Comme un certain nombre d’OEM’s, la Ford Motor Company a beaucoup investi dans l’électrification de ses automobiles. Une grande partie des investissements a été motivée par la pression législative visant à réduire les émissions d’échappement. De plus, des efforts considérables ont été déployés pour accroître l’attrait des VE auprès des consommateurs.

30 ans de travail

En ce qui concerne les véhicules entièrement électriques, Ford a essentiellement joué avec le concept depuis le début des années 1990, lorsqu’il a installé un motopropulseur purement électrique dans un certain nombre de fourgons d’escorte européens dans le cadre du programme EcoStar. Cet essai a été suivi par la camionette électrique Ford Ranger de 1998 à 2002, où les Rangers conventionnels ont été retirés de la chaîne de montage et équipés d’un groupe motopropulseur entièrement électrique.

À peu près au même moment, Ford a lancé son projet pilote de voiture urbaine tout-électrique TH ! NK, en tirant parti de la technologie acquise auprès de la start-up norvégienne Think Global. Bien que nouveau et innovant, le concept était en avance sur son temps et n’a pas conduit à un développement à grande échelle.

Depuis, la technologie des véhicules électrifiés n’a cessé de progresser, non seulement en termes d’électricité pure, mais aussi d’hybrides tels que l’Escape, la Fusion et la Lincoln MKZ, ainsi que d’hybrides rechargeables comme les modèles C-Max et Fusion Energi.

Actuellement, Ford a atteint ce qu’il appelle le développement de la génération 4 pour les véhicules électriques, le plus notable étant le très prisé crossovertout électrique Mustang Mach-E, qui arrivera dans les salles d’exposition en tant que modèle 2021.

Bien que les véhicules électriques à batterie (BEV) ne constituent encore qu’un très petit segment du marché global des véhicules (moins de quatre pour cent), leur nombre augmente, les équipementiers établis et les start-ups prévoyant d’introduire 33 nouveaux modèles d’ici 2023.

Comprendre la technologie

Alors, qu’est-ce que tout cela signifie pour les techniciens de service ? À l’avenir, une compréhension fondamentale de la technologie BEV sera de plus en plus utile et même nécessaire pour les travaux de réparation. Autant les techniciens que les chefs d’atelier devraient profiter de l’occasion pour tirer profit de la formation et des instructions de réparation disponibles, que ce soit en ligne, en classe ou par interaction virtuelle.

Au cours d’un webinaire en ligne présenté par le National Institute for Automotive Service Excellence (ASE) aux États-Unis, David Fabricatore, responsable des produits hybrides pour véhicules électriques et des opérations d’ingénierie de service pour Ford Motor Company, a donné un aperçu de la technologie actuelle des batteries haute tension et des véhicules électriques chez Ford, tout en décrivant certaines des procédures et des équipements de réparation nécessaires pour travailler de manière sûre et efficace sur des véhicules tels que le Mach-E.

Bien que le développement ait été assez long, des premières batteries sodium-soufre aux unités lithium-ion actuelles, il y a eu, au fil du temps, un changement perceptible dans leur fabrication. Les batteries sont devenues plus petites et plus efficaces. Dans la Mach-E par exemple, Ford affirme que l’autonomie atteint 482 km avec des temps d’accélération de 0 à 96 km/h bien inférieurs à quatre secondes, ce qui est loin des 93 km d’autonomie offerts par le Ranger EV il y a deux décennies.

En ce qui concerne la facilité d’utilisation, l’évolution de la technologie des batteries et leur intégration croissante dans la phase de conception du véhicule signifie qu’aujourd’hui, la plupart des batteries sont montées dans le plancher du véhicule, plutôt que dans le coffre ou l’espace de chargement.

Dans le cas du Mach-E, bien qu’il y ait eu des progrès significatifs dans la gamme et les performances des batteries haute tension, la batterie à portée étendue est toujours aussi grande et lourde, mesurant 213 cm de long par 152 cm de large. Elle s’étend jusqu’à la bride de pincement sur le véhicule et d’un essieu à l’autre, pour un poids substantiel de 635 kg (1400 livres).

Procédures de service spécifiques

Comme le note Fabricatore, afin de travailler efficacement sur des véhicules tels que le Mach-E, Ford a développé des procédures de service spécifiques, des modules de formation et aussi des équipements pour aider les techniciens.

Ceux-ci comprennent non seulement l’enseignement traditionnel en ligne et en classe, mais aussi une formation virtuelle, où les techniciens mettent un casque et peuvent littéralement prendre des outils et effectuer des procédures sans avoir à entrer dans un atelier physique et à s’occuper d’un véhicule réel.

Les véhicules électriques à batterie étant encore des produits plutôt spécifiques, les techniciens de service qui n’ont pas passé beaucoup de temps autour d’eux semblent avoir plus de travail à faire pour les démystifier et les comprendre.

Fabricatore affirme que les techniciens ont beaucoup parlé de la « démystification de la boîte », c’est-à-dire de la façon de retirer ces batteries à haute tension et des procédures de maintenance qui peuvent être effectuées.

Un grand changement entre les véhicules de génération 3 (comme la Focus Electric 2012-2018) et les modèles de génération 4 comme la Mach-E, n’a pas seulement été le déplacement de la batterie haute tension de l’espace de chargement vers le plancher, mais aussi le système de refroidissement qui assure un maintien optimal de ses fonctions. Alors que les systèmes de la génération 3 reposaient sur le refroidissement par air et que la plupart des procédures pouvaient être effectuées avec la batterie toujours dans le véhicule, sur la Mach-E, le refroidissement par liquide est utilisé. Par conséquent, comme la batterie doit être retirée pour pratiquement tous les besoins d’entretien, elle doit être déconnectée du système de refroidissement avant de le faire.

De plus, selon M. Fabricatori, « comme nous sommes dans un environnement humide (refroidissement liquide) avec ces nouvelles batteries, chaque fois que nous soulevons le couvercle ou que nous remettons le couvercle sur la batterie, nous devons effectuer un test d’étanchéité ». Il ajoute que lorsque les harnais du véhicule sont retirés, le bloc de batteries n’est plus étanche. Par conséquent, il doit être soumis à un test d’étanchéité pour s’assurer qu’il se referme correctement.

Il note également que tous les articles utilisables sont situés dans une petite zone désignée sur la batterie haute tension. « Ces batteries sont conçues pour être aussi peu profondes que possible afin de maximiser la proximité au sol du véhicule », explique M. Fabricatore. « Lorsque nous ouvrons le couvercle, tout est là pour être plus facilement observé. » Du côté de la maintenance, il y a des matrices ou des modules qui sont soudés ensemble à l’intérieur d’une boîte, mais les techniciens doivent avoir une compréhension approfondie de ce qui est nécessaire ou non avant de tenter des travaux de maintenance sur la batterie.

Outils de service spéciaux

D’autre part,  Ford affirme avoir développé des outils de service spéciaux (SST) pour travailler sur des véhicules tels que le Mach-E.

En raison de la taille et du poids de la batterie haute tension, une plateforme élévatrice spéciale est nécessaire pour l’enlever, à la fois pour la sécurité du technicien et pour éviter d’endommager la batterie. Et parce que la batterie est si grande et qu’elle va jusqu’aux brides de pincement, il n’est pas possible d’utiliser n’importe quelle plateforme pour soulever le véhicule en l’air. C’est pourquoi Ford a conçu des fentes dans les bas de caisse de la Mach-E, avec des outils de service spéciaux qui se fixent dans ceux-ci, permettant ainsi de soulever le véhicule en toute sécurité à l’aide d’un palan à double traction.

Il est intéressant de noter que cette plateforme élévatrice est suffisamment résistante pour être utilisée non seulement pour soulever les batteries haute tension des VE, mais aussi pour soulever les moteurs et transmissions conventionnels. « C’est une table fantastique, non seulement pour les batteries, mais aussi pour tout autre équipement de grande taille », déclare Fabricatore.

De plus, comme la conception et la configuration des batteries peuvent varier d’un véhicule à l’autre. Par exemple si les batteries sont situées à l’arrière ou à l’avant, le centre de gravité est également différent. C’est pourquoi des barres spéciales peuvent être fixées à la barre principale, offrant une flexibilité considérable pour l’équipement de service lors de l’élévation de différents types de batteries haute tension.

Fabricatore indique également qu’avec le Mach-E et en allant de l’avant, Ford a conçu ses BEV pour permettre de retirer et de remplacer les batteries, grâce à des adaptateurs spéciaux qui se fixent à la barre d’élévation. « Ce qui est formidable avec la barre d’élévation, c’est qu’il s’agit d’une poutre en I et que ces adaptateurs peuvent accueillir un ou deux réseaux, de longueurs différentes, et que différents adaptateurs peuvent être ajoutés si nécessaire ».

Les matrices reposent sur une plaque froide qui assure le transfert de chaleur. La plaque froide doit être remplacée et un matériau d’interface doit être appliqué au moyen d’un outil pneumatique spécial chaque fois que les matrices sont changées.

De plus, Fabricatore indique que lorsque de nouvelles batteries sont expédiées, elles sont généralement à 25 % de charge et doivent donc être rechargées de 25 à 80 % pour correspondre au reste de la batterie à l’aide d’un chargeur spécifique.

Dans l’ensemble, en ce qui concerne la facilité d’entretien des véhicules électriques Gen 4 de Ford, Fabricatore indique que beaucoup de temps et d’efforts ont été consacrés à s’assurer que les techniciens sont en mesure de travailler sur ces véhicules de manière efficace et sûre. Il divise cette approche globale en quatre catégories distinctes :

– Accès limité : la première tâche d’un technicien consiste à extraire les codes de diagnostic des pannes (DTC). Dans ce cas, Ford suggère de remplacer la batterie elle-même, car ces codes peuvent signifier un court-circuit à la terre qui peut provoquer un choc électrique.

– Conception/Prévention de l’accès : le bloc-batterie a été conçu pour garantir que chaque connexion haute tension soit aussi étanche que possible aux doigts.

– Procédures : Ford a conçu le manuel d’atelier pour s’assurer que les procédures d’entretien éliminent l’exposition à la haute tension potentielle. Selon Fabricatore, tant que le technicien n’expose le poteau qu’à une seule matrice à la fois, il n’y a pas de risque de choc haute tension. En utilisant un capuchon de protection, Ford affirme qu’il a limité l’exposition à un seul réseau à la fois, éliminant ainsi le risque de chocs haute tension.

– Formation/certification des techniciens : qu’il s’agisse de formation traditionnelle en classe, en ligne ou en réalité virtuelle, en ce qui concerne l’entretien et les réparations sous garantie, Ford exige des techniciens qu’ils suivent une formation de compétence dans le cadre du processus de certification Ford. Cela signifie qu’un technicien doit assister et suivre tout le programme de formation en classe, en ligne et en réalité virtuelle, afin de travailler sur le bloc de batteries et d’être payé sous garantie.