Les batteries des vélos à assistance électrique
(mis à jour: décembre 2014)
La batterie est ce qui donne la puissance au moteur, et c’est le composant individuel le plus onéreux d’un vélo électrique. Il existe plusieurs types de batteries. En général, celles à bas prix sont plus lourdes et ont peu d’autonomie, tandis que plus les prix augmentent, plus se réduit le poids et augmente l’autonomie. Une batterie de qualité va aussi durer plus longtemps, et elle devra être remplacée plus rarement.
Une batterie pour vélos électriques
Les batteries peuvent être divisées en trois groupes principaux en fonction de leur composition chimique.
- Les batteries au Lithium-ion (Li -Ion) : C’est actuellement la meilleure technologie parmi celles utilisées pour produire des batteries de vélos électriques. Ces batteries sont beaucoup plus petites et légères que celles déjà citées, avec une capacité de 90-150Wh par kg (ce qui permet soit une réduction du poids pour une capacité égale, ou une plus grande capacité pour un poids égal). L’autonomie du vélo est augmentée. En outre, les batteries au lithium ne souffrent pas de l’« effet mémoire », et il ne faut pas donc attendre qu’elles soient complètement déchargées pour les recharger. L’inconvénient est que ces batteries ont un prix plus élevé que les autres types, en raison des matériaux utilisés pour les fabriquer et de leur système de contrôle électronique plus complexe ; elles doivent aussi être gérées plus attentivement. Nous vous recommandons cependant ce type de batterie, le prix initial élevé étant compensé par une meilleure performance et longévité.
Pour simplifier, nous avons parlé jusqu’ici de batteries au lithium en général: en fait, il en existe différents types. Le type présent depuis plusieurs années sur le marché est basé sur la technologie lithium-ion (Li-ion); une variante répandue est représenté par les batteries lithium polymères (Li-Po), avec une densité d’énergie plus élevée (environ 20% de plus) ; les batteries lithium-fer-phosphate (LiFePO4)sont encore peu répandues, mais leur durée de vie élevée est très intéressante (plus de 1 000 cycles de charge, si elles sont bien gérées, contre les 500 des batteries Li-ion) ; puisque la batterie est presque toujours l’élément le plus coûteux d’un vélo, il peut être judicieux d’investir dans des batteries avec des durées de vie plus longues. - Les batteries au plomb (Pb) : C’est la technologie la plus ancienne encore en usage pour les batteries rechargeables. Le rapport poids et autonomie est défavorable, dans le sens qu’elles sont très lourdes pour l’autonomie qu’elles peuvent offrir (environ 25Wh par kg). Le temps de recharge est très long, typiquement huit heures ou plus. Ces batteries conviennent donc pour ceux qui envisagent d’utiliser le vélo électrique pour de courts trajets, et pour ceux qui préfèrent s’introduire au monde des vélos électriques sans trop dépenser.
- Les batteries au nickel-hydrure métallique (NiMH) : Elles apportent des avantages vis-à-vis des batteries au plomb, sans être les plus efficaces du marché (capacité de 55-70Wh par kg). Elles présentent l’inconvénient de subir l’effet d’auto-décharge, c’est-à-dire qu’elles ont tendance à se décharger même lorsqu’elles ne sont pas utilisées. Elles présentent aussi l’« effet mémoire » qui réduit considérablement la capacité dans le cas des décharges et charges partielles. Les modèles de vélos électriques qui utilisent ce type de batterie ne sont pas nombreux.
Souvent, les fabricants proposent le même modèle de vélo avec deux ou plusieurs variantes, correspondant à des batteries de qualité différentes. Entre un vélo avec une batterie au plomb, et le même vélo avec une batterie au lithium, il peut y avoir une différence de l’ordre de centaines d’euro.
La capacité des batteries pour les vélos électriques.
Lors du choix d’ un vélo électrique, en plus d’examiner le type de batterie, il est également nécessaire de comparer la capacité de la batterie. L’unité de mesure la plus fidèle est le watt heure (Wh).
Intuitivement, plus la valeur de Wh de la batterie est élevée, plus la batterie durera et pourra effectuer un plus grand nombre de kilomètres.
Pour plus d’informations, un Wh est égal aux Ah multipliés par les volts (V) de la batterie ; une batterie de 37 V et 18 Ah a une valeur de 666 Wh (37 x 18 = 666).
L’autonomie d’un vélo électrique
Il faut noter d’emblée que fournir des données générales sur l’autonomie des vélos électriques n’est pas si facile. Le nombre de kilomètres que vous pouvez parcourir avant la décharge de la batterie est déterminée par un très grand nombre de facteurs.En voici quelques-uns : la capacité de la batterie; l’efficacité du moteur; le niveau d’assistance choisi; la longueur et l’intensité des montées; le vent; le poids de l’utilisateur; le niveau de gonflage des chambres à air …
Cela dit, nous pouvons nous hasarder à citer quelques chiffres, à prendre avec beaucoup de précaution. Nous prenons comme référence un vélo de qualité moyenne à haute, avec des composants de bonne qualité et des batteries au lithium ; on suppose un niveau d’assistance moyen (avec le moteur qui fournit 100% de la poussée fournie par le cycliste, la doublant). Dans ce cas, une batterie de 300 Wh peut aider le pédalage pendant environ 55 km. Ce chiffre tombe à 35 km si les montées sont fréquentes, et peut aller jusqu’à 75 en cas de conditions optimales. Avec une batterie de 400 Wh on peut pédaler jusqu’à 75 kilomètres (50 dans des conditions difficiles, 95 dans des conditions optimales). Ces chiffres sont ceux estimés par Bosch pour ses systèmes de vélos électriques. De ces données, vous pouvez estimer l’autonomie du modèle de vélo électrique qui vous intéresse. Comme nous le disions dans le guide d’achat des vélos électriques, cependant, la meilleure chose à faire est de tester le vélo soi-même.
Avec le temps, l’autonomie offerte par la batterie commence à diminuer de manière graduelle. Cest un effet que vous pouvez commencer à percevoir généralement après 18 – 24 mois, si la batterie a été bien entretenue. Pour cette raison, il est important de choisir un vélo avec des batteries d’une capacité de 15 à 20 % supérieure à celle qui est réellement nécessaire, de manière à en allonger la durée de vie autant que possible dans le temps.
Comment gérer au mieux les batteries.
Les batteries sont souvent le composant individuel le plus cher d’un vélo électrique. Il est donc important d’apprendre à bien les gérer pour prolonger leur durée de vie.
Si on prend quelque precaution, les batteries peuvent durer longtemps
Quelques considérations générales : il est nécessaire de comprendre que les batteries de vélos électriques sont rechargeables, mais seulement jusqu’à un certain point. Leur capacité diminue ainsi lentement avec le temps, jusqu’à ce qu’elles doivent être remplacées. Avec une utilisation moyenne d’un vélo électrique, et une gestion attentive des batteries, elles peuvent durer environ trois ans.
Ainsi, les batteries fonctionnent mieux à certaines températures ! Quand il fait froid dehors (en dessous de 10°C), le vélo doit être gardé et la batterie rechargée à l’intérieur ; de même, il est conseillé de ne sortir le vélo qu’au moment de l’utilisation réelle.
Les batteries peuvent être endommagées si elles sont laissées surchargées : évitez donc de les laisser branchées quand elles ont fini d’être chargées ! De même façon, elles sont endommagées si elles sont déchargées au maximum, en particulier le lithium, qui peut parfois arrêter définitivement de travailler après avoir été laissé déchargé trop .
En outre, les batteries doivent être traitées avec une certaines prudence, car les secousses et les vibrations peuvent endommager les produits chimiques en elles.
En ce qui concerne les batteries au lithium, il est nécessaire d’ajouter quelques considérations : si, par exemple au cours de l’hiver, vous n’utilisez pas votre vélo électrique, vous avez toujours besoin de recharger la batterie régulièrement (environ une fois par mois). Pour des raisons de sécurité les batteries au lithium ont des systèmes de gestion électroniques de la batterie sophistiqués , utilisés par exemple pour surveiller l’état de « santé » des cellules, ou pour gérer la tension provenant du chargeur. Ces composants électroniques de commande, cependant, utilisent de l’énergie… et ce, même lorsque le vélo n’est plus utilisé ! La consommation d’énergie est très faible, mais si vous laissez le vélo dans votre garage plusieurs semaines, elle peut conduire à la décharge de la batterie. Lorsque la batterie au lithium est complètement déchargée, il est possible qu’elle ne fournisse plus d’énergie à l’électronique de commande, rendant ainsi la batterie inutilisable. Les batteries au lithium plus modernes ne souffrent pas de ce problème, car l’électronique de commande peut se réactiver grâce au courant entrant du chargeur, mais il est préférable d’éviter de laisser sa batterie déchargée trop longtemps.
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MERCI pour cet article intéressant et instructif.
très bonne synthèse
[…] pour transformer un vélo «normal» en un vélo à assistance électrique : le moteur, la batterie, les contrôles, un capteur de pédalage, et tous les câbles et accessoires nécessaires. Si vous […]