Service TrainingProgramme autodidactique 450Le Touareg Hybride Conception et fonctionnementAvec le Touareg 2011, Volkswagen dispose pour la première fois d'un système de propulsion hybride électrique, c'est-à-dire d'une combinaison de moteur à combustion et de machine électrique, pour la production en série. Le Touareg Hybride est un concept de véhicule conventionnel qui a été « hybridifié ». La conception du système hybride s'intègre dans la technologie existante et éprouvée. Lors de la phase de conception du véhicule, l'accent a été mis sur la sécurité des collaborateurs amenés à manipuler la technologie haute tension. Le système hybride comporte de nombreuses fonctions de coupure et dispositifs de protection qui excluent les risques non délibérés pour les collaborateurs de l'atelier. Le mélange des nouveaux composants haute tension et de la technologie éprouvée de Volkswagen fait du Touareg Hybride le pionnier d'un futur où l'électrique prendra une part toujours plus importante.s450_148Mise en garde importante Veuillez noter que seuls les Techniciens haute tension Volkswagen dûment formés et agréés sont habilités à réaliser des travaux sur ou à proximité des composants haute tension du véhicule hybride. Une manipulation non conforme de la technologie haute tension peut conduire à des situations de danger mortel par électrocution.Le programme autodidactique présente la conception et le fonctionnement de développements récents ! Les contenus ne sont pas mis à jour.Veuillez vous reporter à la documentation SAV pour tout ce qui a trait aux instructions de contrôle, de réglage et de réparation.Attention Indication2En un coup d'œilIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4Notions fondamentales de la technologie hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Qu'entend-on par « technologie hybride » ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Les arguments en faveur de la technologie hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Le concept hybride de Volkswagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Conception mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Aperçu de la chaîne cinématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Composants électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 La machine électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Électronique de puissance et de commande pour propulsion électrique . . 24 La batterie haute tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Les câbles haute tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Le concept de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Les capteurs de la machine électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Les composants électriques de la technologie hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Gestion du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La communication par bus de données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Le schéma du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Le système de gestion thermique innovant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Les éléments d'affichage et de commande pour la conduite en mode hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Le schéma fonctionnel haute tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 51 52 54 57 68Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Indications spéciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Outils spéciaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Contrôlez vos connaissances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773IntroductionDans un contexte de débat sur les émissions de CO2 et de raréfaction des énergies fossiles, la propulsion hybride revêt une importance capitale pour l'acceptation des véhicules tout terrain. Le présent document est consacré à l'hybridation de la chaîne cinématique du Touareg. Il offre une description du système de propulsion hybride parallèle, de la définition des exigences à la représentation des composants hybrides en passant par l'élaboration du concept. Un critère important pour le choix du concept hybride parallèle était la conservation des performances de la chaîne cinématique conventionnelle en combinaison avec les composants technologiques largement disponibles issus de la production en série. Les caractéristiques qui ont fait leurs preuves sur le Touareg de série sont conservées. Il s'agit notamment - de la tenue en côte, - de l'aptitude au tout terrain, - du poids tracté, - de la transmission puissante, - du confort des passagers.s450_2114Le système hybride parallèle est la combinaison d'un moteur à combustion interne et d'une machine électrique. Dans le langage technique, cette combinaison est appelée « propulsion hybride électrique ». Volkswagen définit les objectifs suivants pour le système hybride du Touareg.Les valeurs du Touareg Hybride●● ●●●●●●●● ●●●●●● ●Intégration des composants hybrides sans modification de la caisse nue Large utilisation de composants de série Possibilité de réutiliser les nouveaux composants à l'intérieur de la plate-forme du Touareg Minimisation du coût représenté par les composants spécifiquement hybrides Absence de maintenance sur les composants hybrides Fonctionnalité hybride intégrale, c'est-à-dire mise en œuvre d'une propulsion en mode « tout électrique » Réduction de la consommation conforme aux normes du marché Même niveau de confort que les systèmes hybrides comparables de la concurrence Dans le même temps, conservation du confort habituel du Touareg Robustesse du système de propulsion hybride Pas de répercussion négative sur les performances sur route ou en tout terrain Fonction start-stop intégrée, inhérente au système hybride Propulsion électrique prioritaire si l'état de fonctionnement le permet Récupération de l'énergie de freinage pour le chargement de la batterie haute tension Poids tracté identique à celui du Touareg à propulsion conventionnelle Pas de diminution de la tenue en côte continue En phase de démarrage, meilleure puissance motrice qu'avec une propulsion conventionnelleGrâce à ces critères, le surcoût entraîné par la technologie haute tension innovante est modéré.Le moteur à combustion n'est démarré qu'en cas de besoin.5Notions fondamentales de la technologie hybrideQu'entend-on par « technologie hybride » ?Le terme « hybride » provient du mot latin « hybrida » et désigne le fruit d'un croisement ou d'un mélange. Dans un contexte technique, le mot hybride désigne un système combinant deux technologies différentes. Lorsque l'on parle de concepts de propulsion, la notion de technique hybride peut avoir deux acceptions : - la propulsion en bi-carburation et - la technique de propulsion hybrideLa propulsion en bi-carburationLa technique de propulsion hybrides450_094s450_095Par propulsion en bi-carburation, on entend des véhicules équipés d'un moteur à combustion interne capable d'utiliser différents carburants pour dégager de l'énergie motrice. Ainsi, les systèmes utilisant des carburants fossiles et renouvelables (diesel/biodiesel) ou des carburants liquides et gazeux (essence/gaz naturel/GPL) sont bien connus et de plus en plus fréquemment représentés sur le marché.Les systèmes de propulsion hybrides sont la combinaison de deux groupes motopropulseurs dont les principes de fonctionnement sont différents. À l'heure actuelle, on entend par technologie hybride la combinaison d'un moteur à combustion interne et d'une machine électrique. Cette dernière peut être utilisée en tant que générateur pour la production d'énergie électrique, en tant que moteur pour la propulsion du véhicule et en tant que démarreur pour le moteur à combustion. En fonction de l'organisation de cette structure de base, on distingue trois types de propulsion hybride : - la propulsion micro-hybride, - la propulsion hybride partielle, - la propulsion hybride intégrale.6La propulsion micro-hybrideMicro-hybride Moteur à combustion interne Démarreur électrique/ alternateurPropulsion machine électrique Puissance de propulsion totale Mode charge / déchargeDans ce concept de propulsion, la composante électrique (démarreur électrique/alternateur) sert uniquement à implémenter la fonction start-stop. Une partie de l'énergie cinétique peut être de nouveau convertie en énergie électrique lors du freinage (récupération). La conduite en tout électrique n'est pas prévue. Les caractéristiques de la batterie AGM 12 volts sont adaptées aux démarrages fréquents du moteur.Récupération Batterie 12 volts Hybride partiel s450_032 Propulsion machine électrique Boîte automatiqueLa propulsion hybride partielleLe moteur électrique soutient le moteur à combustion interne. Le véhicule ne peut pas rouler en tout électrique. Avec la propulsion hybride partielle, une part plus importante de l'énergie cinétique est récupérée lors du freinage et stockée sous forme d'énergie électrique dans la batterie haute tension. La batterie haute tension et les composants électriques sont conçus pour une tension plus élevée et par conséquent pour une puissance plus importante. L'appui de la machine électrique permet au moteur à combustion de fonctionner dans la plage de rendement optimale. Ce phénomène est connu sous le nom de déplacement du point de charge.s450_033 Puissance de propulsion totale Mode charge / décharge RécupérationBatterie 12 voltsBatterie haute tension Le convertisseur continu-continu EmbrayageLa propulsion hybride intégraleUne machine électrique puissante est associée à un moteur à combustion interne. La conduite en mode tout électrique est possible. La machine électrique soutient le moteur à combustion dès que les conditions le permettent. Les trajets à faible vitesse sont effectués en tout électrique. Une fonction start-stop du moteur à combustion est réalisée. La récupération est utilisée pour recharger la batterie haute tension. Un embrayage situé entre le moteur à combustion et la machine électrique permet de découpler les deux systèmes. Le moteur à combustion n'est démarré qu'en cas de besoin.Hybride intégralBoîte automatiques450_034 Puissance de propulsion totale Mode charge / déchargeRécupération Batterie 12 volts Batterie haute tension Le convertisseur continu-continu7Notions fondamentales de la technologie hybrideLes propulsions hybrides intégrales se divisent en trois sous-groupes : - les propulsions hybrides parallèles - les propulsions hybrides à branchement de puissance - les propulsions hybrides en sérieLa propulsion hybride parallèleL'architecture parallèle se caractérise par sa simplicité. Elle est utilisée lorsqu'un véhicule existant doit être « hybridifié ». Le moteur à combustion interne, la machine électrique et la boîte de vitesses sont montés sur un même arbre. Un système hybride parallèle possède habituellement une machine électrique. La puissance totale résulte de l'addition de celles du moteur à combustion et de la machine électrique. Ce concept permet de reprendre un grand nombre de pièces du véhicule de base. Sur les véhicules à transmission intégrale avec architecture hybride parallèle, la force motrice est transmise aux quatre roues par un différentiel Torsen et une boîte transfert.Hybride parallèle BatterieMoteur à combustion Machine électriqueBoîte de vitesses EmbrayageCharge Décharges450_036La propulsion hybride à branchement de puissanceUn système de propulsion hybride à branchement de puissance possède un moteur à combustion et une machine électrique. Les deux moteurs sont montés sur l'essieu avant. La force motrice est transmise à la boîte de vitesses par le moteur à combustion ou par la machine électrique via un train épicycloïdal. Contrairement à l'architecture hybride parallèle, ce modèle ne permet donc pas d'appliquer à la roue la somme des puissances des deux types d'entraînement. La puissance générée est en partie utilisée pour propulser le véhicule, et en partie stockée sous forme d'énergie électrique dans la batterie haute tension.Hybride à branchement de puissance Machine électriqueBoîte de vitesses Train épicycloïdalMoteur à combustions450_0978La propulsion hybride en sérieLe véhicule possède un moteur à combustion, un générateur et une machine électrique. Toutefois, contrairement aux deux concepts cités précédemment, le moteur à combustion n'a pas la possibilité d'entraîner par lui-même le véhicule via un arbre ou une boîte de vitesses. La part de la puissance du moteur à combustion parvenant aux roues est nulle. C'est la machine électrique qui assume la propulsion principale du véhicule. Si la capacité de la batterie haute tension est faible, le moteur à combustion est démarré. Le moteur à combustion charge la batterie haute tension par l'intermédiaire d'un générateur. La machine électrique peut de nouveau prélever de l'énergie dans la batterie haute tension.Hybride en sérieBoîte de vitessesGénérateur Machine électrique Moteur à combustion s450_096La propulsion hybride en série à branchement de puissanceLe système de propulsion hybride en série à branchement de puissance est une combinaison des deux systèmes hybrides précédents. Le véhicule possède un moteur à combustion et deux machines électriques. Le moteur à combustion et la machine électrique 1 se trouvent sur l'essieu avant. La machine électrique 2 est montée sur l'essieu arrière. Ce concept s'applique à un véhicule à transmission intégrale. Le moteur à combustion et la machine électrique 1 peuvent actionner la boîte de vitesses du véhicule via un train épicycloïdal. Là encore, la puissance des deux types d'entraînement ne peut pas s'additionner et être transmise à la roue sous forme de puissance globale. La machine électrique 2 située sur l'essieu arrière est activée en cas de besoin. Comme le veut le concept, la batterie haute tension est implantée entre les deux essieux du véhicule.Hybride en série à branchement de puissance Machine électrique 1Machine électrique 2Moteur à combustions450_1279Notions fondamentales de la technologie hybrideAutres termesLes pages suivantes sont consacrées à l'explication d'autres termes fréquemment utilisés dans le contexte de la technologie hybride.RécupérationD'une manière générale, ce terme désigne dans un Transformation contexte technique un procédé permettant de réutiliser de l'énergie. Dans la récupération, une forme d'énergie est s450_039 convertie en une autre forme d'énergie pouvant être utilisée. L'énergie chimique contenue dans le carburant est convertie en énergie cinétique dans la chaîne L'énergie cinétique cinématique. Lorsque le véhicule freine à l'aide d'un excédentaire est système de freinage conventionnel, l'énergie cinéconvertie en énergie Freinage tique excédentaire est convertie en énergie thermique électrique et stockée. Énergiecinétique par le frottement du frein. La chaleur dégagée est dispersée dans l'environnement, elle n'est donc plus utilisable. En revanche, si l'on utilise, comme dans la technologie hybride, un générateur en tant que frein moteur en plus des freins classiques, une partie de l'énergie cinétique peut être récupérée sous forme d'énergie électrique et par conséquent réutilisée. Le bilan énergétique du véhicule s'améliore. Ce type de freinage régénératif est également appelé freinage avec récupération d'énergie. Dès que le véhicule, en phase de décélération, ralentit sous l'effet d'un freinage à l'aide de la pédale de frein ou achève sa course par inertie ou roule en descenteChaleur Énergie chimiquele système hybride commute la machine électrique et l'utilise comme générateur. Celle-ci charge alors la batterie haute tension. Il est ainsi possible de « recharger » un véhicule hybride en énergie électrique durant la phase de décélération. Lorsque la véhicule achève sa course sur sa lancée, la machine électrique, utilisée comme générateur, ne transforme que la quantité d'énergie dont le réseau de bord 12 volts a besoin pour son fonctionnement.10Machine électriqueMoteur électrique comme générateurMoteur électrique dans un rôle d'entraînementLa notion de machine électrique est utilisée à la place des concepts d'alternateur, de moteur électrique et de démarreur. Fondamentalement, tout moteur électrique peut également être utilisé comme générateur. Lorsque l'arbre du moteur de la machine électrique est entraîné de manière externe, il fonctionne comme un générateur et fournit de l'énergie électrique. Lorsqu'on applique une énergie électrique à la machine électrique, il fonctionne comme un moteur. La machine électrique d'un véhicule hybride électrique remplace donc le démarreur conventionnel du moteur à combustion ainsi que le générateur conventionnel (alternateur).s450_147Appoint de puissance électrique (E-boost)De la même manière que les moteurs à combustion possèdent une fonction de kick-down, qui permet d'exploiter la puissance maximale du moteur, la propulsion hybride propose une fonction E-boost. Lorsque cette fonction est exécutée, la machine électrique et le moteur à combustion fournissent leur puissance maximum respective. On obtient ainsi une valeur totale plus élevée. La somme des puissances des deux types d'entraînement correspond à la puissance totale de la chaîne cinématique.34 kW + 245kWE-boost 279kW maxi. de puissance totaleEn raison des déperditions techniques de puissance à l'intérieur de la machine électrique, la puissance du générateur est inférieure à la puissance motrice. La puissance motrice, ou puissance mécanique, de la machine électrique est d'env. 34kW. La puissance de générateur, ou puissance électrique, de la machine électrique est d'environ 31kW.s450_040Dans le Touareg Hybride, le moteur à combustion a une puissance de 245kW, et la machine électrique, dans sa fonction de générateur, une puissance de 31kW. En tant que moteur électrique, la machine électrique a une puissance de 34kW. Conjointement, le moteur à combustion et la machine électrique utilisée comme moteur électrique fournissent une puissance de 279kW.11Notions fondamentales de la technologie hybrideFonction start-stopSur ce concept de véhicule, la technologie hybride permet d'intégrer une fonction start-stop. Sur un véhicule traditionnel équipé d'un système start-stop, le véhicule doit être à l'arrêt pour que la désactivation du moteur à combustion puisse avoir lieu (exemple : Passat BlueMotion). Toutefois, un véhicule à propulsion hybride intégrale peut, lui, fonctionner à l'énergie électrique. Cette caractéristique permet à la fonction start-stop de désactiver le moteur à combustion y compris lorsque le véhicule roule ou achève sa course. Le moteur est activé en fonction des besoins. Cela peut être le cas lors d'une forte accélération, en cas de vitesse élevée, de charge élevée ou encore lorsque l'état de charge de la batterie haute tension est faible. Lorsque l'état de charge de la batterie haute tension est bas, le système hybride peut utiliser le moteur à combustion pour recharger la batterie haute tension, la machine électrique jouant le rôle d'un générateur. Dans d'autres cas, le véhicule à propulsion hybride intégrale peut rouler en mode tout électrique. Le moteur à combustion se trouve alors en phase « stop ». C'est également le cas lorsque le véhicule roule au pas en ville, qu'il est à l'arrêt au feu rouge, qu'il se trouve en phase de décélération en descente ou qu'il achève sa course par inertie. Lorsque le moteur à combustion ne fonctionne pas, il ne consomme pas de carburant et n'émet pas de polluants. La fonction start-stop intégrée dans le système hybride améliore le rendement, et rend par conséquent le véhicule plus respectueux de l'environnement. Le fonctionnement du climatiseur n'est pas interrompu lorsque le moteur à combustion est en phase « stop ». Le compresseur de climatiseur fait partie du système haute tension.STARTaSTOPb Démarrage du moteur à combustion Légende a - Tension de la batterie haute tension trop faible b - Forte demande d'accélération c - Vitesse élevée d - Conduite en côte cdSTARTeSTOPf Arrêt du moteur à combustion Légende e - En fin de course f - À faible vitesse g - Véhicule à l'arrêt h - Conduite en descentegh s450_130, s450_13112Les arguments en faveur de la technologie hybrideCourbe de couple machine électrique Couple Courbe de couple moteur à combustionPourquoi associer une machine électrique à un moteur à combustion ?Pour générer un couple, le moteur à combustion a besoin d'avoir atteint son régime de ralenti. Le moteur ne peut pas produire de couple lorsqu'il est à l'arrêt. Lorsqu'on élève le régime du moteur à combustion, son couple augmente. La machine électrique atteint son couple maximum dès sa première rotation. Elle n'a pas besoin d'un régime de ralenti. Lorsque son régime augmente, son couple diminue.800Régime [tr/min]800Régime [tr/min] s450_102La machine électrique soutient le moteur à combustion là où ce dernier présente des faiblesses structurelles : en deçà du régime de ralenti. Grâce à l'appui de la machine électrique, le moteur à combustion peut être utilisé dans sa plage optimale. Le déplacement du point de charge augmente le rendement de ce concept de motorisation.Pourquoi la propulsion hybride intégrale ?Microhybride Hybride partiel Hybride intégral Fonction start-stop E-boost et récupération Mode tout électriquePar rapport aux autres types de propulsion hybride, la propulsion hybride intégrale allie le système startstop intégré, le mode E-boost, la récupération et la conduite en mode tout électrique.s450_13213Notions fondamentales de la technologie hybrideLe concept hybride de Volkswagens450_076Le concept hybride développé par Volkswagen, qui est utilisé pour la première fois sur le Touareg, est basé sur la propulsion hybride parallèle. Cela signifie que la machine électrique et le moteur à combustion sont utilisés pour l'entraînement mécanique via une chaîne cinématique commune. Les deux types d'entraînement sont montés sur un même arbre. Le concept hybride de Volkswagen nécessite par conséquent nettement moins de composants hybrides qu'un système à branchement de puissance ou en série. La machine électrique pouvant être utilisée comme entraînement, générateur et démarreur, il a été possible de supprimer le démarreur, l'alternateur ainsi qu'une courroie multipistes. Le véhicule pouvant circuler en mode électrique grâce à la machine électrique, certains composants qui étaient entraînés par la rotation du moteur thermique sur les concepts de véhicule traditionnels ont dû être équipés d'entraînements électriques. Il s'agit : - des pompes de liquide de refroidissement électriques, - de l'assistance de direction électrique, - de la pompe à dépression électrique du servofrein, - du compresseur de climatiseur électrique, - de la pompe électrique générant la pression d'huile dans la boîte de vitesses automatique. Le moteur à combustion et la machine électrique sont séparés l'un de l'autre par un embrayage à sec monodisque à commande hydraulique. C'est le système hybride qui pilote les modes de fonctionnement du véhicule et par conséquent l'actionnement de l'embrayage. Le conducteur ne peut pas agir directement sur l'actionnement de l'embrayage à sec monodisque. Celui-ci est est commandé par un actionneur d'embrayage électrique. L'embrayage est fermé lorsque le moteur à combustion fonctionne. Il est ouvert lorsque le moteur à combustion ne fonctionne pas.14Caractéristiques techniques du Touareg HybrideMoteur à combustion Puissance du moteur à combustion Machine électrique Puissance de la machine électrique Puissance maximale en mode E-boost Couple maximal en mode E-boost Tension de la batterie haute tension Capacité de la batterie haute tension Vitesse maximale Accélération de 0 à 100km/h Surpoids lié aux composants hybrides Moteur 3,0 l V6 TSI à suralimentation par compresseur 245kW Moteur/générateur triphasé 31kW de puissance de générateur (puissance électrique) 34kW de puissance moteur (puissance mécanique) 279kW 550Nm 288V (2x144V) 6,5Ah, soit 1,87kW/h 240km/h 6,6 secondes 175kgDiagramme de couple et de puissances450_210C [Nm] P [kW] 300 b 600 500 400250a200 150 100 50300200100 1000 2000 3000 4000 5000 [tr/min]0La machine électrique compense la lenteur de la montée en couple du moteur à combustion dans la plage de régime inférieure. C'est pourquoi le Touareg Hybride possède une accélération départ arrêté inhabituellement élevée pour sa catégorie de poids. Sur la courbe de puissance, les puissances motrices du moteur à combustion et de la machine électrique s'additionnent pour atteindre une puissance totale de 279kW. Cela signifie que la courbe de puissance est réhaussée de la puissance motrice de la machine électrique, c'est-à-dire de 34kW. Le phénomène se maintient sur presque toute la plage de régime. Lorsque le moteur à combustion est en marche, le fonctionnement est mixte. Il est ainsi possible de faire fonctionner le moteur à combustion dans sa plage optimale. Ce déplacement du point de charge augmente le rendement du véhicule hybride intégral.a bCouple total Couple du moteur à combustion Puissance totale Puissance du moteur à combustion Augmentation du couple par ex. en mode E-boost Augmentation de la puissance par la machine électrique15Notions fondamentales de la technologie hybrideLa limitation légale des émissions de CO2Le dégagement de CO2 augmente presque proportionnellement à la consommation du véhicule. Plus la consommation de carburant est forte, plus la quantité de CO2 émise dans l'environnement est élevée. C'est pourquoi la législation visant à limiter les émissions de CO2 concerne en premier lieu les véhicules à grosse cylindrée et de forte puissance. La technologie hybride permet de rester en deçà des seuils légaux sans renoncer à une puissance élevée, car la valeur du CO2 émis est donnée sous forme de valeur moyenne de CO2 en grammes par kilomètre parcouru. Si l'on intègre les kilomètres parcourus en mode tout électrique, la valeur moyenne de CO2 au kilomètre baisse.s450_064 Émission de CO2Consommation de carburant Lorsque la consommation de carburant augmente, l'émission de CO2 s'amplifie.16Conception mécaniqueAperçu de la chaîne cinématiques450_043La chaîne cinématique du Touareg Hybride comprend : le moteur 3,0l 245 kW TSI, à suralimentation par compresseur, un embrayage de coupure entre le moteur à combustion et la machine électrique, la machine électrique, la boîte automatique 8 vitesses 0C8 de Aisin, les arbres de transmission, la boîte transfert pour les essieux avant et arrière, le différentiel Torsen. Le moteur à combustion, l'embrayage, la machine électrique et la boîte de vitesses automatique sont montés les uns derrière les autres sur un même arbre. Cette caractéristiques permet d'économiser de l'espace et le poids supplémentaire des composants hybrides. Il n'a pas été nécessaire d'adapter le tunnel de transmission du Touareg de série. Nous vous proposons ci-après une brève présentation des composants mécaniques.Pour de plus amples informations sur le moteur à combustion, la boîte de vitesses et le véhicule, consultez les programmes autodidactiques suivants : 449 « Le Touareg 2011 », 452 « Le moteur 3,0 l 245kW TSI à suralimentation par compresseur », 466 « La boîte de vitesses automatique à 8 vitesses 0C8 » et 469 « Le Touareg 2011 - Trains roulants et concept de transmission intégrale ».17Conception mécaniqueLe moteur 3,0l 245kW TSI à suralimentation par compresseurLe moteur est un 3,0l V6 TSI à compresseur. Le compresseur est entraîné par une courroie. La deuxième courroie du moteur entraîne la pompe à eau interruptible. Cette dernière fait partie du système de régulation thermique de l'ensemble de la chaîne cinématique. La machine électrique remplace le démarreur et l'alternateur du réseau de bord 12volts. Le moteur TSI ne possède donc pas de courroie d'alternateur.s450_209L'embrayage de coupure K0 du moteur à combustionCet embrayage à sec monodisque est placé entre le moteur et la machine électrique. Derrière la coquille de passage de roue avant gauche se trouve l'actionneur de cet embrayage (actionneur manométrique de l'embrayage de coupure N511). Celui-ci est commandé par le système hybride. Le conducteur ne peut pas agir directement sur cet embrayage. Le fluide hydraulique est fourni par le réservoir de liquide de frein. Lorsque le moteur à combustion fonctionne, l'embrayage est fermé. Lorsque le véhicule roule en mode électrique, qu'il se trouve en mode récupération ou qu'il est à l'arrêt, le moteur à combustion est désactivé et l'embrayage est ouvert. Lorsque l'état de charge de la batterie haute tension est faible, le système hybride fait tourner le moteur à combustion pour charger la batterie. Dans ce cas, l'embrayage est fermé.s450_12218La machine électriqueLa machine électrique est au cœur du système de propulsion hybride. Elle prend en charge trois fonctions essentielles du système hybride : 1. démarreur du moteur à combustion, 2. générateur permettant de charger la batteriehaute tension,3. moteur électrique pour la propulsion du véhicule.s450_123Le rotor tourne sans contact dans le stator. En mode générateur, la machine électrique présente une puissance de 38kW. En tant que moteur, la machine électrique développe une puissance de 34kW. La différence s'explique par la déperdition de puissance qui affecte de manière structurelle toute machine électrique. Sur le Touareg Hybride, une conduite en tout électrique est possible sur terrain plat jusqu'à une vitesse d'env. 50km/h. La vitesse maximale dépend des résistances à l'avancement et de l'état de charge de la batterie haute tension. L'embrayage K0 est monté dans le carter de la machine électrique.La boîte de vitesses automatique à 8 rapportsCette boîte de vitesses correspond dans une large mesure à la boîte automatique 6 vitesses 09D déjà présente sur le marché. Pour réaliser les huit vitesses, on a utilisé un élément à friction supplémentaire et une vanne de régulation de pression. La boîte de vitesses possède une pompe de pression électrique qui maintient la pression d'huile lorsque le véhicule se trouve à l'arrêt ou roule en mode électrique. En mode combustion, c'est une pompe de pression mécanique montée dans la boîte de vitesses qui génère la pression.s450_11319Conception mécaniqueDifférentiel Torsen, différentiel et arbres de transmissionCes composants ont été repris du Touareg. Ils sont utilisés sans modification sur le modèle hybride. Le Touareg est proposé en deux versions de chaîne cinématique : « 4motion » et « 4Xmotion ». Le Touareg Hybride est quant à lui disponible exclusivement en version « 4motion ». Cela signifie qu'il possède un différentiel Torsen autobloquant. Le poids des arbres de transmission a été optimisé, et ils possèdent un connecteur enfichable côté boîte. Les cannelures des arbres servant à la transmission du couple sont autocentrantes.Pour de plus amples informations sur la chaîne cinématique, consultez les programmes autodidactiques suivants : 449 « Le Touareg 2011 », 452 « Le moteur 3,0 l 245kW TSI à suralimentation par compresseur », 466 « La boîte de vitesses automatique à 8 vitesses 0C8 » et 469 « Le Touareg 2011 - Trains roulants et concept de transmission intégrale ».20Composants électriquesLa machine électriques450_063 Machine électriqueLa machine électrique se situe entre le moteur à combustion et la boîte automatique. Il s'agit d'un moteur synchrone à courant triphasé, qui est entraîné par un champ triphasé. L'électronique de puissance convertit la tension continue de 288V en une tension alternative triphasée. Ces 3 phases génèrent dans la machine électrique un champ électromagnétique triphasé. Dans la documentation SAV, la machine électrique est appelée « moteur de traction pour propulsion électrique V141 ».Raccord de puissance machine électriqueRotor Stator s450_124 Carter système hybride Plateau de pression Volant-moteur Plateau de friction21Composants électriquesFonctions La machine électrique assume différentes fonctions en fonction de la situation de conduite et du mode de fonctionnement. Lors du passage de la propulsion électrique au mode combustion, la machine électrique fonctionne comme un démarreur pour le moteur thermique. Par la suite, le véhicule roulant en mode combustion, le système hybride commute la machine électrique dans sa fonction de générateur. L'énergie électrique ainsi obtenue est utilisée pour charger via des convertisseurs de tension la batterie haute tension (288V) et la batterie 12volts du réseau de bord. Lorsque le véhicule freine, la machine électrique approvisionne la batterie haute tension en énergie électrique et récupère ainsi une partie de l'énergie cinétique excédentaire sous forme d'énergie électrique. Un détecteur de course de pédale se trouve sur la pédale de frein. Lorsque ce détecteur capte un léger freinage, le système hybride commute la machine électrique en mode générateur afin qu'elle charge la batterie haute tension. L'énergie, qui serait convertie en chaleur par des freins hydrauliques traditionnels, peut désormais être stockée dans la batterie haute tension. Cette énergie sera utilisée ultérieurement pour la propulsion du véhicule. La récupération porte sur une quantité d'énergie au moins suffisante pour pourvoir aux besoins du réseau de bord 12volts. Durant ce processus, le moteur à combustion est désactivé. La machine électrique réalise donc un concept de système start-stop pour le véhicule hybride. En mode de propulsion électrique, la machine électrique repasse de la fonction de générateur à celle de moteur électrique. Le moteur à combustion étant débrayé, la machine électrique assure maintenant la propulsion du véhicule. En fonction des résistances à l'avancement (aérodynamique, roulage, déclivité, frictions), la machine électrique dans sa fonction de moteur électrique peut entraîner le véhicule jusqu'à une vitesse d'environ 50km/h. Toutefois, si le conducteur souhaite une accélération plus importante, la puissance de la machine électrique ne suffit plus pour exécuter son ordre. Le système hybride démarre donc automatiquement le moteur à combustion. La machine électrique est alimentée par l'électronique de puissance via un câble triphasé.22Structure La machine électrique se compose : du carter en aluminium coulé sous pression, du rotor magnétique, positionné à l'intérieur, du stator avec bobines magnétiques, d'une plaque intermédiaire assurant la liaison avec le convertisseur de couple de la boîte automatique, du palier principal de la machine électrique et du raccord haute tension à trois phases.Côté moteur sont raccordés l'embrayage du moteur à combustion et un volant-moteur. Les trois raccords de phase sont montés de telle manière sur les bobines magnétiques que chacune des trois bobines contiguës soient connectées à des phases différentes.Hors tensionSous tension -/+Sous tension +/-Voici comment cela fonctionne : La machine électrique possède un bobinage de stator qui, dans la fonction de moteur, génère un champ magnétique rotatif. Lorsque la machine électrique fonctionne en tant que moteur, le bobinage de stator génère un champ magnétique rotatif. Le rotor possède des aimants permanents pour générer des champs. Le régime du moteur synchrone est déterminé avec exactitude par la fréquence du courant d'alimentation triphasé. Un convertisseur de fréquence est utilisé afin de pouvoir régler en continu le moteur synchrone au régime souhaité. Les capteurs de position du rotor mesurent en permanence la position du rotor. À partir de ces signaux, l'électronique de commande détermine le régime réel.Aimant (rotor) Bobine (stator)s450_105 L'aimant s'oriente par rapport au champ magnétique de la bobine.Lorsque la machine électrique fonctionne comme générateur de courant, le rotor est mis en mouvement par une force d'entraînement extérieure via la boîte de vitesses. Comme le champ magnétique du rotor passe devant les bobines du stator, une tension est induite dans les bobines pour chaque phase. Les bobines sont successivement parcourues par le champ magnétique du rotor. L'électronique de puissance convertit l'énergie électrique dégagée en une tension continue de 288V pour charger la batterie haute tension.23Composants électriquesÉlectronique de puissance et de commande pour propulsion électrique3 prises machine électrique 2 prises batterie haute tension 1 prise compresseur de climatiseur s450_149 s450_062Pour plus de simplicité, l'électronique de puissance et de commande pour propulsion électrique JX1 est désignée ciaprès sous la forme abrégée d'« électronique de puissance ». L'électronique de puissance est le convertisseur d'énergie du système de propulsion électrique. Dans le carter en aluminium monté entre le groupe motopropulseur et le passage de roue côté conducteur se trouvent différents composants du système haute tension et du système de propulsion électrique. Il s'agit : du calculateur d'électronique de puissance, du transmetteur de température d'électronique de puissance, d'un transformateur de tension 288volts continu / 12volts continu, d'un transformateur de tension bidirectionnel continu/alternatif pour la machine électrique, du distributeur réseau haute tension, des deux prises haute tension pour les câbles venant de la batterie haute tension, des trois prises haute tension pour les câbles allant à la machine électrique, de la prise haute tension pour le câble allant au compresseur de climatiseur, de la prise basse tension allant au réseau de bord 12volts, d'un radiateur intégré dans le carter avec des ajutages de raccord vers le circuit de refroidissement basse température, de la ligne de sécurité avec fiche de sécurité.L'électronique de puissance ne doit pas être ouverte. En cas de panne, elle doit être remplacée en totalité. Elle pourra ultérieurement faire l'objet d'un échange-standard.24Les transformateurs de tensionDeux transformateurs de tension sont intégrés dans l'électronique de puissance. Ils traitent la tension continue 288volts de la batterie haute tension pour la machine électrique et le réseau de bord 12volts.Transformateur de tension A19Ce transformateur de tension constitue l'interface entre le système haute tension et l'installation 12volts du véhicule. Fonction L'alternateur ayant été supprimé, la charge de la batterie 12volts du réseau de bord ne peut être assurée que par la machine électrique. Pour ce faire, la tension continue 288volts provenant de la batterie haute tension doit être transformée en une tension de charge pour la batterie 12volts du réseau de bord. La batterie 12volts du réseau de bord se trouve, comme sur la version de base du Touareg, sous le siège du conducteur.Convertisseur continu-alternatif de moteur de traction A37Tension alternative triphasée Vers la machine électriqueComme la machine électrique est un générateur synchrone triphasé, mais que les batteries ne peuvent stocker que de la tension continue, l'électronique de puissance comprend également un transformateur de tension alternatif-continu. Fonction Ce transformateur de tension convertit la tension continue 288volts de la batterie haute tension en tension alternative triphasée pour l'alimentation de la machine électrique. Lorsque la machine électrique fonctionne comme générateur, il transforme la tension alternative en une tension continue 288V servant à charger la batterie haute tension. Le lissage de la tension redressée est assuré pour le réseau haute tension par la batterie haute tension, et pour le réseau de bord 12V par la batterie 12V située sous le siège du conducteur et les condensateurs situés dans l'électronique de puissance.Tension redresséeTension continue lisséeConvertisseur dans l'électronique de puissance Vers la batterie haute tensions450_10425Composants électriquesLa batterie haute tensionL'accès à la batterie haute tension se fait via le cache de plancher du coffre à bagages. La batterie est conçue sous forme de module et contient différents composants du système haute tension du Touareg. Le module de batterie haute tension pèse 85kg et ne doit être remplacé qu'en totalité. Dans la documentation SAV, la batterie haute tension est appelée « batterie hybride A38 ».s450_058Avertissement Les tensions alternatives sont dangereuses pour l'homme dès 25volts, et les tensions continues dès 60volts. Il est par conséquent impératif de respecter les consignes de sécurité mentionnées dans la documentation Service et dans l'Assistant de dépannage ainsi que les avertissements figurant sur le véhicule. Seul un personnel qualifié et sensibilisé aux dangers de la haute tension est habilité à réaliser des travaux sur les véhicules équipés de systèmes haute tension.La batterie haute tension n'est pas comparable à une batterie 12 volts traditionnelle. Pour le fonctionnement courant, la batterie haute tension est utilisée dans une plage de charge dont les limites, assez informelles, vont de 20% à 85%. Une batterie 12volts ne supporterait pas continuellement une telle sollicitation. La batterie haute tension doit donc être comprise comme réservoir à court terme du système de propulsion électrique. Comme un condensateur, elle peut se charger d'énergie puis la restituer. La récupération peut donc être vue comme une possibilité de recharger le véhicule durant la conduite. Le fonctionnement de la batterie haute tension d'un véhicule hybride se caractérise par une alternance de cycles de charge (récupération) et de décharge (propulsion électrique). Un exemple : Si l'on compare l'énergie de la batterie haute tension à l'énergie résultant de la combustion de carburant, l'énergie fournie par la batterie correspond à environ 200 ml de carburant. Cela montre que dans la perspective du véhicule tout électrique, la batterie présente une grande marge d'optimisation du point de vue de la capacité de stockage d'énergie.26Structure Le module de batterie haute tension comprend : la batterie haute tension 288volts, le bac de batterie, le boîtier de raccordement et de distribution (boîtier électrique), les conduits d'admission et d'évacuation d'air, le carter de ventilation avec deux ventilateurs électriques (12V).Conduits d'admission d'airBatterie haute tension 288 voltsBoîtier électriqueBac de batterieConduits d'évacuation d'airCarter de ventilation avec deux ventilateurs électriquess450_150La batterie haute tension est un accumulateur nickel - hydrure métallique. L'électrolyte est sous forme de gel. Même si le boîtier de batterie présentait des trous de grande taille, il n'y aurait pas d'écoulement de liquide. La batterie se compose de deux compartiments qui présentent chacun une tension de 144V. Ces deux compartiments sont reliés par des circuits de protection et fournissent conjointement une tension de 288V. Pour un état de charge de 75%, la batterie présente une tension d'environ 288V. La charge électrique est d'environ 6,5Ah. La quantité d'énergie dans la batterie haute tension chargée est donc de 1,87kWh. La batterie haute tension est refroidie par air. Deux ventilateurs aspirent une partie limitée de l'air de l'habitacle du véhicule. L'évacuation de l'air échauffé s'effectue via une ventilation forcée située dans le pare-chocs arrière. Le boîtier électrique est fixé sur la batterie haute tension par un flasque.27Composants électriquesLe système de refroidissement de la batterieFonction Lors de la charge d'une batterie, les processus chimiques qui se déroulement spontanément durant la décharge sont inversés. Ce processus thermodynamique forcé s'accompagne d'un dégagement de chaleur, lequel entraîne un échauffement de la batterie. Si cette chaleur ne peut pas être suffisamment évacuée dans l'espace environnant, la batterie risque d'être gravement endommagée. Comme la batterie haute tension du Touareg est soumise à une alternance permanente de phases de charge et de décharge, elle peut elle aussi être le théâtre de dégagements de chaleur considérables. Outre un possible endommagement de la batterie, ce phénomène provoque surtout une augmentation de la résistance des conducteurs concernés, une partie de l'énergie électrique n'étant alors plus convertie en travail, mais dissipée sous forme de chaleur. C'est pourquoi la batterie haute tension dispose de son propre système de refroidissement.s450_151Structure Au centre de ce système de refroidissement se trouvent deux ventilateurs électriques, qui sont activés par le calculateur de gestion de la batterie. Ces deux ventilateurs, qui font partie du module de batterie haute tension, font circuler une partie de l'air de l'habitacle à travers la batterie. Ils fonctionnent avec la tension de bord de 12 volts. Dans la documentation SAV, les ventilateurs sont appelés : - ventilateur 1 pour batterie hybride V457 et - ventilateur 2 pour batterie hybride V458.Voici comment cela fonctionne : Lorsque le calculateur de gestion de la batterie détecte, par l'intermédiaire du bloc de capteurs situé sur la borne de raccordement de la batterie, une température de batterie trop élevée, il active les deux ventilateurs. L'air est aspiré par le conduit d'admission, qui se trouve sous la rangée de sièges arrière, et admis dans la batterie haute tension. Les éléments sont séparés par de petits interstices à travers lesquels l'air peut circuler. Ensuite, les deux ventilateurs chassent latéralement l'air échauffé dans le coffre à bagages.28Le bac de batterieAfin de protéger la batterie haute tension en particulier en cas de choc arrière, les deux compartiments de batterie sont entourés par un bac de batterie. Le cadre est constitué de profilés d'aluminium soudés et vissés. Ceux-ci font passer l'énergie de la collision dans la structure du véhicule. Le cadre sert également à extraire l'ensemble de la batterie du plancher de coffre à bagages avec les moyens techniques de l'atelier.s450_078Le boîtier de raccordement et de distribution SX1Le boîtier de raccordement et de distribution, appelé ci-après boîtier électrique, est fixé par un flasque sur le côté gauche de la batterie haute tension.Fonction Le boîtier électrique relie la batterie haute tension au système 288volts du véhicule. Il contient une partie des systèmes de sécurité du système haute tension et le dispositif de surveillance de la batterie haute tension.s450_057Structure Le boîtier de raccordement et de distribution (boîtier électrique) contient : le calculateur de régulation de la batterie J840, la fiche de sécurité 1 TV44, la fiche de maintenance pour système haute tension TW, les relais de protection, les prises pour les deux câbles haute tension allant de la batterie haute tension à l'électronique de puissance.29Composants électriquesLe calculateur de régulation de la batterie J840Le calculateur se situe à gauche dans le boîtier électrique.Paroi du boîtier électriqueCalculateur de régulation de la batterieFonction Le calculateur de régulation de la batterie surveille l'état de charge et l'état de fonctionnement de la batterie. Le calculateur détermine les valeurs de charge, de décharge et de température de la batterie haute tension. Il détecte la température de la batterie et régule le refroidissement de cette dernière par l'intermédiaire des ventilateurs. Il enregistre dans sa mémoire de défauts, en vue du diagnostic, les défauts affectant la batterie ou le boîtier électrique.Prises pour câbles haute tension s450_213Afin de protéger le calculateur contre les manipulations, toutes les données concernant la batterie sont mémorisées. Il est donc possible de comprendre a posteriori les causes d'une décharge profonde ou d'une surchauffe de la batterie haute tension.Fiche de sécurité 1 TV44s450_202La fiche de sécurité se trouve entre la fiche de maintenance et les raccords des deux câbles haute tension allant à l'électronique de puissance.Fiche de maintenanceFiche de sécuritéFonction La fiche de sécurité fonctionne comme un interrupteur placé dans un circuit électrique. Si l'on débranche la fiche de sécurité, l'interrupteur est ouvert et la ligne de sécurité est interrompue. Le système haute tension est alors désactivé. Si la fiche de sécurité est branchée, l'interrupteur est fermé et la ligne de sécurité est par conséquent ininterrompue. Le système de surveillance part du principe que les deux câbles haute tension sont connectés à la batterie haute tension. Le système hybride est fonctionnel.Câbles haute tensionLa fiche de sécurité est reliée mécaniquement aux cliquets de fermeture des câbles haute tension. Pour débrancher les câbles, il faut retirer la fiche de sécurité.30La fiche de maintenance pour système haute tension TWElle se trouve sous le cache de couleur orange situé dans le boîtier électrique. Fonction La fiche de maintenance est un pont électrique entre les deux compartiments de la batterie haute tension. Si l'on débranche la fiche, la connexion est interrompue. La tension résiduelle dans le réseau haute tension disparaît. Le système haute tension se trouve alors hors tension. La fiche de maintenance doit toujours être débranchée lorsqu'il est nécessaire de réaliser des travaux sur ou à proximité de composants haute tension à l'aide d'outils déformants, à arêtes vives ou travaillant par enlèvement de matière.La fiche de maintenance sur le boîtier électriques450_155Voici comment cela fonctionne :Câble haute tension allant vers l'électronique de puissance s450_079 Fiche de maintenanceRetirez le cache en caoutchouc orange du boîtier électrique. La fiche de maintenance est maintenant dégagée. Déverrouillez la fiche de maintenance en tirant la partie supérieure sur le côté. Ensuite, basculez la face supérieure de la fiche vers le haut. La fiche de maintenance est maintenant déverrouillée et peut être débranchée. Pour remettre le système haute tension en service, ramenez la fiche de maintenance en position. Pour obtenir des indications précises sur les mesures à effectuer en vue de la remise en service, consultez l'Assistant de dépannage.Boîtier électriqueCompartiment de Compartiment de batterie 1 batterie 2 (144volts) (144volts) Ligne de sécurité31Composants électriquesLe retrait de la fiche de maintenance L'une des manières de désactiver le système haute tension consiste à actionner la fiche de maintenance, car cette dernière fonctionne comme un pont électrique entre les deux moitiés de la batterie. Le procédé repose sur deux positions de commutation.Fiche de maintenance branchées450_184Dans la première position, la ligne de sécurité est interrompue. Les relais de protection sont alors ouverts pour réaliser un arrêt d'urgence. La ligne de sécurité sert principalement d'écran antiflash.Fiche de maintenance en position 1s450_185Dans la deuxième position, le montage en série des deux demi-batteries est interrompu. La fiche de maintenance peut maintenant être retirée de sa fixation. Le système haute tension est désactivé et l'absence de tension doit être contrôlée.Fiche de maintenance en position 2s450_186Avertissement : Seuls les techniciens haute tension qualifiés sont habilités à débrancher cette fiche de maintenance afin de mettre le système hors tension.32Le fusible dans la fiche de maintenance La fiche de maintenance contient un fusible pour la protection du système haute tension. Le niveau de protection est en général de 125A. Pour remplacer le fusible, il faut déverrouiller le couvercle situé sur la face supérieure de la fiche de maintenance.s450_183Fusible dans la fiche de maintenanceAvertissement : Seuls les techniciens haute tension qualifiés sont habilités à débrancher cette fiche de maintenance afin de mettre le système hors tension.Les relais de protectionOutre le calculateur de régulation de la batterie, le boîtier électrique contient également les relais de protection. Ces relais sont une mesure de précaution électrotechnique permettant de protéger le réseau haute tension, et par conséquent le système électrique du véhicule, des défauts survenant dans une partie donnée du réseau. Lorsqu'un défaut est détecté par le système de surveillance de la propulsion hybride, les relais sont ouverts. Cette mesure est par exemple nécessaire lorsque le véhicule hybride subit un accident. Le calculateur d'airbag déclenche alors les relais de protection.Fonction Les deux relais de protection relient la batterie haute tension au réseau haute tension. Comme la fiche de maintenance, ils servent à séparer ces deux zones l'une de l'autre.33Composants électriquesStructure Chacun des relais est un interrupteur commandé électromagnétiquement et permettant de commuter un fort courant de travail à l'aide d'un courant de commande réduit. Lorsque le calculateur alimente la bobine du relais, un induit est tiré à l'intérieur de la bobine. Ce mouvement entraîne la fermeture d'un interrupteur mécanique du courant de travail. Lorsque la bobine n'est pas alimentée, l'interrupteur du courant de travail reste ouvert.Voici comment cela fonctionne : Lorsque le réseau de bord du Touareg est activé, le calculateur de régulation de la batterie active les relais de protection et met le circuit 288volts sous tension. Si le contact d'allumage (borne 15) n'est pas activé, les relais sont ouverts. Lorsque le contact d'allumage est mis, les relais sont fermés. La coupure du réseau de bord 12volts provoque l'ouverture des relais.Effets en cas de défaillance S'il n'est pas possible de fermer les relais après l'établissement du contact d'allumage, le système haute tension ne peut pas être activé. Première conséquence : l'inscription « Ready » ne s'allume pas dans le combiné d'instruments. D'autre part, le moteur à combustion ne démarre pas, puisque la machine électrique ne peut pas être mise en marche. S'il n'est pas possible d'ouvrir les relais, le système haute tension ne peut pas être mis hors tension. Une cause possible est que les contacts de commande 288volts des relais de protection « collent ». Il s'agit du seul cas où il n'est pas possible de mettre le véhicule hors tension.34Les câbles haute tensionLes câbles électriques du système haute tension se distinguent nettement des câbles du reste du réseau de bord et du système électrique 12volts. En raison de la tension et de l'intensité de courant élevées, leur diamètre est nettement plus important et ils sont connectés par l'intermédiaire de contacts enfichables spéciaux. Le système haute tension ne possède pas de potentiel électrique sur la carrosserie, contrairement au réseau de bord 12volts. Afin d'attirer l'attention sur le danger de la haute tension, tous les câbles du système haute tension sont de couleur orange. Il a été convenu entre tous les constructeurs de véhicules électriques d'attribuer la couleur orange à tous les câbles véhiculant de la haute tension. Les câbles haute tension sont dotés de sécurités rendant impossible l'inversion de leurs pôles. Grâce à leur code couleur et à leur codage mécanique, ils ne peuvent pas être mal montés. Le système haute tension possède un câble de compensation de potentiel. Ce câble est surveillé par le système hybride. Le système haute tension comprend les portions de câble suivantes : - deux câbles haute tension allant de la batterie haute tension à l'électronique de puissance, - trois câbles haute tension allant de l'électronique de puissance à la machine électrique, - un câble haute tension à deux conducteurs allant de l'électronique de puissance au compresseur de climatiseur.s450_044 Un câble haute tension allant de l'électronique de puissance au compresseur de climatiseur Trois câbles haute tension allant de l'électronique de puissance à la machine électrique Deux câbles haute tension allant de la batterie haute tension à l'électronique de puissance35Composants électriquesDe la batterie haute tension à l'électronique de puissanceEntre la batterie haute tension et l'électronique de puissance, les charges électriques circulent via deux câbles haute tension de couleur orange. Les deux câbles conduisent un potentiel. La tension qui leur est appliquée est une tension continue de 288volts. Il s'agit de câbles unipolaires dotés d'un blindage.a d b c s450_083 eFiche haute tension 1 (pôle négatif) Bague marrons450_072Fiche haute tension 2 (pôle positif) Bague rouges450_071De l'électronique de puissance à la machine électriqueAu sein de l'électronique de puissance, la tension continue 288volts de la batterie haute tension est convertie par un transformateur de tension continualternatif en une tension alternative (courant triphasé) destinée au fonctionnement de la machine électrique. Le raccordement de la machine électrique à l'électronique de puissance est assuré par trois câbles haute tension courts. Comme tous les autres câbles, les câbles triphasés sont dotés d'un code couleur et de repères mécaniques qui rendent toute interversion impossible. Pour connaître la désignation des câbles dans la documentation SAV, veuillez consulter le catalogue des pièces de rechange.Contact enfichable des câbles haute tension entre l'électronique de puissance et la machine électrique s450_074s450_08336De l'électronique de puissance au compresseur de climatiseurLe climatiseur est intégré au système haute tension du Touareg Hybride par le biais du compresseur de climatiseur. Ce nouveau mode de commande du compresseur présente l'avantage de permettre la climatisation de l'habitacle du véhicule même lorsque le moteur à combustion est à l'arrêt. Si l'état de charge de la batterie le permet, le climatiseur reste activé. Lorsque le niveau de charge de la batterie haute tension baisse, le système démarre automatiquement le moteur à combustion. Le compresseur de climatiseur est connecté à l'électronique de puissance par un câble. Un code couleur et des repères mécaniques empêchent toute interversion des câbles haute tension. Ce câble est bipolaire, comprenant blindage et câble de la ligne de sécurité. Débrancher l'une des deux fiches de ce câble revient à retirer une fiche de sécurité. Le système haute tension est désactivé.a d b c s450_083 s450_073 eContact enfichable pour le raccordement du compresseur de climatiseur à l'électronique de puissanceLégende a - Moteur de traction pour propulsion électrique V141 (machine électrique) b - Compresseur électrique de climatiseur V470 c - Électronique de puissance et de commande pour propulsion électrique JX1 d - Boîtier de raccordement et de distribution SX1 (boîtier électrique) e - Batterie haute tension37Composants électriquesLe concept de sécuritéLa haute tension de 288 volts du système hybride représente un danger en cas de manipulation non conforme. Afin de réduire le potentiel de danger, d'éviter que des travaux non conformes soient réalisés sur le système et d'empêcher un contact involontaire avec la haute tension, le Touareg Hybride dispose d'un concept de sécurité très complet. Le concept de sécurité comprend entre autres les composants suivants : la ligne de sécurité électrique avec fiches de sécurité, le contact-démarreur, les relais de protection dans le boîtier électrique, le calculateur d'airbag, la fiche de maintenance, le calculateur de régulation de la batterie.La ligne de sécurité électrique avec fiches de sécuritéLa ligne de sécurité est un concept de sécurité comprenant une composante mécanique et une composante électrique. Fonction La ligne de sécurité garantit la mise hors tension de l'ensemble du réseau haute tension dès qu'un composant haute tension est déconnecté du réseau. De plus, la fiche de sécurité et l'étrier de verrouillage constituent un verrouillage mécanique qui rend impossible le débranchement des câbles haute tension lorsque ceux-ci sont sous tension. La ligne de sécurité est comme un circuit électrique qui est fermé par ses fiches de sécurité. Si l'on ouvre ce circuit en débranchant les fiches de sécurité, le système haute tension est mis hors tension. Il faut retirer les fiches de sécurité avant de pouvoir débrancher les câbles haute tension des composants haute tension. Cette précaution permet de s'assurer que le système n'est pas sous tension au moment où les câbles sont débranchés.Prise fiche de sécurité Étrier de verrouillages450_061 Prises des câbles haute tension La console de la fiche de sécurité avec l'étrier de verrouillage mécanique (rouge) sur le boîtier électrique lorsque la fiche de sécurité et les câbles haute tension sont débranchés38Comment fonctionne la ligne de sécuritéLigne de sécurité ferméed e a b cfg k nhi l m s450_128Tous les composants du système haute tension sont interconnectés par un câble basse tension formant une ligne circulaire. Le composant est connecté à la ligne de sécurité par un rupteur. Lorsque tous les composants sont opérationnels, les rupteurs sont fermés. Si une tension est appliquée sur la ligne de sécurité, le courant peut circuler parce que le câble n'est pas interrompu. La présence d'un courant indique donc que tous les composants de la ligne de sécurité sont opérationnels. Le principe de fonctionnement de la ligne de sécurité est comparable à celui de la surveillance à froid des ampoules.Tous les composants haute tension sont opérationnels.Ligne de sécurité interrompue f eLorsqu'un rupteur est ouvert, parce qu'un composant n'est pas en état de marche ou que la fiche de sécurité a été retirée, la ligne de sécurité est interrompue. Si l'on applique une tension, le courant ne peut pas circuler. Cela indique que le système haute tension n'est pas opérationnel. C'est le calculateur de régulation de la batterie, situé dans le boîtier électrique, qui est chargé de vérifier si la ligne de sécurité est fermée ou interrompue. Si le calculateur constate que la ligne est interrompue, il n'active pas les relais de protection et coupe ainsi la liaison entre la batterie haute tension et le système haute tension.s450_129 Exemple : débranchement du câble haute tension sur le compresseur Légende a - Fiche de maintenance b - Fiche de sécurité 1 c - Couvercle distributeur du circuit de traction d - Fiche de sécurité 2 e - Connecteur du compresseur de climatiseur f - Compresseur de climatiseur g - Électronique de puissance h - Couvercle triphasé de l'électronique de puissance i - Boîtier de raccordement de la machine électrique k - Calculateur de régulation de la batterie l - Fiche de capteur à 14 raccords du câblage moteur m - Machine électrique n - Batterie haute tension avec boîtier électrique39Composants électriquesComment fonctionne le verrouillage mécanique avec la fiche de sécuritéFiche de sécuritéAvant le début de ces opérations, il faut dans tous les cas débrancher la fiche de maintenance. Ces opérations ne doivent être réalisées que par un Technicien haute tension Volkswagen qualifié. Lors du branchement sur le boîtier électrique du câble haute tension allant à l'électronique de puissance, il faut faire pivoter un étrier de verrouillage par-dessus les deux contacts enfichabl