Tout ce que vous devez savoir sur la batterie de vélo électrique

Batteries et packs de batteries, l'élément vital de votre vélo électrique
Plug and play ?... Pas toujours aussi simple et certainement pas très simple pour la plupart d'entre nous... Ou est-ce le cas ?

Une bonne batterie au lithium peut coûter autant, et souvent même plus, que le reste de votre kit de vélo électrique. Choisir la bonne batterie pour cette tâche est très important. Vous trouverez ci-dessous des informations qui vous aideront à trouver le bonheur en vélo électrique ! Continuez à lire !

À la fin des années 90, lorsque j'ai commencé à m'intéresser aux vélos électriques et aux kits de conversion de vélos électriques associés, je me suis retrouvé à consulter un site Web proposant un pack de batteries au plomb-acide à 150 $, puis en faisant défiler vers le bas, un pack NiMH, l'option Saint Graal à 1200 $ ! .. Dites quoi ? ... près de 10 fois le prix pour seulement le double de l'autonomie ? Ce n'est pas possible ?. N'est-ce pas ?

La grande question : comment obtenir le maximum de batterie pour votre argent durement gagné ?

La première étape consiste à apprendre et à comprendre les bases des batteries, puis à déterminer ce dont vous avez besoin et ce que vous pouvez vous permettre. La dernière chose que vous voulez faire, c'est d'être loin de chez vous et de perdre soudainement de l'énergie ! Partir en balade en toute confiance, en sachant que vous passerez un bon moment, en profitant du trajet, des paysages et des sons, puis rentrer chez vous sans aucun stress, c'est le but ultime et cela vous donnera envie de le faire encore et encore... Tous les jours... Le "vélo électrique" est un mode de vie pour certains d'entre nous, les pannes d'équipement et le fait de rester bloqué loin de chez soi ne sont pas sur ma liste, à aucun prix !

Autonomie, quelle distance pouvez-vous parcourir avec une charge complète ? Eh bien, mesdames et messieurs, ma bête noire personnelle numéro un, les estimations d'autonomie ! Chaque entreprise, site Web et vendeur se bat avec cela. D'un côté, vous avez le désir de revendiquer le meilleur scénario possible car cela constitue le meilleur argument de vente, mais d'un autre côté, si cela semble trop beau pour être vrai, c'est généralement le cas. Le fait est que, attendez-vous généralement à 20 miles / 32 km d'une batterie au lithium moyenne de 6 à 8 livres, c'est la vérité universelle et à peu près la déclaration la plus honnête qu'une entreprise puisse faire.

Plage de poids de la batterie Li-ion (mi)
6 à 8 livres 20 mi (32 km)
Dans la vraie vie, il n'est pas possible d'avoir plus d'autonomie et moins de poids. Tant que la technologie des batteries ne s'améliorera pas de manière significative, ce sont les réalités pour tout le monde. 6 à 8 livres pour 20 miles d'autonomie sans pédale à 20 mph. Peu importe le type de batterie et le vendeur, obtenez le poids réel et basez votre autonomie sur cette information.

Ceux qui prétendent pouvoir parcourir 100 miles avec une seule charge ont soit une batterie de 40 livres ($$$$$), soit ils vous demandent de pédaler pendant 80 miles, puis de mettre le moteur sous tension pendant 20 miles supplémentaires... Si une batterie pouvait offrir 100 miles d'autonomie sans pédaler avec une seule charge et peser moins de 10 livres, l'essence coûterait beaucoup moins cher. Sur certains vélos électriques équipés de capteurs de pédale et sans accélérateur au guidon, qui nécessitent de pédaler pour que la puissance circule, les estimations d'autonomie peuvent être vraies à des réglages de puissance très faibles. Cependant, étant donné que le cycliste pédale et fournit de la puissance humaine, il ne s'agit pas d'autonomie sans pédale et cela fait une différence significative.

Si votre vélo électrique est équipé d'une poignée d'accélérateur au guidon, qui permet au moteur de fonctionner sans pédaler, la consommation d'énergie est beaucoup plus importante. Il est important de comprendre le fonctionnement de votre vélo électrique, un kit de 500 W n'utilise pas exactement 500 W, tout le temps. Si vous pédalez sans utiliser d'énergie, votre batterie reste complètement chargée jusqu'à ce que vous l'utilisiez, il est tout à fait possible de rouler toute une journée avec une charge en l'utilisant avec parcimonie. Cela étant dit, la plupart des gens roulent avec la poignée d'accélérateur fermement réglée sur " max " et de cette façon, attendez-vous à parcourir 32 km avec une batterie de 2,7 à 3,6 kg en une heure avant de tomber en panne d'énergie sur la plupart des vélos. (*insérer les petits caractères ici)

Qu'est-ce qu'un pack de batteries ? .. Eh bien... C'est un pack de batteries ! Un pack est composé d'un certain nombre de cellules de batterie plus petites, toutes empilées d'une manière spécifique pour fournir la puissance nécessaire au fonctionnement de votre système de vélo électrique. Vous devez choisir le bon pack, pour votre application !

Volts et ampères : sans entrer dans des détails trop déroutants, la tension est ce qui pousse (accélère) le flux d'énergie électrique, tandis que les ampères sont une mesure de force. En règle générale, les vélos électriques à tension plus élevée vont plus vite, tandis que les ampères plus élevés nécessitent des fils de calibre plus épais et/ou des batteries plus puissantes et plus grandes. La combinaison des volts et des ampères est égale aux watts.

Bon, il est temps de faire quelques calculs et d'entrer dans le vif du sujet. Toutes les piles et les packs de piles comportent des mentions en petits caractères, énumérant diverses choses de grande importance. Mettez vos lunettes à double foyer et plissez les yeux, attendez-vous à trouver des choses comme :

Volts : utilisé pour décrire la vitesse à laquelle les électrons se déplacent, plus de tension = plus de vitesse !

Ampères : quelle est la largeur de la route, plus de voies, plus de voitures peuvent passer en même temps côte à côte...

Watts : la combinaison des volts et des ampères (volts x ampères = watts)

Ampères-heures : doivent toujours être indiqués, généralement de 10 à 20 ampères-heures (abrégé « ah »), une mesure du nombre fixe d'ampères qu'une batterie peut supporter pendant 1 heure. (taux c). Ou doublez les ampères pendant la moitié du temps. Ou la moitié des ampères pendant deux heures. Etc.

Wattheures : c'est une façon beaucoup plus précise de savoir quelle est la quantité d'énergie utilisable dans une batterie donnée (en abrégé wh) lorsqu'elle est disponible, c'est le nombre à rechercher ! Vous pouvez également le traduire en nombre de watts, en continu, pendant 1 heure ! Une batterie de 500 Wh peut fournir 500 watts pendant 1 heure ou 1000 W pendant 30 minutes... Ou 250 W pendant 2 heures... Etc. La plupart des vélos électriques n'utilisent pas l'énergie à un niveau exact, en continu, donc cela ne se traduit pas directement en temps de trajet, mais vous pouvez rapidement voir comment une batterie plus grande avec plus d'énergie (capacité) peut fournir des niveaux de puissance inférieurs pendant des périodes plus longues et aller plus loin avec une charge.

Énergie de la batterie

(wattheures)

Durée d'exécution de la charge (heures)
500 Wh 250 W 2 heures
500 Wh 500 W 1 heure
500 Wh 1000 W 30 minutes


Attention, certains vendeurs ont tendance à déformer la vérité et à « promettre trop » en matière d'autonomie. Assurez-vous de faire quelques recherches avant d'acheter, posez les bonnes questions et achetez auprès d'un vendeur qui fournit des estimations d'autonomie en fonction de votre poids, de votre vélo, de l'utilisation prévue et de la consommation prévue.

Ah vs wh : cela peut prêter à confusion, mais il est très important de comprendre la différence. Les ampères-heures (ah) ne signifient rien si vous ne tenez pas compte de la tension. Les wattheures (wh) sont bien plus importants car ils prennent en compte la tension et les ampères-heures ensemble et déterminent jusqu'où vous pouvez aller avec une charge complète. Tous les packs ne sont pas étiquetés et/ou construits de la même manière, alors soyez prudent et faites très attention.

Exemple de Wh : 36v 10ah = 360wh et 48v 10ah = 480wh

Un mot de sagesse qui peut être déroutant : si vous considérez un vélo qui peut fonctionner à la fois sur 36 V et 48 V, il va plus vite sur 48 V lorsqu'il est propulsé à plein régime. Plus vous allez vite, plus vous avez besoin d'énergie !

Donc une batterie 48v avec 120wh de plus, par rapport au pack 36v ne vous donnera pas toujours plus d'autonomie, si vous allez plus vite que le vélo 36v ne le ferait à plein régime.... Mais qui peut résister à aller plus vite ? .. Mais sinon, plus vous avez de puissance sur le vélo, plus vous pouvez en attendre d'autonomie.

Qu'est-ce que tout cela signifie pour vous ? Avec un peu de connaissances, vous pouvez prendre des décisions d'achat plus éclairées, assembler les bons éléments de kit et rouler heureux pour toujours sans manquer de puissance et sans acheter beaucoup plus que ce dont vous avez besoin !

Taille, poids et forme, trois éléments à prendre en compte pour décider quel sac acheter. Il doit être ajusté, pas trop lourd et avoir une belle apparence une fois installé sur votre vélo. Vous ne trouverez probablement pas tous les facteurs idéaux dans un sac, mais certains sont essentiels, tandis que d'autres ne le sont pas autant.

L'erreur la plus courante que font de nombreux cyclistes électriques est de vouloir une énorme batterie, ce qui est très bien jusqu'à ce que vous deviez trouver comment la monter sur votre vélo électrique, puis cela empire lorsque vous devez la porter dans un escalier ou la mettre sur un porte-vélos !

Soyez réaliste et vous pourrez vous épargner bien des maux de tête et de l'argent, et également obtenir le meilleur trajet possible en fonction de vos besoins !

Après avoir construit des centaines de vélos pour des personnes de petite et de grande taille, de grande et de petite taille, j'ai découvert que la clé d'une configuration idéale est d'avoir la batterie la plus légère et la plus petite possible qui fera le travail. Il peut sembler judicieux d'avoir une batterie avec deux fois plus d'énergie que nécessaire pour ne jamais tomber en panne même lors de votre plus long voyage, mais cela peut être une erreur, trop souvent répétée !

Première étape, déterminez vos besoins. La plupart des gens, moi y compris, parcourent rarement plus de 32 km sans s'arrêter, généralement beaucoup moins. Cependant, je sors faire plusieurs sorties par jour, très souvent ! Sortir pour une petite course puis brancher le chargeur peut être rapide et pratique, et 30 minutes plus tard, je peux repartir avec une charge complète si nécessaire. Ce que je veux dire ici, c'est qu'un vélo électrique avec une petite batterie est plus léger, coûte moins cher, est beaucoup plus agréable à conduire et peut être rechargé rapidement tout en offrant toute l'autonomie dont vous avez besoin, même si elle ne se fait pas sur une seule charge.

Cela étant dit, si vos besoins sont de nature plus utilitaire, comme un tricycle électrique tirant une remorque de courses ou d'enfants, ou dans mon cas un chien de 70 livres, sur des collines importantes contre un vent fort. Eh bien, dans ce cas, vous avez non seulement besoin d'une batterie plus grosse, mais aussi d'un moteur plus gros, d'un vélo plus solide, plus lourd, plus cher, vous voyez l'image ? Mais, si c'est ce dont vous avez besoin, des packs de plus grande capacité sont disponibles et permettront d'effectuer les plus gros travaux !

La plupart du temps, un vélo électrique léger est ce dont la plupart d'entre nous ont besoin. Sur ce type de vélo électrique, sur des routes typiques assez plates, avec peu ou pas de vent du tout (car un peu de vent peut faire une grande différence dans la consommation d'énergie !), tout en pédalant à peine, très tranquillement mais sans transpirer, sur de bons pneus gonflés, un cycliste typique de 200 livres ou moins, s'attend à des taux de consommation de 10 Wh/km... ou 17 Wh/mile en moyenne. Cela peut être beaucoup plus ou beaucoup moins en fonction d'innombrables facteurs, mais c'est un chiffre réaliste pour commencer.

Par exemple, une batterie de 36 V 10 Ah avec une capacité de 360 ​​Wh. (36 volts multipliés par 10 ampères-heures équivalent à 360 watts-heures). Ce pack fournirait en théorie 36 km d'autonomie, soit 22 miles, à partir d'une charge complète à 100 %.

Maintenant, avant que vous, les ingénieurs, ne m'engueuliez pour avoir fait des moyennes et être imprécis sur les détails, je fais cela pour des raisons de simplicité, votre kilométrage réel variera. Très peu de gens ont les outils pour mesurer la capacité d'une batterie et certains fournisseurs peuvent en profiter.

Tension (v) capacité (ah) énergie (wattheures) autonomie (mi)
36v 10ah 360 wattheures 22mi (36km)


Tension : la plupart des kits de vélo électrique sont conçus pour une plage de tension spécifique. Un vélo électrique 36 V typique nécessite une batterie qui délivre une puissance comprise entre 42 V et 30 V. Un pack de 36 V, à 42 V, est entièrement chargé à 100 % et retient autant d'énergie que possible et à 30 V, il doit s'arrêter et cesser de fournir de l'énergie avant de provoquer des dommages permanents. Plus d'informations sur le BMS (système de surveillance de la batterie) dans un instant. Le nombre commun « 36 V » est une tension de fonctionnement moyenne ou parfois appelée tension nominale.

Electric-find.Com dit : « Tension nominale. Une valeur nominale attribuée à un circuit ou à un système dans le but de désigner de manière pratique sa classe de tension (par exemple, 120/240 volts, 480y/277 volts, 600 volts). La tension réelle à laquelle fonctionne un circuit peut varier par rapport à la tension nominale dans une plage qui permet un fonctionnement satisfaisant de l'équipement. 28 mai 2009 »

Certains kits de vélo électrique ont une large plage de fonctionnement comme 36 V ou 48 V, alors soyez attentif et choisissez en conséquence. La plupart des kits de vélo électrique avec écrans indiquant les niveaux de charge de la batterie avec une série de voyants LED ne peuvent fonctionner qu'à cette tension, en cas de doute, demandez au vendeur !

Kit E-trike à écran LED 2012

La tension est ce qui détermine le régime maximal du moteur. Si le même moteur reçoit une certaine tension, il tournera à une vitesse donnée, augmentez la tension et il tournera plus vite ! Cela étant dit, les moteurs électriques sont conçus pour tourner à un certain régime pour une application donnée, déterminée par sa construction. En résumé, un vélo 36 V ira plus vite avec une batterie 48 V (si l'électronique entre le moteur et la batterie est compatible). Le moteur lui-même ne s'en soucie pas, mais le reste des composants s'en soucient : contrôleur, accélérateur, affichage, etc.

Français : Ampères : pour choisir une batterie appropriée, vous devez connaître le « contrôleur » de votre vélo électrique, c'est quelque chose que l'on trouve sur chaque vélo électrique, il fait exactement ce qu'on appelle ça, il contrôle la puissance entre la batterie et le moteur en pulsant très rapidement (alias : pwm, modulation de largeur d'impulsion). Si vous êtes à l'arrêt complet et que vous appuyez à fond sur l'accélérateur, le contrôleur interviendra et fera « woooah... Voilà mon pote... Attends... Pas si vite... Et fixera une limite du nombre d'ampères autorisés à circuler vers le moteur, c'est l'ampérage maximal. Pourquoi est-ce important en termes de choix de la bonne batterie ? Parce que vous devez avoir une batterie suffisamment puissante pour fournir ces ampères sans surchauffer, s'éteindre, faire sauter un fusible, etc.

En général, une batterie de 10 Ah fonctionnera bien avec un contrôleur de 20 A ou moins. Si vous connaissez certaines des spécifications mais pas toutes, vous pouvez faire le calcul, mais encore une fois, assurez-vous d'avoir les données correctes et honnêtes pour commencer. Parfois, certains contrôleurs ont des « puissances nominales » tandis que d'autres affichent des « ampères max » et cela peut prêter à confusion. Lorsqu'un contrôleur est évalué en watts, vous devez savoir s'il s'agit de « puissances maximales » ou de « puissances continues » avec un pic plus élevé. Votre batterie doit gérer en toute sécurité le « pic » ou le « max » lorsque cela est nécessaire.

Qualité : un pack de batteries n'est bon que si sa cellule est la plus faible et si durable que ce dans quoi vous le mettez ! Autrefois (oh mon dieu... Est-ce que je viens d'écrire ça ?... Urgh), obtenir un pack qui dure longtemps était un pur hasard et une chose rare. Un pack qui durait quelques saisons ou qui survivait à 6 mois de vacances sur un banc sans se décharger jusqu'à la mort était une chose rare. Les packs de batteries et les cellules se sont considérablement améliorés et aujourd'hui, en 2017, nous avons enfin atteint un point d'évolution où la fiabilité et la qualité des packs sont facilement disponibles, ce sont les détails les plus fins qui comptent le plus, comme en obtenir un auprès d'un vendeur réputé qui soutiendra une garantie et qui en vendra suffisamment rapidement pour garder en stock les packs récemment construits.

BMS et chargeurs, pour protéger et charger votre pack. Les batteries au lithium sont légères et durables, mais elles doivent être utilisées dans les limites spécifiées. Afin d'assurer une longue durée de vie, les packs de batteries doivent contenir un BMS, alias : système de surveillance de la batterie. Il se situe entre la batterie elle-même et les câbles d'alimentation, surveille toutes les tensions des cellules à l'intérieur et surveille également généralement le nombre d'ampères qui circulent. Si des limites sont atteintes, le BMS doit intervenir en coupant l'alimentation en toute sécurité. Dans un monde parfait, le BMS restera là et ne fera rien, mais si vous roulez jusqu'à ce que vous ayez épuisé toute l'énergie disponible, il vous arrêtera et évitera tout dommage aux cellules de la batterie. Situation similaire avec le chargeur, le BMS permettra au chargeur de faire son travail tant que toutes les cellules sont en harmonie et dans leurs limites, un chargeur de qualité est très important et souvent complètement négligé, j'ai vu de superbes packs de batteries détruits par d'horribles chargeurs.

Monter votre batterie sur votre vélo électrique peut être un défi, il existe des emplacements idéaux et des emplacements pratiques, mais ils sont rarement réunis en un seul. En fonction du vélo que vous avez choisi et de votre style de conduite, l'intérieur du cadre et entre les roues est idéal pour la meilleure répartition possible du poids et le confort de conduite... Tandis que sur un porte-bagages arrière ou des sacoches de selle, c'est facile et pratique, mais cela peut avoir un effet négatif sur la maniabilité (et l'apparence... C'est mon avis personnel, je suppose). C'est là que la forme et le poids entrent en jeu !

Les packs de batteries dans des boîtiers en aluminium et des supports de montage facilitent grandement le montage sur votre vélo électrique tout en protégeant le pack des impacts, mais ils augmentent le coût, le poids et l'encombrement. Un pack avec un simple film rétractable est moins cher, mais il faut veiller à le monter en toute sécurité afin d'éviter l'écrasement des cellules plutôt fragiles ou les dommages dus aux vibrations pendant la conduite, ou lorsque le vélo bascule et heurte le sol (pas si... Mais quand !)

Trop petite ? Oui, c'est un problème possible à prendre en compte. Une batterie qui peut fonctionner pendant une heure de conduite dans les pires situations est généralement de taille appropriée. Une batterie de plus grande capacité n'aura pas à travailler aussi dur qu'une batterie plus petite lorsqu'elle est utilisée sur un vélo donné. Une batterie de 10 Ah délivrant 500 W en continu fonctionnera deux fois moins longtemps qu'une batterie de 20 Ah. Il existe de nombreux autres facteurs à prendre en compte (taux C et résistance interne des cellules utilisées dans un pack)... Mais cela dépasse le cadre de ce texte... Google "batterie lithium taux C"

Entretien de la batterie : faites-la durer, apprenez à l'utiliser et à l'entretenir correctement, même avec un BMS qui coupera l'alimentation en toute sécurité, il est toujours préférable de continuer à charger et d'essayer de ne jamais vider complètement le pack, cela s'applique à tous les types de batterie. Personnellement, j'aime toujours partir en voyage avec une charge complète autant que possible, et si je sais que je repousse les limites de mon autonomie, je fais plus d'efforts pour pédaler un peu plus fort et économiser de l'énergie. Ne chargez pas une batterie gelée, apportez-la dans un endroit chaud et laissez-lui le temps de se réchauffer, si vous êtes à l'aise dans un t-shirt, votre batterie l'est aussi. L'utilisation de votre batterie par temps froid est acceptable, attendez-vous à une baisse d'autonomie et de performances pendant les mois d'hiver, mais aucun mal n'est fait. Laissez-la se réchauffer avant de la charger si elle a été stockée au froid auparavant.

La recharge d'opportunité est également tout à fait possible, si votre voyage est long et que vous vous arrêtez pour un café ou une courte pause, branchez le chargeur et récupérez de l'énergie, il ne se chargera peut-être pas complètement, mais augmentera votre autonomie si nécessaire ! Et au cas où quelqu'un se poserait la question, l'électricité du mur coûte environ 10 centimes par kilowattheure (1000 Wh = 1 kWh), donc votre batterie de 360 ​​Wh ne contient que moins de 4 centimes d'énergie sur une charge complète !

Expédition légale de votre pack, c'est un sujet très controversé, étant donné la quantité importante d'énergie que ces packs de batteries peuvent contenir, il existe des réglementations et des moyens appropriés pour les emballer, les expédier et les manipuler. Les vendeurs réputés feront fièrement de la publicité sur l'expédition légale, autrement dit : « Non certifié », un processus très coûteux pour assurer une expédition la plus sûre possible. De nombreux petits vendeurs n'expédient pas sans certification et le font illégalement. Dans le cas où vous auriez besoin de retourner un pack pour la garantie, vous le feriez également.

La densité énergétique est la quantité d'énergie qu'une batterie peut contenir pour un volume spécifié (wh/litre), contrairement aux liquides classiques où 1 gallon occupe un espace donné. Deux packs de batteries de taille identique peuvent contenir une quantité différente d'énergie utilisable. Par exemple, aux premiers jours du lithium, une cellule 18650 typique pouvait contenir environ 1000 mAh (mille milliampères-heures « Mah » = 1 ampère-heure « Ah »). Aujourd'hui, au moment où j'écris ces lignes en 2017, il existe des cellules disponibles de la même taille (les cellules 18650 mesurent 18 mm de large et 65 mm de long) et peuvent contenir plus de 3500 mAh ! Ainsi, pour une boîte de la même taille, une batterie moderne peut offrir une autonomie 3 fois supérieure à ce qui était possible il y a 10 ans.

Acide de plomb ou lithium, le plomb est moins cher au départ. Si vous ne pouvez tout simplement pas vous permettre une batterie au lithium appropriée, le plomb est l'option la moins possible pour vous permettre de prendre la route. Considérez qu'une batterie au lithium de 6 lb peut aller aussi loin qu'une batterie au plomb de 30 lb de tension égale.

Chimie de la batterie Capacité Plage de poids (mi)
Plomb-acide 15ah* 30lbs 20mi (32km)
Batterie lithium-ion 9 Ah 6 lb 32 km (20 mi)
*nous envisageons ici une batterie plomb-acide de 15 Ah par rapport à une batterie lithium-ion de 9 Ah car la capacité utilisable (dans une utilisation typique à haut ampérage sur un vélo électrique - voir la loi de Peukert) de la batterie plomb-acide de 15 Ah n'est que d'environ 9 Ah (66 %) - notez qu'elles ont la même autonomie*

Comme vous pouvez le constater, il y a beaucoup de choses à prendre en compte si vous voulez vraiment vous plonger dans les packs de batteries au lithium conçus pour alimenter les vélos électriques. Dans l'ensemble, votre plus grande considération en tant qu'acheteur devrait être de savoir comment prendre soin de votre pack de batteries, de faire vos recherches et d'acheter auprès d'un vendeur réputé qui expédie légalement un pack non certifié et surtout... d'acheter le pack qui correspond le mieux à vos besoins en matière de vélo électrique !