La répétition des cycles de charge et de décharge d’une voiture électrique ou d’un véhicule utilitaire léger (VUL) génère un vieillissement de la batterie jusqu’à sa fin de vie. Découvrez comment l’optimisation du niveau de charge préserve la santé de la batterie (SOH), améliore la durée de vie et la valeur résiduelle d’une flotte de véhicules électriques.
Qu’est-ce qu’une batterie de véhicule électrique ?
Une batterie est un dispositif de stockage d’énergie utilisé pour alimenter un véhicule électrique. Composée d’une série de cellules électrochimiques, elle agit comme un accumulateur convertissant l’énergie chimique stockée en énergie électrique. Les batteries pour voitures électriques sont rechargeables et peuvent varier en termes de capacité, de tension et de composition chimique. La majorité des véhicules électriques en circulation sont équipés de batteries en lithium-ion. On retrouve dans ces batteries des ressources minérales comme le lithium (Li), le nickel (Ni), le manganèse (Mn) ou le cobalt (Co).
Une batterie est un assemblage de 5 éléments principaux : des cellules électrochimiques, un module de gestion, un dispositif de refroidissement, un emballage, des contacts et câblages électriques. En terme de fonctionnement Les batteries sont chargées par des ions de lithium (atomes de lithium chargés positivement) qui circulent d’une anode à une cathode, reliant ainsi les bornes positive et négative des cellules de la batterie.
Pourquoi les cycles de charge entraînent le vieillissement de la batterie ?
La durée de vue d’une batterie dépend de deux processus complémentaires :
- le vieillissement calendaire (dégradation de la batterie au fil du temps),
- le vieillissement cyclique (cycles de charges et décharges).
Le niveau de vieillissement des batteries de voitures électrique est définit par le terme “State of Health” (SOH) qui peut se traduire par “état de santé” de la batterie en français. Il est convenu que la batterie atteint sa fin de vie lorsque sa capacité de stockage maximale est inférieure à 80% de sa capacité d’origine (SOH < 80%).
Selon le TCS (Touring Club Suisse), il faut compter en moyenne 1000 à 1500 cycles de charge pour que le vieillissement cyclique d’une batterie lithium-ion pour voitures électriques atteigne un SOH inférieur à 80%. Sachant que l’autonomie moyenne d’une batterie est de 300 km par cycle de charge, on obtient une distance parcourue totale de 300.000 à 450.000 kilomètres (km).
La charge rapide accélère le vieillissement de la batterie
Les chargeurs rapides en courant continu (CC) – en particulier les chargeurs ultra-rapides de 150 kW à 350 kW – permettent une charge rapide de la batterie mais certains équipementiers précisent qu’une utilisation trop fréquente peut diminuer la durée de vie des batteries de véhicule électrique. Le taux d’énergie des chargeurs rapides est élevé et peut entraîner une augmentation rapide de la température de la batterie. Or, la chaleur contribue à la dégradation de la batterie.
Quel est le prix d’une batterie de véhicule électrique ?
En 2020, le prix moyen des batteries est estimé à environ 200 €/kWh et devrait se réduire à 100 €/kWh d’ici 2030 (source : Etude du Ministère de la Transition Ecologique). Les batteries représentent jusqu’à 40 % de la valeur d’un véhicule électrique tandis que leur performance et leur vieillissement jouent un rôle important dans la valeur résiduelle du véhicule.
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Comment améliorer la gestion de flotte des véhicules électriques ?
Un conducteur de voiture électrique particulier recharge en général son véhicule la nuit, pendant les heures creuses. Les flottes commerciales n’ont pas toujours cette flexibilité et doivent parfois recharger en journée.
La télématique permet aux gestionnaires de flotte de mieux suivre les cycles de charge et le SOH de leurs batteries de véhicules électriques professionnels. Une solution comme Webfleet permet aux gestionnaires de flotte de suivre les cycles de charge en temps réel et d’avoir accès à l’historiques des données de recharge du véhicule (niveau de batterie en début de charge, niveau de la batterie à la fin du cycle de charge, localisation de la borne de recharge et dans certains cas le type de chargeur). Le gestionnaire de flotte peut mettre en place des process de recharge visant à réduire le viellissement cyclique des batteries.
Si vous avez besoin d’information sur comment électrifier une flotte de véhicules professionnels, nous vous recommandons de consulter nos nombreux articles, webinaires et livres blancs sur le sujet.
