Batterie de Voiture Hybride 101 : Comment Elle Fonctionne et Combien de Temps Elle Dure

Une voiture hybride est un type de véhicule électrique (VE) — ou véhicule électrifié, pour être plus précis — qui a non seulement un moteur alimenté par batterie pour entraîner les roues, mais aussi un moteur à essence. Ainsi, un véhicule hybride électrique (ou HEV en anglais) peut avoir une batterie plus petite qu'une voiture entièrement électrique, car elle peut être rechargée par le moteur à essence ou éteinte complètement lorsque le moteur entraîne les roues.

Un véhicule hybride électrique rechargeable (ou PHEV en anglais) est un hybride dont la batterie peut être chargée via une prise externe. La recharge des PHEV permet d’avoir une autonomie plus longue uniquement en mode électrique. Par exemple, le Mitsubishi Outlander PHEV offre plus de 60 kilomètres d’autonomie uniquement électrique et peut se recharger à 80 % en seulement 38 minutes.

Choisir le bon véhicule électrifié pour votre style de vie signifie comprendre ce qu’il y a sous le capot (ou le plancher). Les batteries seront soit Nickel-Métal Hydrure (NiMH) ou Lithium-Ion (Li-ion).

Les batteries hybrides Nickel-Métal Hydrure sont composées de cathodes à base de nickel, d’anodes en hydrure métallique et d’électrolytes en hydroxyde de potassium. C’est peut-être trop technique pour quelqu’un qui n’est pas chimiste, mais sachez simplement que cette formule est particulièrement robuste et fiable. Ce type de batterie est idéal pour une utilisation hybride et, comme il s'agit également d'un type de batterie moins coûteux, la plupart des hybrides construits au cours des 20 dernières années utilisent des NiMH.

Bien que les batteries NiMH chauffent davantage pendant le fonctionnement, la température extérieure a moins d'impact sur leurs performances. Elles ne perdent pas autant d’autonomie par temps froid et nécessitent moins de conditionnement, c'est-à-dire moins de chauffage ou de refroidissement pour maintenir les batteries à une température de fonctionnement optimale.

Elles ne peuvent pas contenir autant d’énergie dans le même espace que les batteries Li-ion, mais comme elles disposent d’un générateur intégré (votre moteur et le système de régénération) pour les recharger, ce n’est pas un problème majeur. Les batteries NiMH peuvent supporter de nombreuses charges et décharges sans se dégrader ni perdre leur capacité à stocker de l'électricité. Cependant, leur poids et leur taille peuvent poser des défis, et c’est pourquoi la plupart des voitures entièrement électriques — qui nécessitent des batteries plus grandes — optent pour les batteries Li-ion plutôt que les NiMH.

Une autre raison pour laquelle les batteries NiMH sont adaptées aux hybrides, mais pas aux VE, est qu’elles peuvent souffrir d’un effet de mémoire, où elles commencent à "croire" qu'elles ont moins de capacité qu’elles n’en ont réellement. Les systèmes de gestion des batteries gèrent bien cet effet dans les hybrides. Sur un VE, cet effet de mémoire serait plus difficile à gérer, car il n’y a pas de moteur à essence pour soulager la batterie.

Si vous achetez un hybride d'occasion, il est presque certain qu'il sera équipé d'une batterie NiMH. Cependant, les hybrides plus récents commencent à utiliser des batteries Li-ion à mesure que la technologie évolue.

Les batteries Li-ion utilisent également une construction similaire avec une solution électrolytique, mais le métal utilisé est le lithium. En termes simples, cette formule est plus dense en énergie que les NiMH, ce qui signifie qu’elle peut stocker plus d'électricité dans le même espace. Certains hybrides, en particulier les hybrides rechargeables dotés de batteries légèrement plus grandes, sont équipés de batteries Li-ion. Cependant, en raison de leur coût plus élevé, les avantages des Li-ion ne justifiaient pas leur utilisation dans les hybrides au cours des 20 dernières années.

Les batteries Li-ion ont également dû surmonter d'autres défis pour mieux s'adapter aux applications hybrides, bien qu'elles alimentent des appareils plus petits comme les ordinateurs portables et les téléphones depuis des décennies. Mais tout comme la batterie de votre smartphone est sensible à la température et à la recharge, les batteries hybrides Li-ion le sont aussi.

Avec plus de puissance et d'efficacité, ainsi qu'une durée de vie plus longue, les batteries Li-ion représentent l'avenir de la technologie des batteries hybrides.

Les principales batteries de traction ne sont pas les seuls dispositifs de stockage d'électricité d'un hybride. Ils ont aussi une batterie automobile standard de 12 volts, généralement au plomb, qui s'occupe de:

• Démarrer le moteur;
• Alimenter les ordinateurs du système hybride;
• Alimenter les fonctions toujours actives, comme les systèmes de sécurité et de connectivité; et
• Fournir de l'électricité pour les fonctionnalités d’urgence, comme les feux de détresse et les systèmes de communication.

Bien que les batteries NiMH et Li-ion dominent le marché des voitures grand public, d’autres batteries pour voitures électrifiées sont en développement pour offrir des autonomies encore plus longues, telles que les batteries à double chimie utilisant du graphite et du silicium.

Les supercondensateurs, qui sont utilisés pour fournir de l'électricité en courtes mais puissantes décharges, montrent également un grand potentiel dans les systèmes hybrides légers actuels et les futurs véhicules ultra-efficaces. Une autre option est la batterie à l'état solide, avec sa chimie sans liquide. Les batteries à l’état solide peuvent être puissantes mais légères, et le poids est crucial en matière d'efficacité. De nombreuses avancées en matière de chimie des batteries sont soutenues par les industries canadiennes, qui participent à la fabrication et à l'approvisionnement en minéraux comme le graphite, le cobalt, le cuivre, l'aluminium, et bien d’autres encore.

Un système de gestion de batterie contrôle la charge, la décharge et la sortie de puissance, ainsi que le choix d'utiliser la batterie ou le moteur à essence. Le système de gestion contrôle également le système de refroidissement de la batterie, car les batteries chauffent lors de la charge et de la décharge. Elles perdent aussi de l’autonomie lorsqu’elles sont trop froides, elles disposent donc de leurs propres chauffages contrôlés par le BMS.

Le BMS fournit également des informations au système informatique principal de la voiture et aux outils de diagnostic du mécanicien, mesurant les cellules individuelles et l'état de santé global de la batterie. La plupart des hybrides fonctionnent mieux quand vous les conduisez normalement et laissez le BMS faire son travail. Maintenir la batterie de 12 volts en bon état, afin que le BMS ne perde jamais d’alimentation, est une bonne pratique.

Comme pour toute voiture, suivre l’horaire d’entretien recommandé aidera tous les systèmes de votre véhicule hybride à fonctionner plus efficacement et à durer plus longtemps. Dans les voitures modernes, l’entretien peut également inclure des mises à jour logicielles qui peuvent modifier les paramètres du BMS pour offrir des avantages en termes de longévité ou d'autonomie. Les batteries hybrides bénéficient également de leurs propres garanties, similaires aux options de garantie sur le groupe motopropulseur traditionnel et la couverture complète.

Par exemple, Mitsubishi offre une garantie limitée de 10 ans/160 000 kilomètres sur la batterie de son Outlander PHEV, ainsi qu'une assistance routière et d'autres options.

Les batteries durent aussi plus longtemps lorsqu'elles ne sont pas surmenées. Donc, si les essieux, les freins ou d'autres composants du groupe motopropulseur ont dépassé leur durée de vie et stressent le véhicule, la batterie pourrait être surchargée et ne pas durer aussi longtemps. Il en va de même pour les pneus – maintenez-les à la bonne pression et avec une profondeur de bande de roulement suffisante.

Bien que le BMS protège la batterie de toute décharge excessive, essayez de ne pas rouler régulièrement avec la batterie presque vide, surtout lorsque le réservoir d’essence est vide.

Les trajets courts ne permettent pas à la batterie de se réchauffer ou de se refroidir à sa température de fonctionnement optimale. Et lorsque vous appuyez brusquement sur l’accélérateur en demandant une puissance maximale, cela met une grande pression sur la batterie. Si vous limitez vos habitudes de trajets courts et d’accélérations brusques, la batterie de votre hybride devrait durer plus longtemps.

Le poids est l’ennemi de l’efficacité, surtout pour les voitures à batterie. Comme les hybrides transportent déjà plus de poids que leurs équivalents uniquement à essence, vous ne voulez pas déséquilibrer l’équation en transportant une charge inutile dans le coffre. Le même concept s’applique aux accessoires comme un porte-bagages de toit, qui ajoute une résistance aérodynamique et oblige les systèmes à travailler plus dur.

Découvrez comment le Mitsubishi Outlander PHEV établit de nouvelles normes en matière de durabilité et de performance.