moyenne de 300 à 400 cycles (charge/décharge) ou 3/4 ans. Elle n'aime pas les décharges profondes. Préférez des recharges plus répétées et n'excédez jamais 3 mois sans la recharger. Après une charge, retirez toujours le chargeur du secteur (maxi 12 heures) ou prévoyez un programmateur. Après 3/4 ans, votre autonomie chutera logiquement de manière progressive.

A stocker chargé en cas de non utilisation prolongée.
Si vous suivez ces recommandations simples, vous garderez longtemps votre batterie plomb et elle vous donnera de bonnes performances.
La batterie plomb reste une valeur sûre et fiable depuis de nombreuses années dans beaucoup de secteurs d'activité. Sur un vélo électrique, c'est un excellent compromis d'utilisation. La standardisation de ces batteries est un gage de sécurité et de pérennité pour le client qui est sûr de pouvoir les retrouver n'importe où dans plusieurs années.
Les batteries Nickel Cadmium (Ni-cd)
Les batteries Ni-Cd sont aujourd'hui relativement dépassées au profit des batteries Nimh (voir ci-dessous), elles mêmes concurrencées par les batteries Lithium. Leur principal défaut est l'effet mémoire (toujours attendre qu'elle soit déchargée avant de la recharger).

Le cadmium est un métal lourd qui a été interdit par un arrêté depuis 2000 mais que l'on continue à trouver, notamment pour des applications de modélisme.

Les batteries Ni-Cd sont les premières générations d'accumulateurs rechargeables utilisées sur les téléphones portables. C'est pour cette raison que l'on vous rabâchait : "Il faut bien décharger votre batterie avant de la recharger !" C'est ce que font encore beaucoup de personnes avec leurs batteries alors qu'on peut maintenant les recharger quand on veut ! Eh oui, on est passé sans s'en rendre compte au Nimh puis au Lithium qui ne souffrent pas, eux, de l'effet mémoire.

La durée de vie des accus Ni-Cd est en moyenne de 500 cycles ou 4 / 5 ans. Il est conseillé de la décharger en profondeur (ne pas descendre quand même sous 0,8 V/élément) avant de la recharger. Il faut vraiment un chargeur approprié. A stocker déchargé en cas de non utilisation prolongée.

Les batteries Ni-cd sont de plus en plus rares et maintenant dépassées. Optez plutôt pour du Nimh voire Lithium.
Les batteries Nickel Metal Hydride (Nimh)
Comme les Ni-cd, elles se présentent le plus souvent sous forme de "piles bâtons", assemblées en série pour obtenir la tension désirée. Commercialisées au début des années 1990, elles remplacent les Ni-cd pour des raisons écologiques bien que leur recyclage doit être effectué très soigneusement. En effet, l’hydroxyde de potassium, un composant de la batterie Nimh, réagit violemment avec l’eau. Il est irritant et corrosif pour la peau, les yeux, les voies respiratoires et digestives.

Leur densité d'énergie est 1,5 fois plus élevé que pour les Ni-cd et ne souffrent pas d'effet mémoire (du moins pas au début de leur vie). Elles sont aujourd'hui assez répandues car elles représentent une alternative entre le Ni-cd et le Lithium.
Les Nimh supportent environ 400/500 cycles de charge - décharge. En fin de vie, l'autonomie chutera progressivement. A stocker chargé en cas de non utilisation prolongée en raison d'un taux d'auto-décharge important.

Le Nimh est une technologie éprouvée mais qui est aujourd'hui dépassée au profit des batteries Lithium.
Les batteries Lithium (Li), regroupant les Lithium ion (Li-Ion) et les Lithium ion Polymère (Lipo)
La batterie lithium occupe aujourd'hui une place prédominante sur le marché de l'électronique portable. Ses principaux avantages sont une densité d'énergie spécifique et volumique élevée (4 à 5 fois plus que le Nimh par exemple) ainsi que l'absence d'effet mémoire. L'auto-décharge est relativement faible par rapport à d'autres accumulateurs. Cependant le coût reste important mais le rapport prix/prestation est exceptionnel.

On distingue les batteries Lithium ion (Li-Ion) et les batteries Lithium ion Polymère (Li-Po) où l'électrolyte de cette dernière est un polymère gélifié. Les avantages de la Lipo par rapport à la Li-Ion sont :
- Batterie pouvant prendre des formes fines et variées,
- Batterie pouvant être déposée sur un support flexible,
- Faible poids (le Li-Po permet parfois d'éliminer l'enveloppe de métal lourde du Li-Ion),
-  Plus sûre que les Li-Ion (plus résistante à la surcharge et aux fuites d'électrolytes)

Les faiblesses de la Lipo par rapport à la Li-Ion sont :
- Plus cher,
- Charge soumise a des règles strictes en terme de charge/décharge
    
A noter que la technologie Lithium s'use même quand on ne s'en sert pas (corrosion interne et augmentation de la résistance interne). Les courants de charge et de décharge admissibles sont plus faibles qu'avec d'autres technologies mais restent tout à fait adaptés au domaine du vélo à assistance électrique dans la mesure où le cahier des charges est bien pensé au départ.

Il faut éviter les décharges profondes et idéalement, stocker la batterie aux alentours de la moitié de sa capacité, à 15°C. Recharger cependant tous les 6 mois en cas de non utilisation prolongée.

Attention, les prix varient aussi sur une échelle de 1 à 10 pour des caractéristiques techniques apparemment identiques... sur le papier... Nous pouvons vous assurer que les moins chères sont rarement les meilleures. En Lithium, un prix élevé est souvent synonyme de qualité.

N'achetez pas une batterie rechargeable si l'objectif n'est de s'en servir que dans 3/4 ans car non utilisée, elle s'use quand même.

Source: (entre autre) http://www.velo-electrique.com/
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