Comment préserver la batterie lithium d'une voiture électrique ?

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FIABILITE ELECTRIQUE  

Quelles sont les habitudes à avoir pour préserver et rallonger la durée de vie de la très chère batterie lithium-ion de votre voiture électrique ? Car si le BMS se charge de faire tout son possible (selon sa sophistication ..) pour le faire à votre place, il y a toutefois des gestes simples supplémentaires à effectuer pour décupler la durée de vie de votre batterie. Voyons-le un par un dans cet article.

Préambule : la taille et le type de batterie sont des facteurs importants

Avant d'étudier plus en profondeur le sujet du vieillissement des batteries et les conseils pour limiter la perte de capacités, il faut bien prendre en compte que la taille de ces dernières influera largement sur leur longévité ...
En effet, plus une batterie sera petite moins elle durera longtemps, et ceci pour plusieurs raisons que je vous laisse consulter ici.
Cela est toutefois de plus en plus compensé par le choix d'une chimie LFP pour les batteries les plus petites, une chimie qui dure plus longtemps avec un nombre de cycles maximal plus important.

Enfin, notez que le système de refroidissement est aussi très important pour la pérennité. Une Leaf I ou II refroidit par exemple ses batteries par air tandis qu'une Tesla a un circuit de refroidissement liquide bien plus performant. Sachez que les batteries des Tesla vieillissent bien mieux (moins de perte de capacité) que la concurrence à cause de cet aspect (mais aussi d'une gestion par le BMS qui bichonne plus les cellules).

 

A lire aussi :

• Comment se dégrade et vieillit une batterie
• Les différents types de batteries et leur durée de vie

Niveau de charge optimal

Vous l'avez certainement déjà entendu, il faut idéalement rester dans la fourchette des 20-80% de charge (en réalité on pout même pousser à 10-90%, car ce sont les limites qui mènent vers une dégradation significative), et donc limiter le niveau de charge dans ce créneau (après tout dépend aussi de ce que le BMS affiche comme niveau de charge à l'utilisateur, car il y a une portion de la batterie que l'on ne peut pas utiliser, ce que l'on appelle le tampon [capacité brute / nette]). Les autos ont généralement un limiteur qui permet de ne pas dépasser le seuil choisi comme c'est le cas avec les ordinateurs portables (si l'auto n'en possède pas fuyez-là car cela indique que la marque ne porte pas assez d'attention à la préservation de la batterie dans son cahier des charges). Il faut toutefois préciser que cela n'est pas trop grave si c'est sur une très courte durée, disons 30 minutes maximum. De ce fait, si vous rechargez à 99% votre batterie la nuit de la veille d'un départ ce ne sera pas très significatif puisque les 80 à 99% seront rapidement consommés lors des premiers kilomètres (hélas, la charge lente induit que l'auto sera restée assez longtemps entre 90 et 99% ..). Idem si vous arrivez à une borne supercharger avec seulement 5% de batterie, cela n'aura duré que peu de temps si vous rechargez dès que vous arrivez.

(retrouvez plus bas dans l'articles des graphiques qui montrent comment la batterie se dégrade en la chargeant au quotidien à 100%).

Pour ma part, je charge ma voiture électrique à 60%. En cas de voyage au long court je charge la veille ou passe à un superchargeur de plus en cas d'oubli ...


La courbe de voltage d'une batterie (au cours d'une décharge) au lithium-ion nous montre bien les bornes entre les charges maximales et minimales à éviter. En effet, au dessus 90% on constate un voltage "excessif" et en dessous de 10% un voltage qui chute. Ce sont donc bien les bornes 10 - 90% qui sont à privilégier pour votre niveau de charge (et idéalement 20-80% pour la chouchouter).

Notez cependant qu'il faut quand même éviter de passer sous les 5% de charge. A ce stade la batterie pourra garder des séquelles et le faire de manière répétée aura une réelle incidence réelle sur son vieillissement. Et cela (par principe de précaution) malgré que les marques réservent généralement une partie de la batterie inutilisable par l'usager (afin d'alimenter électronique même à 0% mais aussi préserver la batterie. Une batterie totalement déchargée peut rester coincée car elle se met en mode "recyclage", à savoir être sécurisée pour être broyée. Le BMS empêche toutefois d'en arriver là évidemment). Donc quand vous êtes à 0% en réalité vous êtes plutôt à 5% (ces 5% sont en quelque sorte cachés).

Effectuer de petites recharges

Petites recharges régulières ou grosses recharges hebdomadaires ?

La batterie préfère les petites charges aux grosses, il est donc préférable de procéder à de petites recharges. Par exemple mieux vaut charger après avoir consommé 10% de batterie plutôt que de charger après avoir consommé 30%. Plus petite est la profondeur de décharge entre chaque charge mieux c'est, et c'est un des aspects qui permet de faire le plus durer sa batterie).
Certains pensent inversement, et à tort, qu'il vaut mieux limiter au maximum le nombre de recharges (et donc le nombre de fois où on branche l'auto) pour accroître leur durée de vie. Ceux-là pensent donc qu'il vaut mieux attendre d'être en bas pour recharger afin de limiter le nombre de cycles de recharge.
Toutefois un cycle correspond en fait à un chargement à 100% et non pas à une session de charge. Donc si vous rechargez deux fois 50% alors vous n'aurez consommé qu'un seul cycle, et non deux comme certains le pensent faussement (le doute était en effet permis d'un point de vue logique, on ne peut donc trop les incriminer).
Contrairement à la technologie Ni Cd/Mh, les batteries au lithium ion n'ont pas d'effet mémoire et n'ont donc pas la nécessité d'être vidées pour être rechargées, et c'est même l'inverse : moins on décharge meilleur c'est. Cette idée de vouloir effectuer des charges complètes plutôt que partielles est en grande partie liée à cette autre chimie plus ancienne ...

 

Attention, l'observation de certaines données doit être faite avec une grande attention de votre part pour bien interpréter les résultats ...
L'étude montrée ci-après a été faite avec des SoC (State of Charge) qui vont jusqu'à 100%. Dans ce cas il est moins bon de recharger régulièrement car la batterie sera donc quasiment toujours pleine (être au delà de 90% est néfaste pour des batteries LiCoO2 (lithium-ion), et cela est aussi le cas avec les LFP (LiFePO4) contrairement à ce que la rumeur prétend.
Il faut donc préciser les nuances, recharger tous les jours est néfaste si on met la limite à 100%, les accumulateurs préférant se situer entre 40 et 70% de charge (niveaux optimaux pour une bonne conservation). Recharger tous les jours est donc préférable car cela induit de petites charges et de petites profondeurs de décharges (favorisant la durée de vie).

Recharge régulière néfaste si effectuée jusqu'à 100%

ATTENTION : le résultat est bien plus nuancé si on se limite à recharger jusqu'à 80%





Ces deux graphiques montrent à quel point faire de petites charges (à savoir de petites profondeurs de décharge / recharger le plus souvent possible) est bien meilleur pour la batterie

Dernière donnée importante, tout cela dépend aussi de comment l'électronique de puissance gère les cellules, à savoir leur charge à un niveau individuel (ce sont plutôt de petits groupes). Car il ne faut jamais oublier que vous n'avez pas une batterie, mais des milliers qui travaillent ensemble et qui sont pilotées par un calculateur (plus ou moins bien mis au point ...). Un mauvais pilotage par le BMS peut induire une usure plus rapide.
A cela s'ajoute donc aussi le dispositif de refroidissement, à air ou à eau cela permet de limiter plus ou moins la casse.

Evitez le stationnement trop prolongé batterie vide

Si vous êtes un conducteur très occasionnel, la voiture électrique n'est semble-t-il pas faite pour vous. En effet, laisser une batterie au lithium longtemps sans l'utiliser induit quand même une décharge minime, ce qui amènera un niveau de charge néfaste une fois passé sous les 10 à 15%. Car en réalité, il faut savoir qu'une batterie préfère idéalement avoir le moins de cycles de recharges possibles. Moins une batterie change d'état de charge, plus elle est préservée.
Et si vous devez quand même la laisser un certain temps, il faut idéalement la recharger dans une fourchette allant de 40 à 60% (en venant contrôler de temps à autres qu'elle n'est pas trop basse). La laisser vide est très néfaste et la remplir est moins optimal que de la laisser à 40 / 50% de charge.

 

Essayez de stocker l'auto dans un endroit qui est le plus frais possible. Au chaud, elle perdra de sa capacité de stockage ... Hélas il n'y a pas de frigo suffisamment grand pour y mettre votre auto, et même à 25 degrés cela suffit à la dégrader. L'idéal est  d'être entre 0 et 15 degrés.
Sachez en revanche que dans le froid la batterie offrira une moins bonne autonomie (ce n'est pas néfaste pour elle mais elle délivre alors moins bien l'énergie).

La chaleur ?

La chaleur dégrade les batteries comme vous l'aurez compris, utiliser un supercharger ou accélérer fort de manière répété ne sera pas des plus bénéfiques car ces deux font chauffer la batterie. L'effet est encore plus accentué quand la batterie est à la fois pleine et soumise à la chaleur. Donc en vacances et en pleine calicule essayez d'avoir les batteries un peu moins pleines que d'habitude, et privilégiez plusieurs petites recharges que des grosses. Essayez aussi de vous stationner à l'ombre et de prendre une voiture claire bien que le dispositif de refroidissement est censé compenser (sur certaines autos il n'y a rien de très sophistiqué et il faut alors s'investir un peu plus et faire attention).

Charger doucement ?

Cela reprend le paragraphe précédent, en rechargeant lentement à la maison (là où la capacité de charge en kW est moins élevée), les cellules seront moins échauffées et elles vieilliront donc mieux.

Ne pas abuser de l'accélérateur ?

En plus de générer de la chaleur néfaste au niveau de la batterie, décharger trop vite cette dernière n'est aussi pas des meilleurs pour sa santé. Faites-vous donc plaisir mais sans trop en abuser ...

Ne pas utiliser de suite après recharge

Comme la recharge fait chauffer la batterie, utiliser l'auto immédiatement après cette dernière (surtout au supercharger) ne sera pas bénéfique pour la batterie. Attendez idéalement encore quelques minutes pour reprendre la route.

Ne pas recharger après une utilisation intense

Reprenant la même logique que la paragraphe précédent, il faut éviter le supercharger si vous venez de conduire longtemps sur autoroute (encore pire après une conduite sportive). La batterie sollicitée est déjà chaude, et recharger continuera de la faire chauffer ...
Bref, dans l'idéal il faut attendre avant la recharge et après cette dernière (ce qui n'est pas génial je vous l'accorde puisque faire le plein en électrique est déjà long).

Idées reçues / questions diverses

Voyons quelques idées reçues malgré le fait que certaines aient déjà été traitées dans les paragraphes précédents.

Vider la batterie avant de recharger

Non, c'est même néfaste puisque plus petite est la recharge mieux la batterie se porte. Mais la réponse peut être oui et non car dans une autre mesure, multiplier les charges est aussi un facteur de dégradation. Donc en gros, il faut recharger le moins souvent et avec des charges les plus petites possibles. Cela rendant les choses un peu impossibles dans les faits (ne pas recharger souvent et recharger peu rend difficile de remplir sa batterie !), il faut alors choisir quel mal vous allez infliger à votre batterie ...

La batterie vieillit toute seule dans le temps sans utilisation

Oui c'est le cas pour le lithium. Elle vieillit toute seule même sans qu'on l'utilise, et ce vieillissement s'accélère avec le temps (oxydation des collecteurs, vieillissement des électrodes etc. Plus d'infos ici) ... Donc vous constaterez généralement que la baisse de la capacité s'accélère de plus en plus vite au bout d'un certain nombre d'années.

Le froid l'abîme

Non justement ça ne l'abîme pas mais ça limite sa capacité à délivrer de l'énergie, ou plutôt elle perd en rendement en raison de l'augmentation de sa résistance interne... Les froids extrêmes peuvent toutefois aller jusqu'à provoquer la formation de cristaux de lithium sur la surface de l'anode, ce qui peut endommager la structure de la batterie et réduire sa durabilité à long terme.

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