Comment fonctionne une batterie NiMH ?

Bien que les batteries au lithium soient sous les projecteurs, la batterie NiMH (Nickel-Métal Hydrure) reste une solution incontournable. Réputée pour sa robustesse et sa sécurité, elle équipe aussi bien nos objets du quotidien que les voitures hybrides les plus célèbres.

Qu’est-ce qu’une batterie NiMH ?

Une batterie NiMH est un accumulateur rechargeable qui stocke l’énergie grâce à une réaction chimique entre le nickel et l’hydrogène. Contrairement aux anciennes batteries au Cadmium (NiCd), elle est plus écologique car elle ne contient pas de métaux lourds hautement toxiques.

Applications stratégiques dans la mobilité hybride

Dans le secteur automobile, et plus particulièrement pour les véhicules hybrides non rechargeables (HEV), la technologie NiMH est privilégiée pour sa fonction de “tampon énergétique” (ou buffer).

• Gestion du freinage régénératif : Lors des phases de décélération, l’énergie cinétique est convertie en électricité. La chimie NiMH est particulièrement efficace pour absorber ces courants de charge élevés et intermittents sans risque de surcharge thermique.

• Optimisation du couple moteur : Lors des sollicitations à l’accélération, la batterie restitue instantanément l’énergie stockée pour assister le moteur thermique, réduisant ainsi la consommation de carburant et les émissions de CO2.

Exemple industriel : Sur un modèle de référence tel que la Toyota Prius, la batterie NiMH n’a pas pour vocation d’offrir une autonomie électrique étendue. Son rôle est de maximiser le rendement énergétique global en récupérant systématiquement l’énergie qui serait autrement dissipée sous forme de chaleur lors du freinage.

Formats et architecture : Cylindrique vs Prismatique

L’architecture physique des cellules NiMH est adaptée selon les contraintes d’intégration et de puissance :

• Format cylindrique : robustesse et performance

Le format cylindrique des cellules de batteries, largement issu des piles rechargeables standards, se caractérise par une excellente résistance mécanique et une très bonne dissipation thermique. Sa géométrie lui permet de supporter efficacement les vibrations, les chocs et les contraintes liées aux cycles de charge et de décharge fréquents, ce qui en fait une solution particulièrement adaptée aux usages de micro-mobilité électrique tels que les vélos électriques, scooters et trottinettes électriques.

Dans le secteur automobile, ce format reste également utilisé pour les applications nécessitant des charges rapides et répétées, car sa gestion thermique homogène contribue à limiter l’échauffement des cellules et à réduire l’usure prématurée lors d’un usage urbain intensif.

• Format prismatique : densité énergétique et optimisation de l’espace

Le format prismatique privilégie l’optimisation du volume et la densité énergétique grâce à sa forme rectangulaire, qui permet de réduire les espaces perdus lors de l’assemblage des packs batteries. Ce format est devenu un standard dans l’industrie automobile pour les véhicules hybrides et électriques, car il facilite la conception de batteries compactes, de haute capacité et de haute tension, parfaitement intégrées aux châssis modernes. Au-delà de la mobilité, les cellules prismatiques sont également largement utilisées dans les applications urbaines stationnaires, telles que le stockage d’énergie pour les bâtiments intelligents ou les stations de recharge, où leur compacité et leur modularité contribuent à la stabilisation du réseau électrique et à une meilleure intégration des énergies renouvelables.

Toyota (Yaris, Prius, Auris, Rav4, Corolla) – Lexus

Batterie à modules prismatiques

Résilience en milieu urbain et conditions extrêmes

La technologie NiMH présente des avantages décisifs pour les équipements publics autonomes (abribus solaires, signalisation) et la mobilité.

Stabilité thermique élevée et sécurité maximale en environnement public

La technologie NiMH (Nickel-Métal Hydrure) s’impose comme une solution de référence pour les équipements publics autonomes, tels que les abribus solaires ou la signalisation urbaine, grâce à sa stabilité thermique exceptionnelle. Contrairement au Lithium, son électrolyte aqueux est ininflammable, rendant le risque d’emballement thermique quasi nul. Cette caractéristique garantit une sécurité maximale dans les espaces à forte affluence, où l’installation de systèmes de stockage d’énergie doit répondre à des normes de protection civile extrêmement rigoureuses sans nécessiter de dispositifs de refroidissement complexes.

Résistance au froid et continuité de service à basse température

Par ailleurs, le NiMH assure une continuité de service infaillible face aux aléas climatiques grâce à sa remarquable résistance au froid. Alors que les batteries au Lithium voient leur conductivité chuter et leur capacité de recharge se bloquer sous le seuil de $0$°C, la chimie NiMH conserve une excellente mobilité ionique à basse température. Cette résilience thermique permet aux infrastructures urbaines de rester opérationnelles tout au long de l’hiver, garantissant le bon fonctionnement de l’éclairage de sécurité et des services connectés, même en cas de conditions météorologiques extrêmes.