Dernière modification 20/06/2022

Qu'est-ce qui influe sur la vitesse de charge des batteries lithium ?


C'est une des caractéristiques les plus importantes des voitures électriques. Car si ces dernières ont encore un peu carencées en terme d'autonomie, cela peut largement être comblé par une vitesse de charge élevée.
Voyons donc dans cet article quelles sont les variables qui influent sur la vitesse de charge d'une voiture électrique.

Disposition des cellules et packs


Selon la manière dont est constituée la batterie, on aura des caractéristiques de courbes de charge/décharges différentes.
Plus on aura de cellules mises en série plus on aura un voltage potentiel élevé, et donc une vitesse de charge plus importante : à la clé une courbe dont la crête va plus haut.


En haut un montage de trois packs en parallèles mis en série


Ici un pack de 6 cellules en série

Nombre de packs / cellules

Plus j'ai de packs et de cellules (mis en série et non pas en parallèle), plus j'aurai une batterie qui propose un voltage élevé. En effet, si par exemple j'ai deux cellules de 4.5 Volts chacune, j'aurai à la clé 9 Volts de potentiel. Si j'en ai trois alors ce sera 13.5 Volts etc. Pour comprendre simplement, et vous allez voir que c'est un exemple tout bête, si je branche un téléphone chez moi je consommerai moins d'électricité que si j'en branche une centaine ... En effet, si j'ai 100 téléphones qui sont branchés en même temps on va multiplier par 100 le courant nécessaire à la charge, et donc je ferai entrer 100 fois plus de courant dans mes batteries (qui peuvent n'en former qu'une si j'estime que mes 100 téléphones constituent mon pack batterie).


Moins j'ai de cellules (de kWh), moins je peux charger vite ..



Par exemple, une Mégane EV40 (40kWh) charge moins vite qu'une EV60 (60 kWh) car justement il y a moins de cellules qu'on peut ravitailler en même temps.

Les voitures qui chargent le plus vite sont aujourd'hui aux alentours des 800V.

Chimie de la batterie

Selon la chimie de la batterie côté cathode et anode, on aura plus ou moins de capacité à faire passer les ions lithium de la cathode vers l'anode (recharge). On aura par exemple plus de vitesse avec du graphite que du carbone dur (anode). Il faut en effet que les ions lithium puissent facilement se "ranger" du côté de l'anode, et c'est plus facile pour eux de le faire sur des couches de graphites bien ordonnées et dont les entrées sont bien larges (au niveau atomique, n'espérez pas le voir de vos propres yeux).


A lire aussi : les différentes types de chimies de batteries lithium

Gestion thermique de la batterie

La recharge induisant de la chaleur par effet Joule, on pourra garder plus ou moins longtemps une forte puissance de charge selon la capacité à refroidir la batterie. Car il arrive que la puissance soit volontairement abaissée par le BMS afin de ne pas induire de surchauffe trop importante qui peut mener à la création de poches de gaz dans les cellules. Ces poches de gaz induisent de la pression et provoquer une explosion (comme c'est le cas avec un pétard : on provoque une dilatation d'un gaz dans un contenant fermé).


Idem si la batterie est trop froide, il faudra la mettre en température si on veut atteindre des puissances de charge importantes, c'est ce que l'on appelle le préconditionnement.


Certaines autos n'ont pas de dispositif de gestion active de la température de batterie (Zoe, Leaf ..), ce qui a tendance à nuire à la capacité de recharge sur les bornes rapides.

Notez enfin que le préconditionnement consiste bêtement à solliciter la batterie (pour rien, juste pour obtenir de l'effet Joule) alors que le refroidissement nécessite tout un circuit liquide avec un radiateur.

Taille du tampon de la batterie (réserve entre capacité nette et brute)


Chez certains constructeurs, être chargé à 100% sur l' interface du véhicule revient à ne l'être qu'à 90% en réalité. Ils peuvent donc simuler une charge qui sera rapide de 80 à 100% si en réalité la batterie s'est chargée de 70 à 90%. On pourrait même avoir une batterie qui se charge rapidement de 0 à 100% si on ajustait le tampon (différence entre batterie brute/nominale et nette/utile) à 50% de la capacité totale ! Mais dans ce cas le surpoids et l'encombrement seraient très importants sur des batteries qui seraient de 80 kWh nets.


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