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Description détaillée

 

Dans un véhicule conventionnel, quand vous freinez, la force de freinage est dissipée en chaleur au niveau des plaquettes de frein. Cette énergie est alors perdue.

 

Dans les véhicules électriques ou hybrides (VE-VH) une partie du freinage est toujours dissipée au niveau des freins, mais une autre partie est récupérée au niveau du moteur électrique.

Cela permet d'augmenter l'autonomie de la batterie de traction et donc de continuer à diminuer les émissions polluantes. Ainsi, sur certains véhicules électriques, la récupération d'énergie permet d'augmenter l'autonomie de l'ordre de 30 km, et de diminuer la consommation de 7 à 12%.

 

Le freinage récupératif modifie donc considérablement le fonctionnement conventionnel d'un circuit de freinage tout en gardant opérationnels l'ABS, l'ESP et l'aide au freinage d'urgence, ce qui rend le fonctionnement d'autant plus complexe.

 

Le système de freinage d'un véhicule hybride et électrique se compose donc de deux forces :

·         la force de freinage hydraulique,

·         la force de freinage de régénération.

 

Comme nous pouvons le constater sur le graphique ci-dessus, la proportion de freinage récupératif évolue en fonction:

·         de la vitesse du véhicule,

mais aussi :

·         du régime du moteur,

·         de l'état de charge de la batterie,

·         des seuils de sécurité...

Force de freinage de régénération

Dans les phases de décélération ou de freinage, le moteur électrique est entraîné par le véhicule et son énergie cinétique. Le moteur électrique devient donc un générateur et produit du courant. Ce courant permet de recharger la batterie de traction.

 

Cela provoque également une décélération, ralentissement provoqué par le moteur électrique puisqu'il devient générateur et absorbe de l'énergie pour produire du courant. Cette énergie peut être modulée en fonction de la demande de ralentissement/freinage.

Répartition de freinage

Sur les VE et VH il y a une répartition de freinage entre la force hydraulique et la force de freinage régénératif. Pour que cette répartition soit optimum et efficace, il est nécessaire d'assurer un découplage entre la pédale de frein et la commande des étriers.

  

Par conséquent le conducteur ne freine pas directement. La sensation de freinage qu'il ressent à la pédale n'est qu'un retour de force simulé.

Le système est tout de même doté de sécurités pour les cas d'urgence ou d'avarie du système, auxquels cas le conducteur « reprend la main » et freine comme sur un véhicule conventionnel.

 

Exemple de calcul de répartition des forces :

 

 

Prenons la représentation ci-dessus pour illustrer notre exemple. 

1.   Le conducteur freine, son appui sur la pédale est transcrit par des capteurs afin de déterminer la puissance de freinage que souhaite le conducteur (Ec).

2.   Le calculateur freinage reçoit cette information et analyse ce que la batterie peut récupérer en énergie électrique, que l'on appelle l'énergie absorbable par la batterie (Er).

3.   En fonction de ces deux paramètres, le calculateur freinage détermine la proportion de freinage hydraulique (Ef) qu'il lui reste à appliquer.

 

Freinage hydraulique (Ef)

=

Volonté du conducteur (Ec)

–

Énergie absorbée par la batterie (Er)

 

C'est donc une pression hydraulique "fabriquée" qui agit sur les plaquettes de frein.

Modification du système de freinage conventionnel

Afin que ce mode de freinage soit possible, il a fallu modifier le système de freinage conventionnel.

Modification sur un freinage à assistance pneumatique.

 

   Le master vac se voit doté de nouveaux capteurs.

 

 

 La traditionnelle pédale de frein voit son support évoluer pour être équipée :

o   de nouveaux capteurs,

o   d'un simulateur d'effort.

 

La liaison entre le master vac et la pédale de frein se voit équipée d'un dispositif de désaccouplement.

 

Modification sur un freinage à assistance hydraulique

 

Un simulateur de course fait son apparition dans le circuit de freinage.

Le boîtier hydraulique est équipé d'un accumulateur supplémentaire.

Le maître-cylindre est doté de capteurs supplémentaires.

 

Fonctionnement du freinage avec assistance pneumatique

 

MODE DE FREINAGE RÉCUPÉRATIF

En cas de réception d'un couple de freinage récupératif, le calculateur système de freinage récupératif actionne la vanne simulateur d'effort à la pédale (y113). La force de freinage est simulée par le simulateur de pression de freinage. L'électrovanne RBS n'est pas actionnée et la course à vide 3 n'est pas fermée. Le couple de freinage sollicité est généré par l'alterno-démarreur intégré. Le frein hydraulique n'intervient pas.

 

MODE DE FREINAGE RÉCUPÉRATIF ET HYDRAULIQUE

Le calculateur système de freinage récupératif actionne la vanne simulateur d'effort à la pédale (Y113). La force de freinage est simulée par le simulateur de pression de freinage. L'électrovanne RBS (a7/7y1) est actionnée par le calculateur système de freinage récupératif et augmente ainsi, indépendamment de la position de la pédale, la pression de freinage des freins hydrauliques. La course à vide 3 n'est pas fermée. La part récupérative du couple de freinage est générée par l'alterno-démarreur intégré.

 

MODE DE FREINAGE HYDRAULIQUE

Si la réception d'un couple de freinage en mode récupératif est impossible, le calculateur système de freinage récupératif actionne la vanne simulateur d'effort à la pédale (y113). La force de freinage est simulée par le simulateur d'effort à la pédale. L'électrovanne RBS (a7/7y1) est commandée par le calculateur système de freinage récupératif. Pour cela, une fonction augmentant la force de freinage du frein hydraulique indépendamment de la position de la pédale est activée dans la vanne simulation d'effort à la pédale. La course à vide 3 n'est pas fermée.

 

BACK-UP HYDRAULIQUE

En cas de freinage d'urgence ou de message de défaut, le calculateur système de freinage récupératif n'actionne pas la vanne simulateur d'effort à la pédale (y113). Le servofrein (a7/7) est directement commandé par la pédale de frein. La course à vide 3 est fermée. La pression de freinage est générée et amplifiée avec le servofrein et l'unité hydraulique système de traction (a7/3).

 Fonctionnement du freinage avec assistance hydraulique

(animation freinage Prius)

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Méthodes et pratiques

Ce type de système peut amener les techniciens à réaliser:

 

Remplacement :

·         du simulateur de freinage

·         de sphère hydraulique

·         de la pompe à vide électrique

·         du bloc ABS/ESP/Freinage régénératif

·         ...

 

Contrôle électriques :

·         Électrovannes

·         Boîtier de gestion

 

Contrôle pneumatique :

·         Pompe à vide

·         Master vac

 

Recherche de panne:

·         Lecture code défaut

·         Lecture paramètre

·         Test actionneur

 

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Impact sur les compétences en atelier

·         Connaître le fonctionnement d'un freinage régénératif.

·         Savoir appliquer une méthode de diag.

·         Savoir utiliser un outil de diag.

·         Connaître les procédures de sécurité liées à l'intervention sur un VE ou un VH.

·         Savoir réaliser un contrôle pneumatique.

·         Savoir réaliser un contrôle électrique.

·         Savoir lire un schéma électrique.

·         Savoir lire un schéma hydraulique.

·         Savoir utiliser une gamme de dépose/repose de pièces.

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Exemple d’outillage approprié

Pas de matériel en plus de celui déjà destiné au VE-VH, sauf spécificités Constructeurs.