Quelle est la composition d'une batterie de voiture électrique ?

Si la batterie d’un véhicule thermique sert à allumer le moteur, celle d’une voiture électrique fait office de réservoir d’énergie. Sa structure est composée de deux éléments principaux : 

Comme leur nom l’indique, les accumulateurs servent à accumuler l’énergie électrique transmise pendant les temps de charge. Leur capacité à stocker cette énergie joue sur l’autonomie de la voiture. Ils sont le plus souvent montés en série et alignés à plat sous les sièges de la voiture.

Pour transmettre l’énergie stockée au moteur électrique, ces accumulateurs sont plongés dans un liquide (ou un gel) conducteur appelé électrolyte. L’ensemble formé par les accumulateurs et l’électrolyte est parfois appelé « pack ».

Ce fonctionnement concerne l’ensemble des batteries de voitures électriques comme thermiques. Toutefois, la composition de l’électrolyte et des accumulateurs varie selon les époques et les modèles de voitures.

Aujourd’hui, la grande majorité des voitures électriques est équipée de batteries dites « lithium-ion » : les accumulateurs y sont composés principalement de lithium, dont les ions fournissent le courant électrique de la voiture. 

En raison de son faible poids et de sa facilité d’exploitation, ce type de batterie s’est répandu aussi bien pour les voitures que les vélos électriques.

Jusqu’en 2006, les constructeurs proposaient des modèles « nickel-cadmium », une production stoppée en raison de la dangerosité de ses éléments. Il existe aussi des modèles de batteries en plomb, dont les premières utilisations remontent au XIXème siècle.

Des études sont aujourd’hui menées par les industriels fabriquant de batteries (comme par exemple CATL le leader ou LG Chem) pour mettre au point un électrolyte solide. Cette avancée permettrait une meilleure densité énergétique des batteries, l'objectif étant de stocker d'avantage d'énergie dans un volume et un poids plus faible. L'amélioration du temps de charge est également visé. De nouveaux matériaux sont aussi à l’étude pour les accumulateurs, notamment le graphène.

Les batteries des voitures thermiques et électriques fonctionnent de la même manière. Leur principale différence réside dans la tension délivrée. En effet, les voitures équipées de moteurs thermiques ont simplement besoin de la tension nécessaire pour démarrer le moteur. Leurs batteries délivrent une tension de 12 volts. Les accumulateurs de ces petites batteries, au nombre de 6, sont le plus souvent composés de plomb et tiennent dans une boîte située sous le capot. 

Les véhicules électriques ont quant à eux besoin d’une tension suffisante pour absorber une charge plus ou moins puissante. Généralement, les batteries en tension 400 volts permettent de prendre des puissance allant jusqu'à 150 kW et les 800 volts vont permettre d'aller chercher des puissances jusqu'à 270 kW.

Notez qu’une voiture électrique dispose souvent de deux types de batteries. Le pack « principal » assure la traction de la voiture tandis que la batterie « secondaire » garantit le fonctionnement de l’éclairage et de l’électronique, comme chez sa cousine thermique. 

Comme pour les téléphones portables, la performance d’une batterie de voiture électrique diminue à l’usage. Son état de santé, parfois abrégé SOH pour « State Of Health », s’exprime en pourcentage. Un véhicule neuf part avec un état de santé de 100 %. Voici quelques conseils pour maintenir votre batterie en bon état de santé sur le long terme.

Une forte puissance de charge est néfaste pour une batterie, on vous explique. C'est la montée en température qui dégrade la chimie d'une batterie. Sur une charge dite lente, comme on peut le faire à la maison en courant alternatif (AC), et avec des puissances faibles (sous les 22kW), la batterie ne montera pas beaucoup, voire pas du tout en température. Donc la dégradation est négligeable voir inexistante.

En revanche quand on va chercher des puissances très importantes, typiquement sur les bornes ultra-rapides que l'on trouve sur les autoroutes, avec des puissances au-delà des 150 kW en courant continu (DC) c'est là qu'on fait monter la batterie en température à cause de la grande puissance de la charge. 

Selon le BMS (battery management system) et la technologie de refroidissement des batteries (liquide, air), la batterie subira une plus ou moins forte dégradation. Pour résumer, si l'on devait vous donner un conseil, c'est d'essayer d'éviter les charges ultra rapides, et de charger votre voiture électrique en charge lente le plus souvent possible. 

Les professionnel-les parlent parfois de « biberonnage » pour désigner l’habitude de recharger régulièrement sa voiture électrique. Cette pratique permet de maintenir un niveau de chargement de la batterie entre les niveaux conseillés de 20% et 80%. On nourrit donc sa voiture avec parcimonie.

🍼 Pour biberonner votre voiture avec amour, vous pouvez lui donner de l’électricité photovoltaïque en installant des panneaux solaires en autoconsommation sur votre toit. Ainsi, vous réduirez la facture et favoriserez l’utilisation d’une énergie locale. Pour compléter, vous pouvez souscrire à une offre d’électricité verte, comme celle proposée par Ekwateur. Pour votre véhicule, ce sera un peu l’équivalent des petits pots de bébé bios. 😉

Une conduite douce sollicite naturellement moins la batterie et augmente sa durée d’utilisation. Elle a aussi pour avantage de réduire la température de la batterie en marche. 

Les voitures électriques sont maintenant capables de préconditionner les batteries lorsqu'on programme son itinéraire dans la navigation de la voiture. Ainsi, le BMS (battery management system) va faire en sorte de faire baisser en température le pack batterie pour assurer une charge rapide et qui ne dégrade pas excessivement la chimie de la batterie.

Alors qu’une voiture à essence doit être révisée tous les 15 000 kilomètres, il est possible de rouler 30 000 kilomètres entre chaque révision d’une voiture électrique. Le nombre de pièces à contrôler étant réduit, ces révisions sont par ailleurs moins coûteuses. L’idéal reste donc de procéder à une révision chaque année. Vous vous assurerez du bon état de la batterie.  

Dans la loi, les véhicules électriques doivent faire l’objet d’un contrôle technique obligatoire, tous les 2 ans après 4 ans d’utilisation. Il s’attachera aussi à vérifier que tous les composants de la batterie et de la voiture fonctionnent. 

Attention, les garages spécialisés dans l’entretien des véhicules électriques sont moins nombreux que pour les véhicules thermiques. Pensez à demander à votre fabricant. Certaines marques garantissent, en effet, l’entretien chez leurs concessionnaires locaux. Dans la majorité des cas, les constructeurs garantissent les batteries 7 à 8 ans et les 160 000 premiers kilomètres.