L’essor de la mobilité électrique a propulsé l’industrie des vélos électriques vers de nouveaux sommets. Pour les fabricants de vélos électriques, le choix de la batterie est crucial pour garantir des performances optimales et répondre aux attentes de leurs usagers. Cet article propose un guide pour aider les fabricants à choisir la batterie la plus adaptée à leurs vélos électriques en se basant sur 3 piliers : la technologie de la batterie, sa tension et le système de gestion embarqué.
Batteries vélos électriques : Quelles sont les différentes technologies existantes ?
Le lithium-ion : la nouvelle norme en matière de batteries pour vélos électriques
Avec le temps et les avancées technologiques, l’usage des batteries au lithium-ion s‘est répandu dans la mobilité électrique en raison de leur haute densité énergétique, leur faible poids, de leur grande autonomie et leur longue durée de vie. Quatre éléments indispensables pour la conception de batteries embarquées surtout lorsqu’il s’agit de vélos électriques.
- Densité énergétique : La densité énergétique renvoie à la quantité d’énergie stockée par unité de masse ou de volume. Une batterie lithium-ion peut atteindre une densité énergétique de 90 à 220+ Wh/Kg par rapport à une batterie au plomb par exemple qui elle a une densité énergétique qui se situe entre 50 et 90 Wh/Kg.
- Poids : Une batterie lithium est en moyenne 5 fois plus légère qu’une batterie au plomb ce qui contribue à améliorer la maniabilité et les performances globales des vélos électriques.
- Autonomie : Actuellement, les batteries lithium-ion offrent une autonomie plus élevée par rapport aux autres technologies, permettant aux cyclistes de parcourir de plus longues distances en rechargeant moins souvent la batterie.
- Durée de vie : La durée de vie correspond aux nombres de cycles de charge et de décharge d’une batterie renvoyant aux nombres d’années pendant lesquelles elle peut être convenablement utilisée. Une batterie lithium-ion dure environ 3 à 4 fois plus longtemps qu’une batterie au plomb, avec une faible perte de son efficacité dans le temps. Il est toutefois important de noter que la durée de vie d’une batterie dépend de l’usage qui en est fait.
À noter qu’il existe différentes catégories de batterie lithium-ion avec (Lithium NMC, lithium LFP etc) avec chacune leurs particularités en termes de puissance, de durée de vie ou encore d’autonomie. Le choix de la bonne technologie dépend des performances souhaitées pour le vélo électrique. Expert en batteries et systèmes, Neogy accompagne les fabricants de vélos électriques dans le choix de la technologie la plus adaptée à leurs besoins et permettant de répondre à leurs exigences techniques.
Le plomb, le nickel cadium et le nickel hydrure métallique : des technologies moins adaptées à la mobilité électrique
Historiquement, les batteries au plomb, au nickel-cadmium et au nickel hydrure métallique ont toujours été utilisées pour l’électrification d’appareils électroniques et électriques. Bien qu’elles soient couramment utilisées pour d’autres applications en raison de leur coût abordable, leurs limites en termes de poids, d’autonomie et de durée de vie les rendent moins adaptées aux vélos électriques.
H2 : Batteries pour vélos électriques : choisir la bonne tension
Les batteries pour vélos électriques sont disponibles dans différentes tensions, notamment en 24V, en 36V ou encore en 48V. La différence entre ces tensions réside principalement dans la puissance et les performances qu’elles offrent.
La variation de la tension impacte l’efficacité de la batterie. Voici une comparaison des différentes tensions :
- Batteries 24V : Les batteries de 24V sont généralement utilisées pour les vélos électriques de petite taille ou pour les vélos électriques à assistance légère. Elles offrent une puissance de sortie plus basse et conviennent aux utilisateurs qui recherchent une autonomie “basique” et des performances modérées. Ce type de batterie peut être utilisé dans les vélos électriques d’entrée de gamme par exemple même si de moins en moins de fabricants se tournent vers de choix.
- Batteries 36V : Les batteries de 36V sont couramment utilisées dans les vélos électriques de taille moyenne. Elles offrent une puissance et une autonomie supérieures par rapport aux batteries de 24V, ce qui les rend adaptées à une utilisation quotidienne et à des trajets plus longs.
- Batteries 48V : Les batteries de 48V sont devenues la norme pour de nombreux vélos électriques. Elles offrent le meilleur ratio puissance/sécurité ainsi qu’une autonomie prolongée, ce qui permet aux cyclistes de parcourir de plus longues distances avec une accélération plus rapide et une meilleure capacité à gravir des pentes. Situées en dessous du seuil de haute tension fixée à 60V, ces batteries s’affranchissent de nombreuses contraintes techniques (le développement d’un BMS haute tension) et légales.
Privilégier une batterie embarquant un système de gestion adapté
Un système de gestion de batterie dit BMS (Battery Management System) est essentiel pour optimiser les performances, garantir sa sécurité et prolonger la durée de vie de la batterie notamment lorsqu’il s’agit d’une batterie lithium-ion.
Grâce à des logiciels embarqués, le BMS surveille en permanence l’état de santé (SOH) de la batterie, son état de charge (SOC), la température de ses cellules ou encore sa tension. Il permet une recharge équilibrée des cellules, prévient les surcharges et les décharges excessives, et offre une protection contre les courts-circuits.
Les fabricants de vélos électriques doivent s’assurer de choisir une batterie intégrant un BMS adapté afin d’assurer la sécurité de leurs clients surtout pour lorsqu’il s’agit d’une batterie amovible donc manipulable.
Sélectionner des batteries sur-mesure fabriquées en France
Conscient de l’enjeu que représente le choix de la bonne batterie pour les fabricants de vélos électriques, Neogy les accompagne avec des batteries et systèmes adaptés à chacun de leur besoin.
Les batteries pour vélos électriquesdéveloppées par Neogy répondent aux exigences de la mobilité électrique grâce à une méthode d’accompagnement de A à Z :
- Pré-étude et offre technique en fonction des besoins client
- Conception (mécanique, mécatronique, modélisations, sourcing, etc.)
- Prototypage et tests
- Certifications
- Pré-série et qualification
- Industrialisation dans notre usine de 3000m2 située à Pompignac (France)
Toutes les batteries produites par Neogy sont composées d’une carte BMS conçue en interne par BMS PowerSafe, filiale du groupe Startec Energy et société sœur de Neogy.
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