Aujourd’hui, le vélo électrique fait partie des moyens de locomotion les plus connus. En effet, il a été adopté par plusieurs millions de cyclistes et continue d’attirer du monde. Comme tout engin électrique, il est équipé d’une batterie. Cette dernière fait partie des éléments les plus importants de l’anatomie d’un vélo à assistance électrique (VAE) et est très souvent onéreuse. Pour cause, elle est responsable du stockage de l’énergie électrique requise pour le fonctionnement du vélo. Sans elle, il est impossible de répondre aux besoins en autonomie de l’engin. De ce fait, la batterie constitue un critère indispensable dont il faut tenir compte au moment de choisir son vélo à assistance électrique. Pour mieux la cerner, il est bien de connaître sa composition.
Sommaire
Composition de la batterie d’un vélo électrique
La batterie d’une VAE contient quatre éléments : le boîtier, les cellules, la carte mère et le câblage. Le boîtier fait office de contenant pour l’accumulateur et est conçu avec un assemblage résineux. Son autre tâche consiste à amortir du mieux possible la batterie en cas de choc. Pour attester de sa fiabilité et garantir une bonne utilisation de la batterie, il est scellé à la construction.
La carte mère est l’élément qui contient la programmation du VAE. On y retrouve la partie de l’intelligence qui effectue les calculs pour rétribuer, de la meilleure manière possible, l’assistance sans pour autant entacher l’autonomie du vélo électrique. Les cellules sont les accumulateurs de l’engin. Elles jouent le rôle de réservoir d’énergie et sont assemblées à l’aide d’un câblage précis. Pour assembler l’énergie dans les cellules, plusieurs technologies d’accumulateur sont utilisées.
Les technologies d’accumulateurs les plus usitées pour un VAE
Dans la construction des batteries d’un vélo électrique, quatre accumulateurs sont souvent utilisés : le plomb, le lithium, le nickel-cadmium et le nickel hydrure métallique. Par ailleurs, ces accumulateurs déterminent le type de batterie VAE.
Le plomb
Très utilisé pour les démarreurs de voitures, les fauteuils roulants et les voiturettes de golf, le plomb est la technologie la plus ancienne encore d’usage pour les batteries rechargeables. Il permet, certes de concevoir des batteries de vélo électrique très économiques et robustes, mais présente également plusieurs autres inconvénients.
Le plomb induit un effet mémoire très important, c’est-à-dire qu’il faut forcément attendre que la batterie soit entièrement déchargée avant de la rechargée. Aussi, il cause une auto-décharge très rapide, 20 à 30 % par mois en fonction de la qualité du plomb ainsi qu’un long temps de recharge. Cet accumulateur d’énergie a une grande sensibilité au froid qui entraîne une perte d’au moins 30% des capacités de la batterie, lorsque le vélo est exposé à des températures négatives. Par ailleurs, la durée de vie d’une batterie en plomb est très réduite au niveau du nombre de cycles. Pour finir, le plomb alourdit la batterie et dispose d’une densité énergétique réduite.
La batterie au plomb convient donc aux personnes qui désirent prendre un vélo à assistance électrique sans trop dépenser, ou qui ne comptent pas faire un long trajet avec.
Le lithium
Parmi les différentes technologies d’accumulateurs utilisées pour produire les batteries de vélo électrique, le lithium est actuellement le meilleur du marché. Il permet de confectionner des accumulateurs petits et légers, mais avec une capacité de 90-150 Wh par kg. Avec ce genre de batterie, l’autonomie du VAE est largement améliorée. De plus, contrairement à la batterie en plomb, la batterie lithium ne souffre pas d’effet mémoire. Il n’y a donc pas besoin d’attendre qu’elle se décharge entièrement avant de la mettre en charge. Le seul inconvénient, c’est que, comparativement aux autres types de batteries, elle est chère. Ce prix élevé s’explique par les matériaux de conception unique et un système électronique beaucoup plus complexe.
En outre, la batterie lithium se décline en plusieurs modèles. Ainsi, on distingue :
- La batterie lithium-ion qui est la plus vieille du marché ;
- La batterie lithium polymère qui dispose d’une densité d’énergie supplémentaire de 20 % que le précédent ;
- La batterie lithium-fer-phosphate très peu répandue qui a une durée de vie très intéressante (1000 cycles de charge).
Le nickel-cadmium (Ni-Cd)
Il permet d’avoir des accumulateurs très robustes, tolérants, qui ont un nombre de cycles de charge conséquent lorsqu’il est entretenu. Les batteries nickel-cadmium se chargent très rapidement et sont sans compromis. Elles peuvent donc être utilisées à pleine puissance sans crainte. Néanmoins, tout comme les batteries en plomb, elles ont une faible densité de puissance, un effet mémoire et un taux de décharge très élevé. Elles sont aussi sensibles aux températures négatives, et perdent très vite en capacité dans les 24 premières heures. Pour un vélo à assistance électrique, cette batterie est loin d’être l’idéale.
Le nickel hydrure métallique (Ni-Mh)
Comparativement à une batterie en plomb, la batterie en nickel hydrure métallique apporte un avantage certain, une densité énergique plus importante par exemple. Mais elle ne fait pas pour autant partie des accumulateurs les plus efficaces pour un vélo électrique. Elle a un effet mémoire important, une faible durée de vie en nombre de cycles, une auto-décharge très prononcée, un temps de charge assez long et une tendance à la surchauffe.
La batterie d’un VAE : comment ça marche ?
Comme nous l’avons compris, la batterie est pour un vélo électrique, ce que le réservoir d’essence est pour une voiture. Elles ont donc un même mode de fonctionnement. La seule différence, c’est qu’ici l’électricité fait office de carburant. Pour faire fonctionner le VAE, ce carburant est acheminé au moteur. La quantité d’électricité demandée par le moteur varie en fonction du niveau d’assistance demandé par l’utilisateur. Cette quantité est appelée consommation en ampères, et n’est pas à confondre avec le voltage ou l’ampérage.
Différence entre voltage et ampérage
Exprimé en Volt, le voltage permet d’évaluer la puissance requise par le moteur pour fonctionner. Il détermine aussi la puissance de la batterie du vélo électrique. En d’autres termes, il s’agit de la tension de la batterie. Celle-ci ne doit en aucun cas être bridée. Sans quoi, le moteur et le contrôleur seront endommagés.
Quant à l’ampérage, il détermine la capacité énergétique de la batterie. Autrement dit, il mesure l’autonomie de la batterie et s’exprime en Ampère-heure (Ah). Plus il est important, plus le vélo à assistance électrique ira loin. Contrairement au voltage, son nombre n’est pas limité.
Entretien de la batterie du vélo électrique
Pour garder sa batterie en bon état, le plus longtemps possible, certaines attitudes sont à adopter. L’une d’entre elles consiste à utiliser la batterie le plus fréquemment possible. Contrairement à ce qu’on peut penser, la non-utilisation, sur une certaine période d’un accumulateur pour VAE, entraîne une perte rapide de ses aptitudes et performances. Sur une longue période, c’est encore pire. Pour éviter d’en arriver là, il est fortement recommandé de stocker sa batterie lorsqu’on n’envisage pas de l’utiliser pendant longtemps.
Pour ce faire, retirez d’abord l’accumulateur du VAE. Ceci évite que le contrôleur consomme l’énergie et annule tous les risques de décharge profonde. Ensuite, stockez la batterie à une température ambiante (entre 15 et 25 degrés Celsius), et dans un endroit sec à l’abri de toute humidité. Mais avant, veillez à ce qu’elle ne soit ni chargée ou déchargée entièrement. Elle devra donc être entre 30 et 60 % de sa capacité de charge totale. Durant la période de stockage, il faudra aussi mettre l’accumulateur en charge une fois par mois, pendant 20 à 30 minutes. Ceci permettra de réactiver la chimie à l’intérieur et de la conserver en état.
L’entretien d’une batterie de vélo à assistance électrique passe aussi par sa sécurité. À cet effet, il est important de se limiter à l’utilisation du chargeur fournit avec le vélo pour la charge. En fait, utiliser un nouveau chargeur inadapté pourrait occasionner des problèmes de sécurité, ou diminuer la durée de vie de l’accumulateur.
Les marques de batterie les plus utilisées
Sur le marché, deux marques d’accumulateur de vélo électrique sont très populaires et performantes. Il s’agit de la marque X-go et de la marque allemande Bosch. La première marque est connue pour confectionner des batteries compatibles avec la plupart des modèles de VAE. Quant à Bosch, ces modèles sont réputés pour leur grande autonomie. En dehors de ces marques, les entreprises LG, Bafang, et Yamaha bénéficient également d’une bonne notoriété et fiabilité.
