la batterie : usage, recharge, stockage

J'ai lu et entendu des conseils contradictoires au sujet des batteries pour vélos électriques. Je suis loin d'être suffisamment compétent en chimie pour savoir avec certitude lesquels sont justes et ceux qui sont erronés. Certains me semblent plus valables que d'autres en fonction de mes expériences et lectures, en ajoutant un peu de jugeote. Je peux me tromper, très probablement sans prendre ou faire prendre de risque de sécurité. Voici la liste de ce qui me parait essentiel à propos des batteries de mes vélos, et d'autres appareils qui en contiennent.

Une batterie est un réservoir d'énergie qui se rétrécit au fil du temps, dont la capacité diminue peu à peu avant de chuter plus brutalement. Le type de batterie que l'on trouve le plus fréquemment sur les VAE devrait pouvoir durer environ 4 à 5 ans si tout va bien. Certains disent plus, je n'ai pas vu. Les technologies évoluent. Il serait possible que les batteries actuelles durent plus longtemps que les batteries fabriquées il y a quatre ou six ans. Je n'ai pas vu non plus.

Batt boite pb

Voilà ce que je fais pour ne pas abîmer trop vite mes batteries Lithium (celles qu'on trouve le plus souvent sur les VAE, dans les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables, etc.), et qui coûtent cher.

EN GENERAL :

  • éviter de l'exposer à des températures extrêmes, chaudes ou froides (supérieures à 40~45° C ou inférieures à -10~20° C) ; quand on l'utilise par temps froid, ce qui est tout à fait possible, on la rentrera au tiède le temps d'un arrêt long, et on ne sera pas surpris de faire moins de distance que par temps plus doux avec la même charge ; quand on s'en sert par temps très chaud, comme pour les humains, on la fera reposer à l'ombre dans un endroit aéré de temps en temps (inutile de lui donner à boire),
  • ne jamais (jamais !) l'exposer à un choc, par exemple en la faisant tomber ; si cela arrive, la faire vérifier par un spécialiste avant de s'en servir à nouveau,
  • les batteries de VAE sont protégées par une carte électronique interne reliée aux cellules et dotée d'un programme informatique, appelée BMS (battery management system), qui sert à empêcher une décharge trop profonde, une recharge à un mauvais voltage, voire à couper la batterie s'il fait trop chaud (risque d'incendie) ou trop froid, ou si on ne s'en sert pas pendant un temps long, etc. Le BMS "surveille" le fonctionnement de la batterie pour la maintenir en sécurité et la faire durer dans le temps autant que possible. Le BMS est également indispensable pour équilibrer les cellules entre elles. Chaque cellule ressemble souvent beaucoup à une pile bâton. Elles sont assemblées (soudées ou clipsées) en plus ou moins grande quantité et de plus ou moins bonne qualité.
  • sans lien avec l'entretien, sachez que les batteries "de marque" ont des programmes particuliers de la marque. Les constructeurs cherchent à enfermer le consommateur dans un système propriétaire, tout en vendant ces pièces à des prix bien plus élevés... Les kits n'ont pas en principe ces problèmes et les batteries de même voltage sont compatibles.

Cellules

exemples de cellules 18650, 18 mm de diamètre, 65 mm de long

LA RECHARGE

se fera :

  • de préférence avec le chargeur fourni avec la batterie, ou avec un chargeur compatible en nombre de volts et d'ampères et, bien sûr, pourvu de la bonne prise,
  • à température ambiante modérée, entre 15 et 25°, sinon se référer à la notice pour la température maximale possible pour recharger sans mettre le feu ; la température maximale recommandée peut arriver vite en extérieur par une chaude journée d'été, et on ne la rechargera pas dans un endroit froid, Normalement, le BMS veille, mais deux précautions sont préférables à une seule.
  • si possible, en la chargeant un peu en-dessous du maximum possible, genre à 41.8 volts si le chargeur est prévu pour 42 volts pour une batterie de 36 volts nominal (il existe des chargeurs réglables, mais c'est plus cher et il faut savoir les régler), on peut espérer ainsi doubler voire tripler le nombre de cycles ; mais ce n'est pas sûr si j'en juge par mon expérience, 
  • en laissant le chargeur branché jusqu'au bout de la recharge de temps en temps pour permettre l'équilibrage des cellules par le BMS qui a lieu en fin de charge,
  • certains préconisent, si possible, une sous-charge la veille d'une sortie, avec un programmeur, et en finissant la charge juste avant de partir. On notera donc le temps de charge sur une fiche ou dans un tableau avec le même chargeur en fonction du niveau de charge restant, que l'on peut mesurer avec un voltmètre, ou avec les barres du tableau de bord (compteur) ou les diodes sur la batterie si on a rien d'autre. Par exemple, si j'ai constaté qu'il reste 2 barres sur 5 possibles et qu'il faut 3 heures pour recharger de 2 à 5 barres, alors je recharge pendant 2 heures avec le programmeur la veille, et je termine la charge avant le départ,
    • d'autes disent qu'il vaut mieux recharger juste avant l'usage et non deux fois car la batterie vivrait ça comme deux cycles, ce qui n'est pas bon pour sa longévité ; on déclenchera alors la recharge avec un programmeur pour que la batterie soit chargée à l'heure du départ ; j'utilise plutôt cette deuxième méthode, mais en voyage c'est compliqué ; 

Programmeur meca

programmeur mécanique (moins de 4€)

  • si possible en rechargeant lentement, donc avec un chargeur qui n'atteint pas le maximum du possible en nombre d'ampères. La gestion de la recharge se fait plus confortablement avec un programmeur (mais ça marche aussi avec le minuteur du smartphone, comme pour les oeufs à la coque, en plus long, et à condition que le smartphone reste à portée d'oreille),
  • en surveillant la recharge de près les premières fois. On vérifiera notamment que la batterie ne surchauffe pas, soit en posant un thermomètre dessus (un simple thermomètre domestique à alcool fait l'affaire) soit en posant la main dessus à intervalles réguliers (notre peau est très sensible aux variations de température, ce qui est très utile pour ne pas cramer les bébés avec l'eau du bain), tant que la peau ne dit pas "c'est trop chaud", c'est que ça va à peu près. Il est normal que le BMS chauffe un peu à la fin pendant l'équilibrage,

Batt boite yamaha

LE STOCKAGE

Le meilleur entretien possible d'une batterie est de s'en servir. Les batteries qui s'abîment vite sont celles qui restent trop chargées ou déchargées trop longtemps, et trop au chaud et au très froid.

Le stockage de longue durée, plusieurs semaines et davantage, ou pendant l'hiver si on s'en sert seulement aux beaux jours, se fera :

  • entre 40 et 60% du total possible de la charge, soit aux alentours de 2 à 3 barres sur l'écran s'il y en a 5 barres en tout, et en rechargeant un petit coup de temps en temps (une fois par mois) pour rester à peu près à ce niveau de charge,
  • à une température modérée (15-20°) ou, mieux, au frais, voire au frigo, mais il y souvent autre chose à mettre dans ce meuble de cuisine ; dans ce dernier cas, on sortira la batterie quelques heures avant de la recharger pour s'en servir à nouveau.

Lithium manganese 48 21

batterie lithium 48 volts 21 ampères-heure, soit 1008 watts-heure, pour un poids de 4 kilogrammes

ThermometreUn outil de mesure très utile et économique : le thermomètre.

Multimetre

pour 10€ environ, un multimètre permet de mesurer le nombre de volts dans la batterie

 

EN COMPLEMENT

un article de Frandoid par Vincent Sergère sur les batteries de smartphone, également valable pour les batteries de VAE, et qui revient sur des légendes datées et des pratiques inutiles, à condition de supporter une grosse quantité de publicités : 

tout savoir sur les batteries, mythes, astuces et avenir

Je tente un résumé à ma manière, c'est-à-dire en ajoutant des trucs...

Il est inutile de laisser la batterie branchée sur le secteur, via le chargeur, après le chargement complet. Comme il ne sert à rien de la charger complètement en vue d'une première utilisation. Comme il est inutile d'attendre qu'elle soit vide avant de la recharger, ça peut même l'abîmer. Sur un VAE le BMS veille, mais ce n'est pas la peine de faire exprès de trop décharger. Mieux vaut donc avoir une batterie plus grosse que le besoin en autonomie.

Un cycle est une décharge-recharge complète. Ainsi, si vous faites trois sorties, une avec par exemple une décharge-recharge de 30%, une deuxième de 50% et une troisième de 20%, vous aurez fait faire 100% à votre batterie, soit 1 cycle. D'autres disent qu'un cycle fait une décharge-recharge, quelle que soit la quantité du vidage et du remplissage. Je pencherais par expérience plutôt du côté de la deuxième possibilité.

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