Batterie de vélo électrique en hiver : autonomie, recharge et stockage

Pourquoi une batterie froide va moins loin

Environ 15 % d’autonomie en moins sous 0 °C : c’est ce qu’indique le manuel du Booster Easy, un vélo électrique de Yamaha [1]. Le même tableau classe la température extérieure parmi les facteurs de faible importance, derrière la vitesse et la pente. C’est le seul pourcentage trouvé dans les documents des fabricants cités ici. Bosch, Shimano et Bafang écrivent seulement que le froid coûte de la capacité ou de l’autonomie [2, 3, 4]. « Sous 0 °C », d’ailleurs, c’est large : -1 °C et -15 °C entrent tous deux dans la case.

La raison tient à la chimie. Dans une batterie lithium-ion, des ions lithium passent d’une électrode à l’autre à travers un liquide, l’électrolyte. Quand il fait froid, explique le fabricant de cellules LG Energy Solution, cet électrolyte devient plus visqueux, les ions avancent plus lentement et la résistance interneLa résistance électrique à l’intérieur de la batterie. Plus elle est élevée, moins il arrive de tension et d’énergie au moteur. augmente [5] : la batterie délivre moins de tension et d’énergie.

L’énergie n’est en général pas perdue, elle est seulement plus difficile à tirer. Quand la température remonte, l’autonomie normale revient, écrit Yamaha [6] ; l’ADFC, la fédération allemande des cyclistes, parle d’une perte de capacité passagère [7]. Shimano ajoute un second effet : une batterie chargée à 5 °C ou moins va moins loin avec un plein ; rechargée à température ambiante, elle retrouve son autonomie normale [3]. Le froid agit donc deux fois, en roulant et en chargeant.

Ce qu’une batterie de 500, 625 ou 750 Wh donne en kilomètres et en dénivelé, notre calcul sur l’autonomie des VTT électriques le détaille. En hiver, je retrancherais un peu au résultat plutôt que d’espérer les valeurs de l’été.

Rouler en hiver : garder la batterie au chaud jusqu’au départ

Par temps de gel, Bosch conseille de retirer la batterie après la sortie, de la garder à l’intérieur et de ne la remettre qu’au moment de repartir [2]. Bafang, Yamaha et l’ADFC donnent le même conseil [4, 6, 7]. Un vélo resté dehors toute la nuit, lui, embarque une batterie refroidie.

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Pour la sortie elle-même, Bosch mentionne une housse en néoprène, vendue chez les vélocistes, qui protège la batterie quand il gèle, et des housses thermiques pour les longues sorties [2] ; l’ADFC recommande lui aussi une housse en néoprène pour limiter la perte de capacité [7]. Une housse ne chauffe pas, elle ralentit seulement le refroidissement : elle sert donc surtout à une batterie installée encore tiède. Votre vélociste saura laquelle convient à votre modèle.

Jusqu’à quel froid peut-on rouler ? Là aussi, la notice de votre batterie compte, car les limites diffèrent. Dans sa notice de 2019, Shimano donne une plage d’utilisation de -10 à 50 °C pour ses batteries et prévient qu’en dehors, incendie, blessures ou dysfonctionnements peuvent survenir [3]. Bosch indique -5 à 40 °C pour la PowerTube 750 [8]. À -8 °C, l’une est donc encore dans sa plage, l’autre déjà en dehors.

Le reste du vélo a ses propres règles d’hiver, de l’éclairage à la pression des pneus, et pour vous-même, c’est la méthode des trois couches.

Recharger : seulement une fois la batterie à température ambiante

Pour la recharge, les fabricants s’accordent sur le principe, pas sur les chiffres. Bosch, Shimano et Bafang placent la limite basse à 0 °C, la limite haute à 40 °C, Bafang à 45 °C [3, 4, 8]. Yamaha conseille 15 à 25 °C [1]. Bosch et Bafang recommandent expressément la température ambiante [2, 4].

Si la batterie est trop froide, les systèmes de Bosch et de Yamaha refusent la charge. Sur la PowerTube 750 de Bosch, trois voyants clignotent : il faut débrancher la batterie et la laisser revenir à température [8]. Chez Yamaha, les quatre voyants clignotent et la charge reprend d’elle-même dès que la batterie est assez chaude [1]. Bafang demande de laisser à la batterie le temps d’atteindre cette température [4]. Aucun des quatre ne donne de durée : tout dépend du froid qu’elle a pris.

Pourquoi tant de précautions ? Charger trop vite une batterie à basse température expose, selon LG Energy Solution, au dépôt de lithiumDu lithium métallique qui se dépose sur l’anode pendant une charge par temps froid ; en anglais, lithium plating. : du lithium métallique se dépose sur l’anode, ce qui raccourcit la durée de vie et peut aussi nuire à la sécurité [5]. La batterie lithium d’un van refuse elle aussi la charge par grand froid tant qu’elle ne s’est pas réchauffée, comme l’explique notre article sur le van aménagé en hiver.

Bafang donne une autre raison de ne pas brancher une batterie glacée dès son arrivée dans un salon chauffé : une hausse brutale de température peut provoquer de la condensation dans la batterie, et le fabricant conseille donc de la charger là où elle est rangée [4]. Si vous la rangez déjà à l’intérieur, les deux problèmes sont réglés.

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Hiverner la batterie : niveau de charge, lieu et contrôles

C’est pour l’hivernage que les conseils divergent le plus. Les voici côte à côte, chacun avec sa source :

Faisons le calcul en superposant les températures : Bosch et Shimano recommandent 10 à 20 °C, Yamaha 15 à 25 °C, et Bafang admet -10 à 35 °C [3, 4, 6, 8]. La seule tranche commune aux quatre va de 15 à 20 °C : une pièce sèche et plutôt fraîche de la maison. Pour le niveau de charge, aucune valeur ne contente tout le monde : Bosch s’arrête à 60 %, Shimano vise environ 70 %, Bafang 60 à 80 % [3, 4, 8]. Ici, seule la notice de votre batterie décide, pas celle d’un autre fabricant.

Même chez un seul fabricant, une lecture attentive s’impose. Sur le papier, Bosch donne pour la PowerTube 750 une température de stockage de 10 à 40 °C, et dans le texte de la même notice 10 à 20 °C pour une durée de vie optimale [8]. Ses conseils de 2023 indiquent 0 à 20 °C [9], sa page sur l’hiver 0 à 20 °C au sec et 10 à 20 °C en milieu humide [2]. Quatre documents, quatre plages, et toutes contiennent 10 à 20 °C.

Et le garage ? Bosch le cite expressément dans ses conseils, à côté de la cave, mais entre 0 et 20 °C et dans des pièces bien aérées équipées d’un détecteur de fumée [9]. L’IFS, institut de prévention des assureurs publics allemands, et la Verbraucherzentrale, association allemande de consommateurs, déconseillent au contraire le garage non chauffé ou froid en hiver [10, 11]. Les deux se rejoignent : un garage qui reste hors gel et sec remplit la condition de Bosch, un garage où il gèle, non. Quelques nuits froides et un thermomètre vous diront lequel est le vôtre.

La batterie reste-t-elle sur le vélo ? Bosch conseille de la retirer pour le stockage [8, 9], Yamaha et Bafang aussi [1, 4]. Shimano autorise à ranger le vélo batterie en place, à l’intérieur et vers 10 à 20 °C [3]. Après la pause, Shimano et Yamaha demandent de recharger la batterie avant la première sortie [1, 3]. L’IFS juge justement critique la charge d’une batterie restée plusieurs mois sans servir [10] : restez à proximité pendant cette première charge.

Ce qu’il vaut mieux éviter en hiver

• Charger une batterie glacée. Laissez-la d’abord revenir à température ; sous 0 °C, la charge n’est de toute façon pas prévue chez Bosch, Shimano et Bafang [3, 4, 8].
• La laisser vide pendant des mois. Bosch prévient qu’elle peut alors s’abîmer et perdre beaucoup de capacité, malgré une faible autodécharge ; Shimano conseille de recharger au plus vite une batterie vide [3, 8].
• La stocker pleine ou complètement vide. Dans les deux cas, elle vieillit plus vite, selon Yamaha [6].
• La poser près d’un radiateur ou au soleil. Bosch conseille de stocker les batteries loin des sources de chaleur ; selon Bafang, on atteint facilement 45 °C environ près d’un radiateur, au soleil ou dans une voiture surchauffée, plus que les 35 °C jusqu’auxquels le fabricant admet le stockage [4, 8].
• La laisser des semaines sur le chargeur. Bosch ne le recommande pas et conseille de débrancher chargeur et batterie une fois la charge terminée [8, 9].

En voiture vers les vacances d’hiver

Si le vélo part à la montagne sur un porte-vélos, la batterie voyage dans l’habitacle. Bosch conseille de retirer la batterie et l’ordinateur de bord pour éviter de les abîmer [8], l’ADFC pour protéger la batterie de l’humidité [7]. L’IFS donne la raison hivernale : la pluie ou le sel de déneigement peuvent provoquer des courts-circuits internes, au pire un incendie [10].

Pour un long trajet, vers un lieu de vacances par exemple, Bosch recommande de décharger la batterie à environ 30 % et de ne la recharger complètement qu’à l’arrivée [9]. Sur place, même règle qu’à la maison : la nuit dans l’hébergement chauffé plutôt que dans la voiture froide, et sur le chargeur seulement une fois à température ambiante. Côté règles, le trajet est simple : selon Bosch, un particulier peut transporter par la route des batteries en bon état sans autre formalité [8].

En hiver, la batterie suit une règle simple : elle roule dehors, vit dedans, ne se recharge qu’à température ambiante, et pour chaque chiffre, c’est la notice de votre batterie qui compte, pas celle d’un autre fabricant.

Julien de Jurquet

Van, camping-car, vélo et outils de calcul

Julien de Jurquet écrit pour Outfarer sur le van, le camping-car, le vélo et les outils de calcul. Il lit les notices jusqu’au bout et ne laisse passer aucun chiffre sans son unité, pour que vos choix reposent sur des calculs plutôt que sur des promesses.

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