- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Oui
- Phase de développement de l'innovation
- À l'état de concept
- Date de création
- Date de mise à jour
En bref
En général, il faut distinguer deux familles de boites de vitesses en fonction du véhicule:
- Sur les véhicules électriques, il s’agira de monter un réducteur en sortie du moteur électrique pour réduire sa vitesse et assurer le rôle de différentiel.
- Sur les véhicules hybrides, il s’agira d’associer au groupe motopropulseur thermique (plus précisément à la boite de vitesses automatique) une ou plusieurs machines électriques. Certains constructeurs laissent le groupe motopropulseur thermique sur un essieu avec une machine électrique et réducteur sur l’autre essieu.
- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Oui
- Phase de développement de l'innovation
- À l'état de concept
- Date de création
- Date de mise à jour
Description détaillée
1.Présentation
Sur les véhicules 100% électriques, très généralement, il sera monté un réducteur.
© Mobipolis
Sur les véhicules hybrides, les constructeurs associeront une ou deux machines électriques aux boites de vitesses existantes.
© Mobipolis
Que ce soit sur les véhicules électriques ou sur les véhicules hydrides, les leviers de vitesses sont semblables à ceux des véhicules thermiques à boite de vitesses « automatiques » avec en plus une position « B » pour le freinage régénératif.
2.Les réducteurs sur les véhicules électriques.
Les réducteurs comportent un dispositif de « Parking » pour bloquer la transmission, une cascade de pignons pour la réduction et un différentiel.
La cascade de pignon permet de conserver le sens de rotation du moteur électrique tout en réduisant sa vitesse et en augmentant son couple.
Par exemple sur le véhicule Peugeot e208, les différents engrenages permettent d’obtenir un rapport de vitesse (Rv) d’environ 0,101 donc un rapport de couple (Rc) d’environ 9,93.
Ceci est nécessaire puisque la vitesse du moteur électrique peut atteindre 13000 tr/min.
Certains réducteurs sont composés d’un train épicycloïdal ayant un élément bloqué en rotation et permettant ainsi une réduction de la vitesse. Une deuxième réduction est présente entre la sortie du train et la couronne du différentiel.
Récapitulatif sur le train épicycloïdal utilisé en réducteur :
- Elément du train lié au moteur électrique (Entrée) = Le planétaire
- Elément du train lié au différentiel (Sortie) = Le porte-satellites
- Elément du train bloqué = La couronne
Entretien sur les réducteurs :
L’entretien des réducteurs s’approchent de l’entretien des boites de vitesses manuelles des véhicules thermiques que ce soit au niveau des méthodes comme des huiles utilisées.
| Réducteur | Type d’huile | Capacité |
| Zoé | GENUINE NFX 75 W | 0,7 litre |
3.Les boites de vitesses « automatiques » électrifiées sur les véhicules hybrides.
Certains constructeurs utilisent des boites de vitesses « automatiques », que ce soit à train épicycloïdal ou à double embrayage déjà montées dans leur gamme et leur ajoute une ou plusieurs machines électriques.
En général, une machine électrique sert à faire avancer/reculer le véhicule et une autre machine électrique sert à recharger la batterie et d’autres fonctions comme démarrer le moteur thermique.
Un panorama de ces boites de vitesses électrifiées vous est présenté.
La boite de vitesses à partage de puissance (Power Split Device) du constructeur Toyota.
La boite de vitesses est composée de deux moteurs MG1, MG2, et d’un train épicycloïdal.
MG2 aura le rôle d’entrainer les roues donc de faire avancer le véhicule tandis que MG1 aura plutôt le rôle de générateur électrique.
Le train épicycloïdal aura le rôle de partage de puissance avec les trois sources d’énergie : moteur thermique et les deux moteurs électriques
D’après la chaine cinématique de la boite de vitesses, le train épicycloïdal est utilisé comme suit :
- Le porte-satellites est lié au moteur thermique par l’intermédiaire d’un volant double amorti
- Le planétaire est lié à MG1
- La couronne est liée à MG2 et aux roues
En plus d’être générateur, MG1 servira également à démarrer le moteur thermique.
Dès que MG2 va être commandé, il fera tourner les roues dans un sens ou dans l’autre. C’est donc lui qui assurera la marche arrière « électrique ».
Trois cas de roulage sont possibles :
-
Le véhicule peut avancer uniquement en électrique avec MG2
-
Le véhicule peut avancer uniquement grâce au moteur thermique
- Le véhicule peut avancer grâce au moteur thermique et à MG2, c’est le partage de puissance.
La boite de vitesses à train épicycloïdal eAT8 du groupe Stellantis.
La boite de vitesses AT8 connue chez Stellantis a été électrifiée en rajoutant un moteur électrique comme autre source d’énergie que le moteur thermique.
Pour ce faire, ont été rajouté également un onduleur pour l’alimentation du moteur et une pompe à huile électrique HT.
Le rotor du moteur électrique est lié et solidaire à l'arbre d’entrée de la boite de vitesses.
Le moteur thermique et son volant moteur amorti sont liés à l’entrée de boite de vitesses par un embrayage de liaison.
Des roues libres permettront à la pompe à huile mécanique de tourner avec la source d’énergie la plus rapide.
Trois cas de roulage sont possibles :
-
Le véhicule peut rouler uniquement en électrique avec le moteur électrique.
-
Le véhicule peut rouler grâce au moteur thermique uniquement en pilotant l’embrayage de liaison, ce cas permettra la recharge de la batterie via le moteur électrique en mode générateur.
-
Le véhicule peut rouler grâce au moteur thermique et au moteur électrique mais en gérant parfaitement leur régime respectif pour une gestion du patinage de l’embrayage.
La boite de vitesses robotisée à crabot du constructeur Renault.
La boite de vitesses est semblable à une boite de vitesses mécanique mais composée de plusieurs arbres d’entrée chacun lié :
- Au moteur thermique
- A un moteur/générateur de propulsion (49KW et 205 Nm)
- A un alterno-demarreur (machine électrique de faible puissance 25Kw)
Elle possède un arbre intermédiaire et un arbre secondaire lié au différentiel.
Il y a 4 rapports pour le moteur thermique et 2 rapports pour le moteur électrique.
La marche arrière est assuré par le moteur/générateur électrique en tournant à l’envers.
L’alterno-démarreur assure le démarrage du moteur thermique, la synchronisation des crabots de la boite et éventuellement la recharge de la batterie.
La boite de vitesses électrifiée double embrayage du groupe VAG.
La boite de vitesses DSG7 connue chez VAG a été électrifiée en rajoutant un moteur électrique comme autre source d’énergie que le moteur thermique. Cette boite conserve ses deux embrayages pour les vitesses paires et impaires ainsi que son fonctionnement interne de passage des rapports.
Un embrayage de couplage a été rajouté ainsi qu’un circuit de refroidissement du moteur électrique.
Le rotor du moteur électrique est solidaire du carter d’entrainement du double embrayage. L’énergie du moteur électrique sera transmise à la boite soit par l’embrayage des vitesses paires soit par l’embrayage des vitesses impaires.
Le moteur thermique et son volant moteur amorti sont liés au carter d’entrainement du double embrayage par un embrayage de couplage K0.
Les différents modes de fonctionnement sont comme ceux de l’eAT8 de Stellantis :
- En électrique en commandant le moteur électrique sans commander l’embrayage de couplage K0
- En thermique grâce au moteur thermique et en commandant l’embrayage de couplage K0
- En hybride moteur électrique et moteur thermique en commandant l’embrayage de couplage K0 et en gérant son patinage
Entretien sur les boites de vitesses électrifiées :
L’entretien des boites de vitesses électrifiées s’approchent de l’entretien des boites de vitesses dans lesquelles ont été ajoutés le ou les moteurs électriques.
Il est donc nécessaire de respecter le type d’huile, la quantité d’huile, le remplacement du filtre, la méthode de vidange/remplissage et la méthode de mise à niveau préconisés par le constructeur.
Exemple d’entretien d’une boite de vitesses DSG7 d’un véhicule hybride:
|
Type d’huile |
Quantité d’huile boite sèche |
Type de filtre |
Méthode de vidange/remplissage/mise à niveau |
Conditions mise à niveau |
|
SAE G 052 182
|
8.1 litres |
Extérieur à cartouche |
Par bouchon et canule |
|
| Diffusion sur le marché | Tous les véhicules hybrides et les véhicules électriques. |
|---|---|
| Constructeurs concernés | Tous les constructeurs. |
| Innovation engendrant des entretiens | Oui |
| Innovation engendrant des réparations | Oui |
| Types de réparations | Remplacement de l’huile, contrôle du niveau de la boite de vitesses. Remplacement de composants externes aux boites de vitesses. Diagnostic de dysfonctionnements. |
| Dispositif législatif en rapport avec l'innovation | Code du travail concernant la sécurité pour travailler sur les véhicules électriques ou hybrides (formations obligatoires sur la prévention des risques électriques des VE et VH afin de pouvoir être habilité ou averti). |
| Contrôle technique | Comme pour un véhicule thermique, le contrôleur technique vérifie l’état (fuite,) les fixations de la boite de vitesses. De plus, un contrôle de la commande de la boite de vitesse est réalisé. Vérification de l’absence de jeu de la commande, de déboîtement, vérification du bon déplacement de la commande sur la grille et du bon enclenchement de l'ensemble des rapports. Des défaillances critiques peuvent être notifiées lors d’écoulement permanant d’huile ou d’impossibilité d’enclencher un rapport. |
Méthodes et pratiques
- Méthode d’entretien des boites de vitesses automatiques
- Remplacement de composants externes préconisés par le constructeur
- Diagnostic d’un dysfonctionnement en suivant une démarche de diagnostic appliquée au système
| Entreprises concernées aujourd'hui | Centres auto, Spécialistes, MRA, RA2, RA1, Equipementiers |
|---|---|
| Métiers concernés | Mécanicien-Technicien Auto |
Impact sur les compétences en atelier
Compétences génériques pour l'ensemble des intervenants.
- Connaitre les spécificités de fonctionnement des boites de vitesses des véhicules VE/VH
- Appliquer les méthodes d’intervention en respectant les procédures et méthodes des constructeurs
- Appliquer une méthode de diagnostic pour les dysfonctionnements
- Afin de respecter les règles de sécurité, les interventions sur la chaine de traction électrique des VE/VH& doivent être réalisées uniquement par un personnel habilité et toutes les autres interventions (mécanique, carrosserie et circuit 12 V) doivent être effectuées par un personnel au moins averti.
Exemple d’outillage approprié
Exemple d'outillage approprié:
- Il est nécessaire d'avoir un outil de diagnostic pour réaliser les opérations d'entretien sur les boites de vitesses des véhicules électriques et hybrides. En effet lors du remplacement de l'huile et la mise à niveau, l'outil de diagnostic indique la température de l'huile et peut aussi permettre d'effacer des compteurs d'usures d'huile.
- L'outil de diagnostic sera aussi indispensable pour réaliser des apprentissages d'actionneurs suite au remplacement d'éléments constitutifs à la boite de vitesses.
- De l'outillage spécifique aux interventions sur les boites de vitesses peut être obligatoire suite au remplacement d'éléments constitutifs à la boite de vitesses.
- Enfin des outils pour la réalisation de l'entretien de ces boites comme la vue ci-dessous:
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