Actuellement, il faut entre 2 et un peu plus de 4 heures pour recharger complètement la majorité des batteries des vélos à assistance électrique. Financées outre-Rhin par le ministère fédéral des Affaires économiques et de l’Energie, dans le cadre de son programme de soutien aux innovations développées par les moyennes entreprises allemandes, des recherches menées par l’institut de technologie de Karlsruhe et Coboc, spécialiste du VAE, visent à mettre au point un pack rechargeable en moins d’une heure.
Objectif
Les 2 partenaires poursuivent à travers leurs travaux le souhait de modérer l’impact sur l’environnement de l’explosion des ventes des vélos électriques. Leur parti pris est le suivant : Puisque la plupart du temps les batteries sont surdimensionnées par rapport aux besoins réels des cyclistes branchés, autant en réduire la capacité énergétique. S’ajoutent en bénéfices secondaires : du poids gagné sur la balance, et un moindre encombrement sur le cadre. Pour compenser la diminution d’autonomie après recharge complète qui résulterait de ce scénario, l’institut de technologie de Karlsruhe et Coboc espèrent parvenir à mettre au point la recharge rapide pour les batteries des VAE. Elle deviendra nécessaire pour les longs, mais ponctuels, déplacements.
Cellules lithium-ion
La recharge rapide ayant une influence négative sur la longévité des cellules lithium-ion, les partenaires cherchent dans un premier temps celles qui bénéficient des durées de vie les plus longues, tout en acceptant les recharges régulières à 10 A sous 230 V (soit l’équivalent sur prise domestique de la recharge des voitures électriques selon les limites fixées par leurs constructeurs). « En outre, le système de gestion de la batterie doit offrir une fonction de diagnostic : les données mesurées lors de l’utilisation du vélo électrique sont reprises via une solution Internet-of-Things (IoT), analysées et transférées sur le cloud interne Coboc. Ces données révèlent l’état de charge (SOC) et l’état de santé (SOH) de la batterie, qui s’influencent mutuellement », détaille-t-on à l’institut de technologie de Karlsruhe. De quoi mettre en place des programmes de maintenance préventive et adapter au besoin l’exploitation des VAE.
Rôles des partenaires
« En vendant des vélos électriques avec un système aussi intelligent, nous ne souhaitons pas seulement augmenter notre part de marché, mais surtout améliorer la durabilité de nos produits », a tenu à souligner David Horsch, directeur de Coboc. Dans le cadre de ce projet, l’entreprise se concentre sur « l’analyse des besoins, le développement du système de gestion des opérations, la mise en œuvre du système IoT avec le serveur correspondant ainsi que sur le matériel et son intégration dans le vélo électrique ». De son côté, l’institut de technologie de Karlsruhe est « responsable de la sélection et de l’évaluation de cellules lithium-ion appropriées, de l’étude de la durée de vie des cellules sélectionnées et du développement du processus de recharge rapide et du système de diagnostic SOC et SOH ».
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