Apprivoisez le système climatique des VE et VHE
La technologie haute tension est-elle devenue une affaire de spécialistes?
La climatisation automobile n’est plus depuis longtemps un simple élément de confort. Dans les véhicules électriques et hybrides en particulier, elle joue un rôle essentiel dans la gestion thermique globale. Pour les garagistes, cela implique une évolution importante des compétences en matière de diagnostic et d’entretien, car la technologie est devenue à la fois plus complexe et plus sensible. Une huile de compresseur inadaptée, par exemple, peut entraîner des conséquences importantes, voire des risques de dommages. Les systèmes de climatisation modernes des véhicules électriques exigent donc une approche technique plus large et plus approfondie. Dans cet article, nous mettons en lumière les principales différences ainsi que les points d’attention essentiels.
Du confort à une gestion thermique cruciale
Dans les véhicules électriques, la climatisation fait partie intégrante de la gestion thermique. Le système ne se contente pas de réguler la température intérieure, il prend également en charge le refroidissement et le chauffage de la batterie haute tension et de l'électronique de puissance. Le cycle de charge en est la meilleure illustration. La température de la batterie peut augmenter rapidement, en particulier lors d'une charge rapide. Dans ce cas, une pompe à chaleur aide à contenir cette hausse en refroidissant la batterie.
Il est évident qu'un système de climatisation défectueux aura un impact direct et négatif sur les performances du véhicule. Outre la réduction de l'autonomie due à une utilisation inefficace de l'énergie (qui provient directement de la batterie), il en résultera des temps de charge plus lents, voire une usure accélérée de la batterie.
En d'autres termes, le système est beaucoup plus étroitement lié à d'autres composants que ce n'était le cas auparavant. Dans le contexte de l'entretien et de la maintenance, une panne de climatisation ne peut donc plus être considérée indépendamment des autres systèmes du véhicule.
Des systèmes plus complexes et des composants plus nombreux
Un système de climatisation fonctionne sur la base d'un circuit fermé dans lequel un réfrigérant circule en permanence. En comprimant, refroidissant et évaporant le réfrigérant, il assure une régulation appropriée du climat dans la voiture. Rien ne change fondamentalement dans ce principe de fonctionnement désormais bien connu. La structure classique du compresseur, du condenseur et de l'évaporateur demeure, mais le système devient beaucoup plus complexe.
Les véhicules électriques et hybrides, par exemple, comportent souvent plusieurs circuits thermiques. Ceux-ci peuvent être séparés ou reliés et sont commandés par des vannes électroniques, des capteurs et des modules de commande. En d'autres termes, il s'agit de composants supplémentaires. De plus en plus, les VE utilisent également des pompes à chaleur pour chauffer et refroidir à la fois l'intérieur et les différents composants techniques d'une manière plus respectueuse de l'énergie. Plus économe en énergie parce que les pompes à chaleur déplacent la chaleur au lieu de la produire activement par l'intermédiaire de résistances. En résumé, même si les principes de base restent largement les mêmes, il existe des différences importantes. Nous aimerions les examiner plus en détail.
Dans les VE, la climatisation n'est plus une option de confort, mais un maillon essentiel de la gestion thermique
Compresseur à entraînement électrique
Un système de climatisation classique utilise un compresseur entraîné par le moteur à combustion via une courroie. Ce type de compresseur fonctionne généralement à la vitesse du moteur, ce qui limite fortement les possibilités de régulation. Dans les véhicules électriques (VE) et hybrides (VHE), en revanche, le compresseur est entraîné électriquement. Il fonctionne indépendamment du moteur, ce qui permet au système de climatisation de continuer à opérer normalement même lorsque le véhicule est à l’arrêt ou coupé. De plus, les compresseurs électriques sont réglables en continu grâce à l’électronique embarquée, offrant ainsi un contrôle beaucoup plus précis et efficace.
Haute tension
Dans la plupart des véhicules électriques, la tension de la batterie se situe entre 200 et 800 volts, selon le type et la conception du véhicule. Cette valeur est nettement supérieure à celle du réseau électrique embarqué traditionnel de 12 volts. Une telle tension élevée est nécessaire pour fournir une puissance importante tout en limitant l’intensité du courant. Du point de vue de la maintenance, cela soulève toutefois un enjeu majeur: la sécurité du personnel intervenant sur le véhicule. Une vigilance accrue est donc indispensable. Nous reviendrons plus en détail sur cet aspect par la suite.
Différents types d'huile
L'huile PAG ou ester est généralement utilisée dans les systèmes de climatisation conventionnels. Mais les voitures électriques et les véhicules hybrides nécessitent une huile polyolester spéciale (POE). Cela est dû à la haute tension: outre la lubrification, l'huile doit également être sûre sur le plan électrique. En d'autres termes, elle ne doit pas être conductrice de tension.
Un seul pour cent d'une huile inadaptée peut réduire considérablement la résistance d'isolation d'un compresseur
L'huile polyolester possède d'excellentes propriétés diélectriques et est donc un bon isolant. D'ailleurs, il faut l'écouter attentivement. Des recherches ont montré qu'un seul pour cent d'huile PAG dans un VE ou un système hybride peut affecter ses propriétés diélectriques, réduisant la résistance d'isolation d'un compresseur de plus de 10 mégaohms à moins d'un mégaohm. Un enroulement cassé peut endommager le compresseur et même l'arrêter complètement en raison de petites fuites de tension.
Réfrigérants alternatifs
Tous les fluides frigorigènes ne conviennent pas de la même manière aux systèmes réversibles. Avec l'essor de la voiture électrique et les exigences changeantes qui en découlent pour le système de climatisation, les gens recherchent des réfrigérants qui restent stables sur une large plage de températures et qui peuvent déplacer la chaleur efficacement dans des conditions variables. Pour remplacer le R1234yf couramment utilisé, ils se tournent donc vers le CO2 et le propane, entre autres. Leurs propriétés en font une combinaison idéale avec les pompes à chaleur. Le CO2 a l'avantage d'être incombustible et de ne pas contribuer à l'effet de serre. Cet impact minimal sur l'environnement s'inscrit naturellement dans le cadre des réglementations environnementales de plus en plus strictes. Par rapport au CO2, le propane est toutefois plus efficace à utiliser, ce qui se traduit par des quantités de remplissage plus faibles. Pour les garagistes, l'utilisation de systèmes de climatisation au CO2 s'accompagne d'un certain nombre de préoccupations supplémentaires. Par exemple, il faut savoir que les pressions de fonctionnement sont beaucoup plus élevées qu'avec les systèmes traditionnels (jusqu'à 130 bars). Cela nécessite des équipements de service adaptés. Par exemple, il existe déjà aujourd'hui des stations-service de climatisation équipées d'un capteur intégré qui surveille en permanence la concentration de CO2 dans l'environnement de l'atelier pendant l'entretien. Il s'agit d'un élément de sécurité important.
Impact sur le service
De nombreux nouveaux défis
Commençons par un conseil enveloppé d'un avertissement: en raison du travail avec des composants à haute tension, il est très important, pour des raisons de sécurité, que le travail sur la gestion thermique dans les VE et les VHE ne soit effectué que par des professionnels qualifiés et certifiés. La complexité des différents circuits requiert également un très haut niveau d'expertise. Par exemple, l'utilisation de pompes à chaleur entraîne de nouveaux défis en matière de diagnostic, tels que l'évaluation:
- les circuits de refroidissement réversibles
- les vannes électroniques
- les multiples capteurs de température et de pression
- l'interaction entre la gestion de la batterie et la climatisation.
Un compresseur de climatisation à entraînement électrique nécessite quant à lui le diagnostic de:
- circuits haute tension;
- le contrôle de l'onduleur;
- communication CAN avec les modules de climatisation et de batterie.
Des équipements de diagnostic adaptés
La combinaison de pompes à chaleur, de compresseurs électriques, de circuits de refroidissement multiples et d'une communication CAN fortement intégrée rend les méthodes de diagnostic de climatisation classiques inadaptées. Les fabricants en sont bien sûr conscients. C'est pourquoi ils introduisent de nouvelles plateformes qui intègrent une technologie de diagnostic assistée par l'IA. Cela permet notamment d'interpréter automatiquement les codes d'erreur et de fournir des conseils de réparation sur la base d'un historique particulièrement complet.
Les constructeurs répondent également à des questions très spécifiques. Prenons l'exemple du pétrole. Nous avons déjà mentionné que les compresseurs électriques réagissent violemment à un mauvais choix d'huile. D'où l'importance d'un rinçage complet au réfrigérant des tuyaux internes et du bloc de vannes de l'unité de climatisation avant de changer l'huile du compresseur.
Les nouveaux mastics de rinçage hybrides, destinés au rinçage des tuyaux de service et des circuits internes, devraient permettre d'éviter tout problème de conductivité. Ces produits sont essentiels pour travailler en toute sécurité sur les compresseurs électriques. Ce ne sont là que deux exemples de la gamme d'innovations qui inondent actuellement le marché.
Conclusion
L’évolution des systèmes de climatisation dans les véhicules électriques et hybrides peut se résumer à une transition: d’un simple système de confort, ils sont devenus un maillon essentiel de la gestion thermique globale du véhicule. Cette transformation a des conséquences importantes pour les ateliers. Les compresseurs électriques, les pompes à chaleur et les multiples circuits thermiques donnent naissance à des systèmes nettement plus complexes et sensibles aux erreurs. De faibles écarts - comme l’utilisation d’une huile inadaptée ou une contamination minime - peuvent déjà provoquer des dommages importants.
La présence de haute tension représente également un défi supplémentaire. Les méthodes de diagnostic évoluent elles aussi en profondeur. La complexité croissante des systèmes et leurs nombreuses interactions rendent indispensables les équipements de diagnostic modernes. Les outils numériques, l’analyse de données et même le soutien de l’intelligence artificielle prennent une place de plus en plus importante pour identifier rapidement et précisément les défauts. À mesure que la mobilité électrique poursuit sa progression, la demande en expertise spécialisée ne fera que croître.
En collaboration avec AVA (Nissens Group), Delphi, Denso, Hella (Forvia), Snap-on Tools et Waeco
