Comprendre les caractéristiques d'une batterie de trottinette électrique
Une batterie est un dispositif électrochimique qui stocke l'énergie électrique sous forme chimique pour la fournir ultérieurement sous forme électrique à la demande. Les batteries sont utilisées dans de nombreux appareils électroniques comme les téléphones, véhicules électriques et systèmes de stockage d'énergie.
Les caractéristiques d'une batterie sont des informations qui décrivent ses performances et ses spécificités techniques. Les spécificités techniques sont variables selon l’application choisie, allant du simple téléphone à la voiture électrique.
Vous retrouverez quelques caractéristiques couramment utilisées comme la Tension en Volts (V), la Capacité en Ampère/heure (Ah), la Capacité totale en Watt/heure (Wh ou kWh) et bien d'autres données techniques moins couramment communiquées.
Tension en Volts (V) :
La tension est la force électromotrice ou le champ électrique mesuré le long d’un circuit électrique. Pour plus de simplicité, vous pouvez comparer ça à une hauteur de chute d’eau. Plus la tension est élevée, plus la batterie peut pour un même courant fournir de puissance.
Pour simplifier cette image, vous pouvez imaginer 2 seaux d’eau de la même contenance. L’un à une hauteur de 6m (pour une batterie de 60V), et l’autre à une hauteur de 3,6m (pour une batterie de 36V).
Lorsque vous souhaitez les vider à un débit d’eau égal (pour simuler un même courant), vous constaterez que l’eau venant d’une hauteur plus importante touchera le sol avec une énergie plus conséquente. Vous avez ainsi une image de la force électromotrice disponible entre 2 batteries d’une valeur de tension “V” différente, et d’une capacité identique en “Ah” et d’un débit de courant identique en “A”.
Capacité en Ampères-heures (Ah) :
La capacité d'une batterie détermine le débit de courant qu’elle peut fournir pendant 1 heure. Ainsi, une batterie de 10Ah peut délivrer 10A pendant 1h avant d’être vide, ou 5A pendant 2h, ou même 2A pendant 5h !
Plus la valeur de capacité (en Ah) est élevée pour un même courant de décharge, mieux la batterie pourra alimenter des appareils pendant longtemps. Votre autonomie sera donc plus importante sur des batteries disposant d’une capacité en Ah plus importante.
Pour vous donner une image de ce fonctionnement, vous pouvez imaginer cela comme une quantité d’eau stockée à une altitude fixe, avec 2 seaux d’eau d’une contenance différente. Prenons l’un avec 10L pour simuler une batterie de 10Ah, et l’autre 20L pour une batterie de 20Ah. Si notre système utilise un débit de 5L/h pour simuler un courant de 5A, vous comprendrez que le seaux de 10L sera vide au bout de 2h, contrairement au seaux de 20L qui lui durera 4h avant d’être vide.
Rassurez-vous, dans le monde de la trottinette électrique, vos moteurs ne consomment jamais le courant maximum continuellement au risque de vider votre batterie en quelques kilomètres. Sachez que lorsque votre vitesse est stabilisée, le courant peut être 10x moins important que le courant maximum, permettant de contrer seulement les pertes générées par les pneus, la prise au vent, etc...
Résistance interne en Ohms (Ω) :
La résistance interne d'une batterie détermine en quelque sorte la facilité avec laquelle l'électricité peut passer à travers elle. Plus la résistance est faible, moins la chute de tension sera importante et donc plus la batterie sera efficace (meilleur rendement). D’autres caractéristiques électrochimiques existent mais ne sont pas détaillées.
Ce qu’il faut retenir, c’est qu’une résistance faible apporte de meilleurs rendements.
Les résistances faibles sont généralement retrouvées sur des batteries de qualité, ainsi une capacité de 10Ah pourra à l’utilisation vous fournir 9Ah exploitable. On retrouve ce type de batterie avec des cellules de marques suivantes : Samsung, Panasonic, LG, Molicel, etc…
Une batterie de moins bonne qualité, généralement fabriquée par de petites usines, offriront pour une capacité de 10Ah affichée une capacité exploitable d’environ 7-8Ah.
Vous comprendrez qu’en fonction des différentes qualitées de cellules contenues dans les batteries, les valeurs en Ampère/heure “Ah” ne sont pas équivalentes et donc pas forcément comparables entre les produits.
Cycles de charge/décharge :
La durée de vie d'une batterie est déterminée par le nombre de cycles de charge et de décharge qu'elle peut supporter avant de perdre de sa capacité. On donne la durée de vie généralement lorsqu’il reste encore 80% de la capacité nominale. Cependant, cette donnée varie selon l'âge, les conditions de stockage, la façon de la recharger, les températures d’utilisation et de charge, les chocs subis, etc…
Cette valeur ne garantit pas un cyclage minimum avant défaillance mais bel et bien un niveau d’usure pour la capacité restante. Ainsi on estime à partir de X cycles que la capacité restante est de 70-80% de la capacité d’origine.
Une défaillance de l’une des cellules, ou une usure précoce peut faire dysfonctionner la batterie à tout moment de l'utilisation de votre produit, et cela chez toutes les marques de trottinettes électriques. Retenez cependant que les cellules de marques sont statistiquement bien plus stables et peuvent offrir une durée de vie bien plus longue dans le temps.
Température de fonctionnement :
Les batteries ont une plage de température de fonctionnement optimale. Si elles sont utilisées en dehors de cette plage, leur performance peut être affectée. En période hivernale, on constate régulièrement une perte d’autonomie allant jusqu’à 30% de la capacité visible en été. Cette problématique provient généralement de la résistance interne de la batterie qui augmente, réduisant ainsi son rendement et les ions lithium mobilisables.
Comme pour le point précédent, privilégiez des batteries de plus haute qualité afin de minimiser la perte d’énergie et d’autonomie en hiver.
Taille et poids :
La taille et le poids d'une batterie joue un rôle dans le poids final du produit et la taille du châssis. Les cellules ayant une capacité interne définie, plus cette capacité est importante, moins il sera nécessaire d’avoir de cellules pour une même capacité. Attention tout de même, des cellules trop capacitives peuvent être moins stables, il faudra donc privilégier encore une fois les batteries de bonne qualité.
Technologie de batterie :
Il existe différentes technologies de batteries, comme les batteries au plomb, au lithium-ion, etc. Chaque technologie a ses propres avantages et inconvénients en termes de performance et de durée de vie. Dans le secteur de la trottinette électrique, concentrez votre achat sur une technologie Lithium-Ion, plus légère et plus durable dans le temps, elle est devenue la technologie utilisée par tous les fabricants.
Mais alors, comment choisir la batterie de votre trottinette électrique ?
En règle générale, la tension en “V” (Volts) définit généralement la vitesse maximale de votre engin. Ainsi, une tension élevée offrira une vitesse de pointe plus importante, et la capacité en Ah (Ampère/heure) se traduit par l’autonomie de la trottinette.
Notez que des moteurs peuvent être optimisés pour fonctionner plus en tension ou plus en courant. Ainsi la valeur de la capacité totale en watt/heure “Wh” sera plus adaptée pour comparer 2 modèles et permet de donner la capacité totale de la batterie en prenant en compte la tension et la capacité. Elle se calcule de la manière suivante :
Tension de fonctionnement (En Volt “V”) x Capacité (en Ampère/heure “Ah”) = Watt/heure “Wh”
