Le remplacement des blocs-batteries pour les hybrides et les véhicules électriques à batterie est un sujet difficile à couvrir. Chaque année modèle, ils s’améliorent et chaque année, les packs sur le terrain accumulent les kilomètres et les charges. Et, à mesure que la batterie vieillit, elle se dégrade également. Il s’agit d’une chimie et d’une physique simples qui se produisent à l’intérieur de chaque batterie.
Il est difficile de dire quand une batterie devra être remplacée. Chaque batterie est soumise à des conditions uniques telles que la température ambiante et la façon dont la batterie est déchargée. Mais l’état de la batterie est toujours surveillé par plusieurs modules et capteurs.
Le système surveille l’état de charge, la résistance interne et d’autres paramètres. Il ne s’agit pas seulement de surveiller le pack dans son ensemble ; il vérifie les groupes ou modules de batterie individuels à l’intérieur du boîtier.
Certaines batteries Tesla peuvent contenir plus de 7 000 cellules individuelles. Ces cellules sont connues sous le nom de batteries 18650, fabriquées par de nombreuses entreprises. Vous en avez probablement un à l’intérieur de votre lampe de poche rechargeable ou de vos outils sans fil. Ces cellules sont configurées en packs plus petits pouvant contenir plus de 400 cellules.
Les cellules de batterie ont deux électrodes (cathode et anode) baignant dans une « soupe » chimique appelée électrolyte. Lorsque les batteries lithium-ion sont chargées, les ions lithium migrent vers l’électrode négative où ils se déposent. Lors de la décharge, les ions Lithium inversent le sens de la cathode.
Avec tous les véhicules hybrides et électriques, les cellules et les packs plus petits peuvent être soumis à des conditions différentes. C’est pourquoi certains packs au centre de la batterie peuvent avoir un état de charge ou de capacité différent de celui d’un pack qui pourrait se trouver aux extrémités du plus grand pack de batterie.
Lorsque les batteries se détériorent, ce sont les packs individuels qui nécessitent une attention particulière. Si un bloc-batterie a un état de charge ou de capacité réduit, le système de gestion de batterie réduira généralement la capacité de tous les petits blocs à l’intérieur de la batterie. Par exemple, si un pack au centre de la batterie n’a qu’un état de charge de 90 %, le reste des batteries ne sera chargé qu’à 90 % de sa capacité. Cette stratégie concerne la sécurité de l’ensemble de la batterie, de sorte qu’elle ne permette pas à la batterie détériorée d’être surchargée ou déchargée et de provoquer un événement thermique ou un incendie. Le client remarquera ces changements comme une portée réduite.
Lorsque la batterie est remplacée, il y a une charge de base importante car il peut encore y avoir de bonnes batteries. Le reconstructeur ou le remanufactureur prendra l’ancienne batterie et retirera les packs individuels. Le reconstructeur retirera alors les packs détériorés, mesurera la capacité des autres packs puis regroupera les packs ayant un état de charge similaire. C’est ce qu’on appelle l’équilibrage. La batterie sera réassemblée et vendue sous forme de batterie remanufacturée.
Exemple concret
La première batterie pratique et produite en série se trouve dans la Toyota Prius. Cet hybride existe depuis plus de 20 ans et il y a de fortes chances que ce soit le premier hybride sur lequel votre boutique travaillera. Ce qui distingue la Prius des tentatives précédentes, c’est l’architecture de la batterie et le système de gestion de la batterie.
La Prius de deuxième génération a commencé avec l’année modèle 2004 et a duré jusqu’en 2009. Ils ont parcouru de nombreux kilomètres au cours de la dernière décennie ou plus, et la batterie nickel-hydrure métallique ne fournit probablement pas la même autonomie qu’auparavant.
À l’intérieur d’une batterie Prius de deuxième génération se trouvent 168 cellules de 1,2 volt qui produisent 201,6 volts lorsqu’elles sont complètement chargées. Vingt-huit modules de batterie sont câblés en série et configurés en 14 blocs. La batterie dispose d’un système de gestion de la chaleur pour optimiser la température dans des conditions chaudes et froides.
La durée de vie de toute batterie se résume à la chimie à l’intérieur de celle-ci pour stocker et décharger l’énergie. Comme toutes les expériences de chimie, la chaleur joue un rôle dans la réaction à l’intérieur de la batterie. La chaleur peut dégrader une batterie et réduire sa capacité. Les cycles de charge et de décharge peuvent également nuire à la batterie.
L’ECU de batterie mesure l’état de charge, la résistance interne et le flux de courant pour déterminer l’état de la batterie.
La plupart des codes indiquant que la batterie doit être remplacée allument le témoin de vérification du moteur et un message apparaît dans le centre d’information.
Ce sont ces codes qui amènent le client dans votre boutique.
Code P0A7F
Le code P0A7F a la description de la détérioration de la batterie hybride. Les critères de définition du code sont basés sur des profils déterminés par les ingénieurs de Toyota. Le premier est une augmentation de la résistance interne de la batterie pour un trajet. Le second critère seuil est l’état de charge de la batterie. Si l’état de charge tombe en dehors des résultats attendus pour deux trajets, le code P07AF est activé. De plus, l’ECM utilisera le capteur de température de la batterie dans le cadre des conditions d’activation du moniteur. Avec ce code, la seule façon de le résoudre est de remplacer la batterie.
Codes P3011-3024
L’ECU de batterie peut lire la résistance interne et les tensions des blocs de batterie. Tous les blocs doivent être à moins de 0,3 volt les uns des autres. Si les valeurs se situent en dehors des paramètres, un code sera défini pour un bloc faible. Le moniteur de ces codes est continu et s’active immédiatement. En règle générale, les blocs au centre de la batterie génèrent des codes de bloc faibles.
Code P0A80
La description du DTC P0A80 est Remplacer la batterie hybride. Ce code prend deux trajets pour être réglé et indique que la différence de tension dans les blocs dépasse les normes. Le problème peut provenir des batteries ou des connexions de la barre omnibus avec les modules.