À quelle fréquence dois-je recharger mon véhicule électrique à 100 %

Pour de nombreux propriétaires de véhicules électriques (VE), les questions sur les bonnes pratiques de recharge et sur l’opportunité de recharger à 100 % restent confuses. Cet article examine les stratégies de recharge des véhicules électriques pour vous aider à optimiser la durée de vie et les performances de la batterie.

Comprendre les batteries EV et les principes de charge

Les véhicules électriques modernes utilisent principalement des batteries lithium-ion. Ces batteries stockent et libèrent de l'énergie grâce au mouvement des ions lithium entre les électrodes positives et négatives. Pendant la charge, les ions lithium se déplacent de l’électrode positive vers l’électrode négative ; l’inverse se produit lors de la décharge.

Lorsqu’on discute de stratégies de recharge, il est crucial de comprendre le concept d’état de charge (SOC). SOC représente le niveau de charge actuel de la batterie en pourcentage de sa capacité totale. Par exemple, 80 % SOC signifie que la batterie est chargée à 80 % de sa pleine capacité.

Les cycles de charge, qui font référence au nombre de fois où une batterie passe de complètement déchargée à complètement chargée, ont un impact significatif sur la durée de vie de la batterie. Selon Battery University , des cycles fréquents de décharge complète et de recharge peuvent accélérer la dégradation de la batterie. C'est pourquoi de nombreux experts recommandent le principe de charge SOC de 20 à 80 % comme étant le meilleur équilibre entre la durée de vie de la batterie et les besoins d'utilisation quotidiens.

Évolution de la technologie des batteries et des stratégies de charge

1. Anciennes technologies de batterie et pratiques de charge

Les premières recommandations de charge étaient souvent basées sur les caractéristiques des batteries nickel-hydrure métallique (Ni-MH). Ces batteries souffraient de « l’effet mémoire », où la capacité de la batterie pouvait diminuer progressivement si elle n’était pas régulièrement complètement déchargée et rechargée. Par conséquent, pour les appareils utilisant des batteries Ni-MH, des cycles réguliers de décharge complète et de recharge étaient souvent recommandés.

Cependant, ces pratiques sont dépassées et ne s’appliquent pas aux batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques modernes. En fait, des cycles fréquents de décharge complète et de recharge peuvent accélérer le vieillissement des batteries lithium-ion.

2. Caractéristiques et principes de charge des batteries lithium-ion

Tous les types de batteries lithium-ion, y compris les batteries au lithium fer phosphate (LFP), subissent un vieillissement calendaire et un vieillissement cyclique plus importants lorsqu'elles sont maintenues à des états de charge (SOC) élevés. Cela signifie:

• Vieillissement calendaire : les batteries se dégradent plus rapidement lorsqu’elles sont conservées à un niveau de SOC élevé, même lorsqu’elles ne sont pas utilisées.
• Vieillissement cyclique : des charges et décharges fréquentes à des plages SOC élevées accélèrent la perte de capacité.

C'est pourquoi les stratégies modernes de recharge des véhicules électriques déconseillent généralement les recharges fréquentes à 100 % et recommandent de maintenir une plage SOC modérée (généralement 20 à 80 %).

3. Base scientifique des stratégies de recharge modernes

Les stratégies modernes de recharge des véhicules électriques sont formulées sur la base d’une compréhension approfondie de la chimie des batteries lithium-ion et des mécanismes de vieillissement. Une étude publiée dans Nature Communications souligne que ces stratégies visent à :

• Minimisez le stress de la batterie : en évitant les SOC extrêmes (très élevés ou très faibles) pour réduire le stress interne de la batterie.
• Optimisez la durée de vie : prolongez la durée de vie globale de la batterie tout en garantissant que les exigences d'utilisation quotidienne sont satisfaites.
• Équilibrer performances et longévité : Offre une autonomie quotidienne suffisante tout en garantissant que la batterie reste en bon état sur le long terme.

Chargement à 100 % SOC : quand le faire et quand l'éviter

Charger un véhicule électrique à 100 % SOC présente à la fois des avantages et des inconvénients. Le principal avantage réside dans la maximisation de l’autonomie, particulièrement utile pour les longs trajets. Cependant, des recharges fréquentes à 100 % peuvent accélérer la dégradation de la batterie.

Une recharge à 100 % SOC est appropriée dans les situations suivantes :

1. Se préparer pour un long voyage
2. Lorsque l'étalonnage de la batterie est nécessaire (pour certains modèles)
3. Situations d'urgence nécessitant une portée maximale

Pour une utilisation quotidienne, il est recommandé de limiter la charge à environ 80 % de SOC. Cela prolonge non seulement la durée de vie de la batterie, mais laisse également de la place au freinage par récupération, améliorant ainsi l’efficacité de la récupération d’énergie.

Stratégies de recharge et gestion du SOC

Pour différents types de batteries

• Batteries NMC (Nickel Manganèse Cobalt) : Il s’agit actuellement du type de batterie EV le plus courant. Ils sont particulièrement sensibles à un SOC élevé, ce qui rend plus important le respect strict de la limite de charge quotidienne de 80 %. Une étude publiée dans le Journal of Energy Storage a révélé que les batteries NMC dans la plage SOC de 95 à 100 % ont une durée de vie environ 40 % inférieure par rapport à la plage SOC de 25 à 50 %.
• Batteries LFP (Lithium Fer Phosphate) : Les batteries LFP sont relativement plus tolérantes aux niveaux élevés de SOC. C'est pourquoi certains modèles de VE utilisant des batteries LFP (comme certains modèles Tesla) permettent des recharges plus fréquentes jusqu'à 100 %. Cependant, un maintien à long terme à un SOC élevé accélère encore le vieillissement. Une recherche publiée dans le Journal of The Electrochemical Society montre que les batteries LFP dans la plage SOC de 90 à 100 % ont une durée de vie d'environ 20 % inférieure par rapport à la plage SOC de 45 à 55 %.

Pour différentes marques de véhicules électriques

Bien que les recommandations en matière de stratégie de recharge puissent varier légèrement selon les fabricants de véhicules électriques, la plupart suivent des principes similaires. Voici quelques exemples précis :

• Tesla : recommande de maintenir la charge quotidienne en dessous de 90 % de SOC. La page d'assistance officielle de Tesla suggère que limiter la charge quotidienne à moins de 90 % peut prolonger la durée de vie de la batterie.
• Audi Q8 e-tron : Le manuel d’utilisation suggère de « charger à 80 % pour une utilisation quotidienne et à 100 % pour les longs trajets ». Le communiqué de presse d'Audi indique que suivre cette recommandation permet de maintenir au moins 70 % de la capacité de la batterie après 8 ans ou 160 000 kilomètres.
• Hyundai Ioniq 5 : Le manuel d'utilisation conseille de charger la batterie à 100 % une fois par mois et de ne pas la laisser descendre en dessous de 20 %. Le site officiel de Hyundai explique que cette stratégie aide le système de gestion de batterie (BMS) à maintenir des estimations SOC précises, optimisant ainsi les performances de la batterie.

Plage d’équilibrage et durée de vie de la batterie

Pour obtenir le meilleur équilibre en utilisation quotidienne, il est généralement recommandé de maintenir le SOC entre 20 et 80 %. Cette gamme peut répondre à la plupart des besoins quotidiens en matière de déplacements domicile-travail tout en minimisant le stress de la batterie. Par exemple, vous pouvez commencer la charge lorsque le niveau de la batterie descend à environ 30 % et l'arrêter lorsqu'il atteint 80 %.

Selon une étude du National Renewable Energy Laboratory (NREL) des États-Unis , le maintien des batteries de véhicules électriques dans cette plage SOC peut prolonger considérablement leur durée de vie. Leurs données montrent :

• Les batteries utilisées dans la plage SOC de 0 à 100 % se dégradent à 80 % de leur capacité après 1 000 cycles.
• Les batteries cycles dans la plage SOC de 20 à 80 % conservent plus de 80 % de capacité même après 2 000 cycles.

Conclusion

L’optimisation des stratégies de recharge des véhicules électriques est essentielle pour maximiser la durée de vie et les performances de la batterie. Bien que la règle générale consistant à maintenir la batterie entre 20 et 80 % SOC soit un bon point de départ, il est essentiel de consulter le manuel de votre véhicule pour des recommandations spécifiques. Certains modèles peuvent bénéficier de charges complètes occasionnelles, tandis que d'autres peuvent avoir des tampons intégrés qui rendent la charge à « 100 % » moins préoccupante.

N'oubliez pas que l'objectif est de trouver un équilibre entre l'autonomie quotidienne maximale et la santé de la batterie à long terme. En suivant ces directives et en comprenant les besoins spécifiques de votre véhicule, vous pouvez garantir que votre véhicule électrique conserve des performances optimales pendant de nombreuses années à venir. Selon les données de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) , les batteries de véhicules électriques dotées de stratégies de charge optimisées peuvent facilement atteindre une durée de vie de 10 à 15 ans, dépassant de loin les attentes de la plupart des consommateurs.