Les batteries lithium-ion sont des accumulateurs d'énergie hautement performants et complexes. La technologie lithium-ion est actuellement la technologie de batterie la plus efficiente sur le marché. Aucune autre technologie de batterie ne répond de manière comparable aux paramètres requis tels que qualité, performance, durée de vie et coûts nécessaires pour les applications automobiles. Grâce au perfectionnement de la technologie lithium-ion, des kilométrages élevés en autonomie électrique sont déjà à portée de main aujourd'hui et la technologie de charge rapide offre une perspective de réduction considérable des temps de charge. Les batteries lithium-ion nécessitent une maintenance réduite, mais la manipulation d'une batterie haute tension exige cependant une expertise en électrotechnique. Toutes les batteries lithium-ion sont soumises à une certaine usure, comme de nombreux autres composants.
L'intelligence du système de batterie ne réside pas seulement au niveau de la cellule, mais dans l'ensemble du système. Celui-ci englobe une électronique de commande avec logiciel, refroidissement intégré, boîtier hautement sécurisé adapté au véhicule et cellules.
Vieillissement des batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion montées par Mercedes-Benz sont conçues pour être utilisées pendant tout le cycle de vie du véhicule. Comme de nombreux autres composants, elles sont cependant soumises à une certaine usure. Dans le cas de batteries, on parle d'un "vieillissement".
Fondamentalement, on distingue deux mécanismes de base du vieillissement dans la technologie lithium-ion :
Vieillissement calendaire
Vieillissement cyclique
Le vieillissement des batteries lithium-ion se traduit par une diminution de la capacité utilisable sur l'ensemble du cycle de vie.
Afin d'influencer positivement les effets liés à ces différents mécanismes, il importe de comprendre certains mécanismes de base et de manipuler les batteries lithium-ion en conséquence.
Vieillissement calendaire des batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion sont soumises à l'effet naturel de ce qu'on appelle le vieillissement calendaire. Celui survient aussi bien pendant le fonctionnement du véhicule que pendant les phases d'immobilisation des batteries lithium-ion. Le vieillissement calendaire peut être influencé principalement par deux facteurs. Les principaux facteurs d'influence sont les suivants :
la température
l'état de charge (SOC)
L'influence de la température et du SOC sur le vieillissement des batteries lithium-ion doit être comprise de la manière suivante :
Plus la température est élevée, plus le vieillissement sera marqué ou rapide.
Plus le SOC est élevé, plus le vieillissement sera marqué ou rapide (pendant les phases d'immobilisation).
Pour cette raison, la recommandation suivante peut être faite :
Si les batteries lithium-ion doivent être stockées, veiller à respecter les conditions suivantes :
la température moyenne ne doit pas dépasser 25 °C
régler un état de charge inférieur à 40 % SOC
Ces conditions permettent de maintenir les effets du vieillissement calendaire à un effet aussi faible que possible.
Si les batteries lithium-ion sont montées dans un véhicule, les mêmes processus et mécanismes de vieillissement ont lieu pendant son stockage que dans le cas des batteries lithium-ion stockées séparément. Vous trouverez des instructions importantes sur le stockage correct de véhicules équipés de batteries lithium-ion montées dans la Service-Information SI47.70-S-0071A concernant la maintenance des batteries haute tension.
Vieillissement cyclique des batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion de Mercedes-Benz ont été spécialement développées pour les applications automobiles et sont optimisées pour une utilisation en tant qu'assistance à la traction et l'entraînement. Elles se distinguent par une grande stabilité de cycle (longue durée de vie) et une densité d'énergie ou de puissance élevée. Grâce au logiciel intelligent, les batteries lithium-ion sont exploitées à leurs limites optimales de température et de performance.
Malgré toutes les mesures techniquement possibles, l'utilisation de batteries lithium-ion entraîne également une perte irréversible de capacité utile au fil du temps. Il s'agit d'un procédé électrochimique non influençable, présent sur toutes les batteries lithium-ion. À chaque cycle d'utilisation des batteries lithium-ion, la capacité diminue légèrement. Plus la différence de SOC d'un cycle est grande, plus l'influence sur le vieillissement cyclique est marquée.
Le vieillissement cyclique des batteries lithium-ion est un processus naturel à l'intérieur des cellules des batteries lithium-ion. Il est techniquement impossible de l'arrêter. De nombreuses mesures ont permis de réduire le vieillissement cyclique. Par conséquent, la capacité et les performances de nos batteries lithium-ion restent à un niveau élevé sur une très longue période.
Certaines des mesures que nous avons prises pour réduire le vieillissement peuvent être appliquées par les clients dans des situations extrêmes. Étant donné que la température exerce une très grande influence sur le vieillissement des batteries lithium-ion et afin d'éviter d'endommager les batteries lithium-ion, la puissance électrique est réduite si la batterie lithium-ion est trop froide ou trop chaude. Cependant, dès que les batteries lithium-ion se trouvent à nouveau dans leur plage de température optimale grâce à notre stratégie intelligente de refroidissement et de chauffage, la pleine puissance électrique est disponible comme d'habitude.
Instructions d'utilisation et d'entretien des batteries lithium-ion
Le vieillissement des batteries lithium-ion se traduit par une réduction de leur capacité utilisable. Afin d'influencer positivement les effets liés à ces différents mécanismes, certaines mesures peuvent être prises par le client pendant la phase d'utilisation :
1 Éviter une période d'immobilisation prolongée en cas de SOC élevé :
Si les batteries lithium-ion sont stockées pendant une longue période avec un SOC élevé, le vieillissement calendaire est plus marqué qu'avec un SOC inférieur. C'est la raison pour laquelle il convient, si possible, d'éviter des périodes d'immobilisation prolongées avec des SOC élevés. Un SOC d'environ 40 % réduit le vieillissement calendaire de la batterie lithium-ion et est donc recommandé en cas de longue période d'immobilisation.
2 Phases de repos régulières :
Les batteries lithium-ne doivent pas nécessairement être rechargées directement après le processus de décharge. Charger les batteries lithium-ion immédiatement après leur décharge ne leur laisse pas le temps de se reposer. Cette phase de repos est d'une grande importance pour les batteries lithium-ion. Elle réduit les réactions chimiques secondaires dans la cellule et augmente ainsi sa durée de vie. Nous vous recommandons donc d'effectuer la procédure suivante à intervalles réguliers :
Arrêter le véhicule à intervalles réguliers (p. ex. une fois par semaine) pendant une période prolongée (p. ex. pendant la nuit ou le week-end) en cas de faible SOC (p. ex. 20 % - 30 % ).
Le véhicule peut alors être rechargé comme d'habitude après cette phase de repos.
3 Charge en fonction des besoins :
Un SOC moyen d'env. 30 % - 70 % réduit le vieillissement des batteries lithium-ion. Pour atteindre cette valeur, nous vous recommandons, dans le cadre de l'entretien, de ne charger complètement les batteries lithium-ion que juste avant d'utiliser le véhicule.
Documents référencés
- si4770s0071a Service-Information : maintenance de la batterie haute tension