LE PACK BATTERIE EST LA PARTIE LA PLUS COMPLEXE DES VEHICULES HYBRIDES

RISQUES ELECTRIQUES, CHIMIQUES ET D’INCENDIE

Naturellement, le travail est soumis à une ‘forte tension’ quand un véhicule hybride entre dans l’atelier; les voltages élevés associés à un pack de batteries comportent de nouveaux risques. Nous identifions ces dangers et donnons une meilleure compréhension des types d’hybrides, des types de batteries et de la technicité qui se cache sous la carrosserie d’un hybride.

VEHICULES HYBRIDES

Situation actuelle

Avant de nous plonger davantage dans les pièces et la technicité des véhicules hybrides, nous prenons connaissance de la situation sur le marché automobile. Au 1er août 2019, le parc de véhicules belge comptait 5.889.210 véhicules particuliers. Les voitures hybrides représentaient 1,9% et dépassent donc avec 110.984 unités le cap des 100.000 unités. 92% de ces voitures particulières hybrides sont une combinaison d’un moteur électrique et d’un moteur à essence. Les chances de voir arriver tôt ou tard une voiture hybride dans votre atelier sont donc certainement envisageables – quoique pas particulièrement grandes pour l’instant.

Sortes

La propulsion d’un véhicule hybride est en soi la combinaison d‘un moteur à combustion (très souvent essence) et d’un moteur électrique. La batterie HV (batterie haut voltage), qui assure le stockage de l’énergie électrique, varie de 8 kWh à 20 kWh sur les modèles hybrides et de 20 kWh à même 150 kWh sur les véhicules entièrement électriques. On distingue divers types sur la base du type de batterie et de la possibilité de chargement ou pas via une prise. Outre la batterie HV, un véhicule à propulsion électrique (hybride et électrique) comporte encore toujours une batterie standard de 12 V.

• • Full hybrid: les full hybrides embarquent une batterie HV (voir plus loin) qui peut être chargée en option sur le réseau; dans ce cas, nous parlons d’un ‘hybride plug-in’. Sur les full hybrids, on peut rouler quelques kilomètres purement de façon électrique sans faire tourner le moteur à combustion.

  • Mild hybrid: les mild hybrids sont des véhicules qui embarquent une batterie HV grâce à laquelle le moteur électrique soutient le moteur à combustion; cette propulsion est dénommée ‘mild hybrid’. Sur ce type d’hybride, on ne peut pas rouler purement de façon électrique.

  • Micro hybrid: ce sont des véhicules avec un pack batterie supplémentaire sous une basse tension. Le moteur à combustion est soutenu par un système électrique plus petit que 60 V DC. Le fait est que de plus en plus de voi­tures ‘conventionnelles’ sont équipées de cette technologie, aussi connue comme système 48 V.

  • Systèmes start-stop: les véhicules équipés d’un système start-stop ne sont pas qualifiés d’hybrides. Ces systèmes diminuent l’émission, mais ne propulsent pas un véhicule.

Eléments

Même si les véhicules hybrides sont souvent peu uniformes en fonction du constructeur, mais aussi du modèle et de l’exécution, les composants de la propulsion électrique comportent en grande partie trois éléments: pack batterie, convertisseur et moteur électrique.

QUID DES ANCIENNES BATTERIES?

Une question fréquente des garagistes est: ‘Que devons-nous faire des batteries re­tirées des véhicules hybrides?’. Au bout de la chaîne, il n’est effectivement pas évident de savoir où acheminer les anciennes batteries.

Febelauto offre toutefois la réponse. Avant tout, on doit respecter une procédure stricte lors du démontage, et celui-ci doit être exécuté par un personnel spécifiquement certifié, avec les équipements de protection et outils spéciaux exigés. Ensuite, on peut apporter les batteries démontées chez un point de collecte agréé. Vous trouvez une liste complète de ces points de collecte sur febelauto.be. Dans ce point de collecte, on va dénuder les pièces plastiques et métalliques. Si la batterie peut encore être réutilisée, elle est remise en service; autrement, celle-ci est traitée plus avant.

Dangers

Le pack batterie est l’élément le plus complexe, parce qu’il comporte des risques électriques, chimiques et d’incendie. Le danger électrique est évident: certains éléments sont sous tension jusqu’à 800 V. Les composants d’une batterie constituent le risque chimique: ils peuvent causer des brûlures et les vapeurs peuvent être toxiques et nocives. En raison de la présence de puissants aimants dans de nombreux moteurs électriques, il se crée aussi un champ magnétique qui menace la sécurité des pacemakers. Enfin, le système haute tension comporte un risque accru d’incendie en cas d’accident grave.

Certification

Comme le travail sur des véhicules hybrides n’est pas sans danger, Educam a élaboré une structure de certification de sécurité à la demande des partenaires sociaux. On peut obtenir une certification sur trois niveaux pour travailler en sécurité sur les ‘HEV’.

BATTERIES POUR HYBRIDES

Fonctionnement

Le fonctionnement de base d’une batterie est un processus électrochimique par lequel la batterie stocke l’énergie chimique qui peut être restituée à la demande comme énergie électrique. Une batterie comprend toute une série de cellules reliées. Une cellule est constituée d’un compartiment plastique comportant deux sortes plaques, entourées par un électrolyte: une plaque négative et une plaque positive (pôle). La différence (de tension) entre les deux plaques crée tou­jours une réaction chimique dans laquelle se produit une migration d’électrons: un ‘courant’.

BATTERIES START-STOP

La batterie start-stop n’est pas une batterie hybride. Ces batteries ont une tension de 12 V, mais peuvent perdre plus d’énergie que les batteries plomb-acide et se décharger plus en profondeur. Il s’agit de batteries qui n’exigent pas de certification pour y travailler. Un conseil important lors du remplacement de ces batteries est de remplacer avec le type de batterie prescrit par le constructeur, pas avec le type de batterie qui est peut-être déjà monté dans le véhicule. En effet, il arrive fréquemment que le mauvais type soit monté, ce qui peut parfois entraîner des problèmes. N’oubliez pas de procéder à une réinitialisation avec l’appareil de diagnostic après le remplacement.

SORTES DE BATTERIES

Il existe douze sortes de batteries utilisées dans les véhicules hybrides:

Batteries lithium-ion

Dans les batteries lithium-ion, les ions de lithium se déplacent dans l’électrolyte, de l’électrode négative vers la positive, et inversement lors du chargement. Ces batteries ont une grande densité d’énergie et une faible autodécharge. L’inconvénient est que l’électrolyte est inflammable. C’est pourquoi les fabricants de batterie mènent des recherches sur une batterie ‘solid state’: des matières solides dans la batterie qui la rendent meilleure, plus rapide et plus efficace. Un autre inconvénient est que ces batteries ne peuvent jamais trop se décharger. Aussi ces batteries sont dotées d’un système de gestion de batterie (BMS). Ce type de batterie s‘utilise dans les véhicules hybrides et électriques.

Batterie hybride nickel-métal

La batterie NiMH utilise un alliage qui absorbe l’hydrogène pour l’électrode négative et un oxyhydroxyde de nickel pour l’électrode positive. Elle a une densité d’énergie un peu plus faible et une plus grande autodécharge par rapport aux batteries lithium-ion et n’est donc utilisée que dans les véhicules hybrides.

Remplacement ou réparation?

En principe, les batteries lithium des mild et full hybrids durent aussi longtemps que la voiture. En cas de défectuosité sporadique de la batterie, c’est le constructeur qui détermine si elle sera remplacée ou réparée. Lors du remplacement, il peut s’agir d’un module ou du pack complet. La tendance veut que les importateurs autorisent de plus en plus les réparations dans le pack batterie. Certaines marques prescrivent aussi de remplacer en tout cas le pack batterie après que l’airbag est entré en action.

En collaboration avec Educam, le centre de connaissances et de formation du secteur automobile et secteurs apparentés (www.educam.be)