La batterie haute tension est l'un des composants les plus critiques et coûteux d'un véhicule électrique. Son état affecte directement les caractéristiques les plus importantes du véhicule, y compris la capacité de se déplacer. Les fabricants déploient beaucoup d'efforts pour protéger les batteries haute tension (HVB) contre les facteurs externes et internes, mais les propriétaires de voitures doivent encore faire face à des problèmes. Avec l'augmentation du nombre de véhicules électriques et hybrides, les services de réparation et de restauration des batteries deviennent de plus en plus populaires.

Structure des Batteries de Véhicules Électriques

Les batteries des véhicules électriques sont constituées de petites cellules avec une tension de 1,2 ou 3,7V, selon le type. Comme la puissance de sortie requise est de plusieurs dizaines de kW et que la tension peut atteindre jusqu'à 800V, un grand nombre de sources d'alimentation est nécessaire. Celles-ci sont assemblées en modules (cellules) de plusieurs pièces (généralement de 4 à 12). Tant le système de gestion de la batterie standard (BMS) que l'équipement de récupération des batteries fonctionnent avec des modules dans les batteries au nickel et avec des cellules individuelles dans les batteries au lithium.

Les voitures utilisent différents types de batteries, les plus courants étant :● Nickel-métal hydrure (Ni-MH)● Lithium-ion (Li-ion)
Le premier type est considéré comme obsolète et était principalement utilisé dans les hybrides. Cependant, aujourd'hui, même les hybrides (comme la batterie hybride de la Toyota Prius Prime) utilisent du lithium. Chaque type a ses avantages et inconvénients. Les batteries Ni-MH sont moins efficaces, presque inutilisables lorsqu'elles sont chargées en dessous de 20 % et difficiles à charger au-delà de 80 %. Elles sont plus sujettes à l'autodécharge. Cependant, les batteries Ni-MH sont relativement sûres – elles peuvent seulement exploser sans prendre feu.

Les batteries au lithium-ion surpassent considérablement les Ni-MH en termes de performances. Elles durent plus longtemps, l'autodécharge est presque inexistante et il n'y a pas d'effet mémoire (c'est-à-dire qu'elles peuvent être chargées à partir de n'importe quel point). Les batteries au lithium ont une densité énergétique plus élevée. Le principal inconvénient est le risque exceptionnel d'incendie du lithium. Lorsqu'elles s'enflamment, il est très difficile de les éteindre. Cependant, le lithium peut être contrôlé par le BMS (Battery Management System), un système de contrôle de la batterie équipé dans tous les véhicules électriques avec ce type de batterie.

Et bien que les paramètres des deux types de batteries diffèrent, les principaux problèmes sont à peu près les mêmes.

Principaux Problèmes de Batterie

La dégradation de toute batterie est un processus inévitable dicté par les lois de la physique. Même avec une utilisation correcte d'un véhicule électrique, elle se traduit par une perte moyenne d'environ 2 % de la capacité par an. Étant donné qu'une batterie est considérée comme inutilisable lorsqu'environ 30 % de sa capacité est perdue, cela garantit environ 10 à 15 ans de fonctionnement. Cependant, certains facteurs peuvent accélérer considérablement la dégradation.

Surchauffe
Le danger de surchauffe d'une batterie haute tension ne réside pas seulement dans la possibilité d'incendie ou d'explosion – cela se produit assez rarement. Une température excessive est également stressante pour les cellules, entraînant une perte prématurée de capacité. En plus de la surchauffe générale, il y a aussi une surchauffe locale lorsque, dans une batterie déséquilibrée, les cellules les plus chargées supportent une charge plus importante et la tension de la batterie du véhicule hybride ou électrique diminue.

L'équilibrage est nécessaire, mais le BMS du véhicule ne peut égaliser les cellules que si elles sont en très bon état, avec une petite différence entre elles. Et tandis que les batteries Ni-MH permettent une variation de tension de 1,5V, dans les batteries au lithium, le maximum est de 50mV. Le BMS échoue souvent à équilibrer la batterie à temps.

Les batteries au nickel sont plus tolérantes à la surchauffe ; pour un fonctionnement équilibré, elles doivent seulement être chargées à 100 %. Mais l'électronique standard s'éteint à 80 % pour des raisons de sécurité. Une technique spéciale est nécessaire : une charge à courant réduit. C'est déjà une sorte de restauration de batterie hybride, qui est possible uniquement avec l'utilisation d'équipements spéciaux.

Dommages Physiques
Les batteries des véhicules électriques sont plus souvent situées sous le plancher de la voiture. Cela améliore l'équilibre et la maniabilité mais augmente le risque de dommages. Les situations où les batteries haute tension peuvent subir des dommages varient :

Accidents
Impact avec des obstacles
Dommages causés par les fourches des chariots élévateurs pendant le transport maritime (pertinent pour les voitures provenant des États-Unis)
Utiliser un véhicule avec une batterie endommagée est dangereux. Une inspection obligatoire avec un testeur de batterie au lithium ou Ni-MH est nécessaire.

Dans les voitures hybrides, les batteries sont souvent situées sous le siège arrière, de sorte que des prises d'air sont installées dans l'habitacle. Par celles-ci, l'humidité (par exemple, la condensation ou la neige fondue) peut pénétrer dans la batterie, provoquant la corrosion des contacts et le déséquilibre de la batterie. En général, la pénétration d'humidité à l'intérieur de la batterie est un problème très grave. Dans ce cas, un testeur de batterie Li-Ion est également nécessaire.

Problèmes de Chimie de la Batterie
Les véhicules électriques varient en qualité, tout comme leurs batteries. Par exemple, les batteries Tesla tombent rarement en panne, tandis que les batteries haute tension chinoises ne sont souvent pas de la meilleure qualité. Cela se manifeste par le fait qu'après un certain temps – environ six mois – certains modules commencent à accepter la charge moins efficacement, ce qui conduit également au déséquilibre et à la défaillance de la batterie. Pour déterminer lesquels doivent être équilibrés à temps, un testeur de capacité de batterie Li-Ion est encore une fois nécessaire.

Comment Gérer les Problèmes de Batterie

Les batteries haute tension ne tombent pas en panne complètement et immédiatement. Dans la plupart des cas, les problèmes initiaux surgissent dans des modules individuels, que l'électronique du véhicule électrique ne peut pas gérer seule. Si on ne les traite pas, les problèmes locaux peuvent devenir majeurs. Le propriétaire doit trouver des moyens de restaurer la batterie hybride ou de remplacer les cellules de la batterie haute tension dans le véhicule électrique.
Pour surveiller l'état de la batterie, diagnostiquer et réparer à toutes les étapes, y compris :● Détermination de la capacité● Préparation de la batterie haute tension pour l'installation dans la voiture● Préparation pour le stockage
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