Fiabilité et maintenance des VE

Entretien des véhicules électriques avec Mark Quarto de Quarto Technical Services

Les groupes motopropulseurs des véhicules électriques (VE) sont beaucoup plus simples que les moteurs à combustion traditionnels. Ces moteurs ne nécessitent pas l’entretien normal tel que les vidanges d’huile, l’entretien des bougies, du carburant et des filtres à huile. Les moteurs électriques sont généralement fiables, durables et faciles à entretenir. Même si les moteurs électriques nécessitent moins d’entretien, ils doivent tout de même être entretenus conformément au calendrier suggéré par le fabricant. Les problèmes normaux sur lesquels tout le monde se concentre sont les batteries, mais lorsqu’il s’agit des moteurs, il y a une grande lacune dans l’évaluation et le niveau de compétence requis pour diagnostiquer les moteurs électriques. “Lorsque j’ai discuté avec de nombreux techniciens automobiles et instructeurs au fil des ans, la plupart d’entre eux ont rapidement admis qu’ils n’avaient qu’une expérience minimale de la manière de tester, d’analyser et de diagnostiquer les systèmes de transmission électromagnétique. Bien que les techniciens connaissent bien les méthodes de diagnostic pour les groupes motopropulseurs automobiles traditionnels, leur expérience est un chemin moins fréquenté dans le domaine des groupes motopropulseurs électriques.

Test du moteur du VE

Le marché des véhicules électriques d’occasion et de seconde main continue de susciter des inquiétudes quant à la manière dont les techniciens analyseront et diagnostiqueront en toute confiance les systèmes de transmission électrique. Le diagnostic des moteurs et des générateurs (machines électriques – EM) et l’analyse de l’état de santé (SOH) ont pris une place prépondérante dans le diagnostic et l’analyse des véhicules automobiles. Les techniciens de l’automobile ont manifesté un grand intérêt pour l’apprentissage des processus d’analyse et de diagnostic de pointe afin d’aider à déterminer le SOH d’un EM.

Alors que les véhicules électrifiés continuent de vieillir sur le marché, les premiers propriétaires de véhicules âgés, les propriétaires secondaires et les flottes se posent désormais la question suivante : “Quel est l’état du moteur d’entraînement et du générateur (stator et rotor) lors de la détermination du SOH d’un véhicule ?” Les techniciens de terrain souhaitent disposer d’une méthode de diagnostic lorsqu’ils ciblent une condition de défaillance du groupe motopropulseur électrique. Plus précisément, les diagnostics embarqués des véhicules des équipementiers peuvent ne pas fournir l’analyse complète nécessaire pour déterminer l’état de santé d’un EM âgé, ni clarifier les problèmes au sein de l’EM ou de son système de module d’onduleur de puissance (PIM). Comme le coût d’un système EM ou PIM peut se chiffrer en milliers de dollars de réparation, il est essentiel d’identifier et de déterminer la cause profonde du problème. Le temps de travail nécessaire pour identifier la cause première d’un problème peut être excessivement long et augmenter le coût de la réparation. Si les systèmes sont mal diagnostiqués, les coûts des pièces et de la main-d’œuvre augmentent considérablement. Ni le marché de l’après-vente ni les équipementiers n’ont intégré l’EM SOH dans le cadre d’un processus formel d’essai de service, par rapport au moteur à gaz traditionnel (ICE ou moteur à combustion interne).

Si un technicien automobile était interrogé sur les causes d’un défaut d’allumage classique du moteur à combustion interne, de variations de régime, d’un état d’équilibre ou d’enrichissement, etc. Parmi ces essais, citons l’équilibrage des cylindres, la compression, l’étanchéité des cylindres, les formes d’ondes de vide, les essais du système d’allumage, etc. Ces tests sont endémiques et inscrits dans l’ADN de la manière dont les techniciens automobiles testent, analysent et diagnostiquent les systèmes de transmission automobile. Par rapport aux moteurs des VE, ces mêmes techniciens automobiles peuvent être en mesure de citer un ou deux types de tests, mais ne connaissent pas du tout les éléments de test supplémentaires utilisés dans l’analyse EM et les modes de défaillance associés. C’est là que se situe l’écart fondamental entre le niveau actuel d’analyse et de diagnostic EM dans le domaine de l’entretien automobile.

État actuel de la maintenance et du dépannage des moteurs de VE

Les techniciens automobiles sont déjà débordés par le nombre considérable de cours qu’ils suivent chaque année, simplement pour rester au fait des technologies traditionnelles des moteurs à combustion interne (ICE). Et comme la technologie ICE représente la majeure partie de l’interaction quotidienne d’un technicien, il est difficile pour lui (et pour le propriétaire de l’entreprise) de justifier l’allocation d’un nombre important d’heures de formation à l’apprentissage des systèmes de propulsion électrique. Cependant, le marché de l’automobile a atteint son apogée. Le volume de produits de véhicules électrifiés sur le marché dont la période de garantie est proche ou terminée commence à atteindre des chiffres significatifs. Les ventes mondiales de VE s’élevaient à environ 7,2 millions pour l’année 2019, soit une augmentation de 57 % par rapport au nombre total de VE vendus pour l’année 2017. Ces volumes ne peuvent plus être ignorés, en particulier par le marché de l’après-vente automobile.

Les techniciens automobiles sont déjà débordés par le nombre considérable de cours qu’ils suivent chaque année, simplement pour rester au fait des technologies traditionnelles des moteurs à combustion interne (ICE). Et comme la technologie ICE représente la majeure partie de l’interaction quotidienne d’un technicien, il est difficile pour lui (et pour le propriétaire de l’entreprise) de justifier l’allocation d’un nombre important d’heures de formation à l’apprentissage des systèmes de propulsion électrique. Cependant, le marché de l’automobile a atteint son apogée. Le volume de produits de véhicules électrifiés sur le marché dont la période de garantie est proche ou terminée commence à atteindre des chiffres significatifs. Les ventes mondiales de VE s’élevaient à environ 7,2 millions pour l’année 2019, soit une augmentation de 57 % par rapport au nombre total de VE vendus pour l’année 2017. Ces volumes ne peuvent plus être ignorés, en particulier par le marché de l’après-vente automobile.

À l’heure actuelle, les techniciens s’appuient largement sur les modèles (reconnaissance) de défaillance des systèmes pour identifier la cause première des défaillances des systèmes traditionnels (ICE). “Malheureusement, les technologies mécaniques, électriques et magnétiques des groupes motopropulseurs évoluent si rapidement que les défaillances typiques seraient reléguées à une approche diagnostique moins efficace. Sans une base technique solide dans le domaine de la technologie EM, l’analyse et le diagnostic seront un véritable parcours du combattant pour un technicien. L’apprentissage des techniques d’analyse et de diagnostic EM nécessite une formation et une expérience considérables, qui constituent un défi même pour les diagnosticiens chevronnés, à moins que l’équipement d’analyse et de test ne puisse traiter les données électriques et magnétiques pour faciliter le travail d’analyse et de diagnostic”.

Maintenance et dépannage des moteurs de VE

L’instrument ALL-TEST PRO 33 EV™ est le seul outil conçu pour tester les moteurs à aimants permanents spéciaux et les moteurs/générateurs utilisés dans les véhicules électriques et hybrides. Grâce à ce testeur hybride innovant, vous pouvez tester les moteurs à aimants des véhicules à partir d’un seul appareil qui fournit des résultats de diagnostic rapides et précis.

Raison pour laquelle Mark a choisi l’AT33EV : “L’AT33EV a obtenu la meilleure note parmi cinq (5) méthodologies de test MGU dans une étude interne de General Motors (GM) que mon équipe a réalisée en 2011 pour déterminer la perspective des capacités de pronostic et de test de l’instrument de test MGU. Il a également obtenu la meilleure note dans une étude réalisée par un fournisseur externe de tests de moteurs électriques pour GM lorsque l’étude a été reproduite pour garantir la répétabilité des résultats des tests et des performances de l’instrument. Par conséquent, l’AT33EV est un instrument de test supérieur pour réaliser des tests EM triphasés et des analyses SOH. L’un des principaux avantages de l’outil AT33EV est sa capacité à tester un rotor EM sans qu’il soit nécessaire de le faire tourner. En résumé, l’EM peut être entièrement testé de manière statique. Pour le technicien, cela signifie que les essais peuvent être réalisés avec le système haute tension désactivé et qu’aucun essai sur route n’est nécessaire – tous les essais peuvent être réalisés dans l’atelier d’entretien”.

Les paramètres de test du MGU SOH comprennent le courant continu (DC), la résistance (Milliohms), l’inductance, l’impédance, la capacité, l’angle de phase, la réponse en fréquence du courant, le facteur de dissipation (contamination) et la résistance d’isolation. L’AT33EV permet de dépanner ou de valider rapidement la connexion et l’état du moteur d’un système.

Mark Quarto travaille depuis plus de 32 ans dans le domaine de la technologie des véhicules électrifiés. Son expérience couvre la plupart des domaines du développement et de l’ingénierie automobile. Ses travaux sur les systèmes électriques, l’électrification des véhicules, la propulsion et la gestion de l’énergie l’ont amené à créer sa propre entreprise, où il enseigne, conseille et encadre plusieurs équipementiers, fabricants et sociétés de pièces détachées sur le marché des véhicules électriques. Parmi les travaux de Mark, on peut citer EV1 de GM, Chevrolet Tahoe/Yukon 2 Mode Hybrid, Chevrolet Spark, Volt et Equinox, flotte de démonstration de piles à combustible et autres véhicules conceptuels avancés. Quarto Technical Services est le distributeur de ALL-TEST Pro pour l’instrumentation de test EV et la consultation.

ALL-TEST Pro (ATP) fournit depuis plus de 30 ans des réponses sûres, rapides et fiables sur les moteurs grâce à une technologie et un équipement brevetés et éprouvés. La gamme de produits ATP est utilisée dans de nombreuses industries telles que l’industrie manufacturière, l’industrie alimentaire, l’eau et les déchets, l’acier, les services publics, l’aérospatiale, les transports et bien d’autres encore. Tous les instruments sont portatifs, rapides, sûrs et fournissent des informations sur l’état et la santé du moteur et des composants, contrairement aux équipements d’essai traditionnels qui génèrent des mesures qui doivent être interprétées.