Les VE nécessitent des fluides puissants 

Les lubrifiants évoluent à la même vitesse (vertigineuse) que les technologies automobiles

Le passage des voitures à moteur à combustion aux voitures à moteur électrique est quasiment une révolution. Le secteur automobile a rarement connu une évolution aussi rapide que celle des véhicules électriques, ou VE en abrégé. Il s'agit d'un nouveau monde, de nouvelles technologies, de nouveaux marchés. Les clients sont les mêmes mais leurs habitudes sont différentes. Cela se reflète également dans l'évolution des lubrifiants et autres fluides spécifiquement conçus pour les voitures électriques. Les fluides d'il y a environ six ans sont donc très différents des variantes d'aujourd'hui. Et pour cause.

Les autorités redoublent d'efforts pour réduire les émissions, avec pour objectif des émissions nulles entre 2040 et 2050. Les VE bénéficient donc d'un énorme coup de pouce, renforcé par le fait que les consommateurs voient de plus en plus leurs avantages en termes de coûts et de climat, tout en apprenant à gérer leurs limites.

Sommes-nous prêts?
Switching ON the rEVolution est une enquête d'opinion mondiale réalisée auprès de 10.000 consommateurs et de 100 dirigeants du secteur automobile. Elle étudie leur niveau de préparation à la transition des véhicules à moteur à combustion interne aux véhicules électriques (VE). L'enquête a porté sur 10 marchés clés: ANZ (Australie et Nouvelle-Zélande), Chine, France, Allemagne, Inde, Japon, pays nordiques (Suède, Norvège, Finlande et Danemark), Turquie, Royaume-Uni et États-Unis.

Conclusions de l'étude
L'étude révèle que la part des voitures électriques dans les ventes de voitures neuves était de 9,6% en 2021. Il s'agit de véhicules entièrement électriques et des véhicules hybrides rechargeables. D'ici 2035, la part des voitures électriques dans les ventes de voitures neuves pourrait atteindre 50 à 70%.
Si l'on considère les dirigeants du secteur automobile, 66% d'entre eux indiquent que la transition vers les véhicules électriques est la priorité stratégique de leur organisation. En ce qui concerne les consommateurs, 53% d'entre eux envisageraient un véhicule électrique lors de l'achat de leur prochaine voiture. Un pourcentage impressionnant de 99% des conducteurs actuels de véhicules électriques envisagent de choisir un véhicule électrique lors de l'achat de leur prochaine voiture. 
Les gouvernements donnent la priorité à la transition, les consommateurs envisagent donc de plus en plus d'acheter des véhicules électriques et l'industrie se concentre également sur cette transition; la collaboration et la co-ingénierie joueront un rôle crucial dans la 'révolution' électrique. Les accélérateurs à cet égard sont les gouvernements (objectif zéro émission), les lois et réglementations et la sensibilisation des consommateurs au coût réduit des VE et aux questions climatiques. Les obstacles - comme les appelle le rapport - sont le coût élevé des batteries, la disponibilité de l'infrastructure de recharge et de l'infrastructure connexe, le manque de connaissances techniques dans les entreprises de service et l'autonomie.

Fluides et lubrifiants

Les fluides et lubrifiants spécialement conçus pour les VE ont connu un essor similaire. Alors qu'il y a un peu moins de dix ans, les fluides et lubrifiants pour VE n'étaient pas particulièrement différents des fluides traditionnels pour voitures à moteur à combustion, ils le seront d'ici 2024. Ceci est principalement dû aux développements techniques des VE proprement dit. 

D'un point de vue fondamental, les besoins en lubrifiants et autres fluides d'un VE sont différents de ceux des voitures à moteur à combustion. L'une des grandes différences est qu'un moteur électrique n'a pas besoin d'être lubrifié, ce qui élimine complètement l'huile moteur. En effet, il n'y a pas de soupapes ni de pistons qui doivent se déplacer de manière rapide et fluide. Toutefois, dans les VE, la lubrification est nécessaire entre autres pour les roulements de roues, les composants de la climatisation, la transmission, d'importants composants du moteur et, par exemple, un système de verrouillage.

Liquides de refroidissement

En outre, un VE utilise des liquides de refroidissement. Ceux-ci sont même encore plus importants que dans un moteur à combustion interne. Un refroidissement insuffisant dans une voiture traditionnelle entraîne tout au plus l'immobilisation de la voiture, tandis qu'une batterie surchauffée peut provoquer un incendie difficile à éteindre, voire une explosion. En raison de l'importance de l'ingénierie électrique et de l'électronique entourant les batteries, il est important que la conductivité des liquides de refroidissement soit faible. Certains équipementiers ont déjà fixé de nouvelles normes pour la conductivité des liquides de refroidissement, les BEV exigeant des niveaux de conductivité inférieurs à 100 µS/cm.

D'un point de vue fondamental, les besoins en lubrifiants et autres fluides d'un véhicule électrique sont différents de ceux des voitures à moteur à essence

Liquides de frein

Les liquides de frein restent également nécessaires dans un véhicule électrique et sont également cruciaux pour la sécurité du conducteur. En effet, les voitures électriques sont souvent équipées d'un mécanisme de freinage dit régénératif, qui permet de stocker l'énergie du freinage dans la batterie afin de la réutiliser. Cependant, lorsque la batterie est complètement chargée, le freinage régénératif ne peut pas être utilisé. Dans ce cas, les freins mécaniques (plaquettes de frein) doivent effectuer tout le travail de freinage sans l'aide de la puissance de freinage régénérative du moteur électrique. Cette situation nécessite un liquide de frein dont les points d'ébullition sec et humide sont élevés.

En outre, ces freins doivent continuer à fonctionner parfaitement en cas de besoin. Cela peut sembler évident, mais le freinage régénératif limite parfois tellement l'utilisation des plaquettes de frein que leurs performances se détériorent. Il est donc nécessaire de prévoir une protection anticorrosion adéquate. En outre, le fluide doit de préférence avoir une faible conductivité à cause du moteur électrique. L'un des avantages de l'utilisation minimale des freins mécaniques est que les plaquettes de frein doivent rarement être remplacées.

Fluides de transmission

Contrairement aux voitures à moteur à combustion interne qui nécessitent une transmission à plusieurs vitesses, le moteur électrique d'un VE produit un couple constant, quel que soit le régime du moteur. Par conséquent, la plupart des VE sont équipés d'une transmission à une seule vitesse beaucoup plus simple, avec une option de point mort et de marche arrière. Toutefois, les progrès sont rapides, ce qui signifie que les prochaines générations utiliseront des transmissions avec plus de vitesses.

Et pour la troisième fois, le liquide de transmission semble être encore plus important dans un VE que dans un véhicule à essence ou diesel. En effet, les exigences relatives aux transmissions des VE sont plus strictes que celles des transmissions conventionnelles. Cela s'explique par le couple maximal fourni à faible vitesse et par l'intégration croissante des moteurs électriques, de la transmission et de l'onduleur.

Les véhicules électriques peuvent utiliser soit un moteur électrique et une transmission pour VE séparés (moteur électrique sec), soit un système combiné (moteur électrique humide) qui nécessite (encore) plus de fluide pour VE. Il est important que les bobinages en cuivre de la transmission et le liquide de transmission se supportent bien l'un l'autre. Pour les véhicules électriques à batterie (BEV) et les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV), la protection contre la corrosion du cuivre est donc importante, tant dans la phase huileuse que dans la phase vapeur. En outre, ces fluides doivent se comporter correctement pour maximiser l'efficacité de la batterie.

Différences par rapport au passé

Certaines des différences par rapport à il y a quelques années sont liées aux développements techniques au cœur d'un VE. L'un des plus importants est l'intégration du moteur électrique, de la transmission et de l'onduleur, où l'accent a été mis ces dernières années sur l'augmentation de la puissance, l'amélioration de l'efficacité et la réduction de la taille. Pour rendre cela possible, des progrès considérables ont été réalisés dans les technologies de batteries pour véhicules électriques. Par conséquent, la génération actuelle de batteries peut fournir plus de puissance et augmenter l'autonomie par charge.

La génération actuelle de fluides et de lubrifiants pour les VE diffère grandement des agents conventionnels pour les véhicules ICE

Systèmes de batterie

L'un des principaux défis à relever est la régulation de la température du système de batterie des véhicules électriques (VE). En particulier dans des conditions de fonctionnement extrêmes telles que la charge ultra-rapide, la conduite rapide ou l'utilisation d'un VE dans des conditions climatiques extrêmes. Il convient de noter ici que la charge rapide peut certainement être de plus en plus rapide, ce qui rend ces types de conditions de plus en plus extrêmes.

Actuellement, la plupart des voitures électriques sont équipées de systèmes de batterie refroidis par air ou indirectement par liquide. Les systèmes refroidis par air sont particulièrement recherchés dans les VE de première génération en raison de leur faible coût. Cependant, comme le rendement est également plus faible, les performances sont parfois insuffisantes pour les conditions extrêmes mentionnées ci-dessus. L'étape suivante consiste alors à utiliser des systèmes de batterie à refroidissement indirect qui fonctionnent avec des liquides dont la capacité de refroidissement est supérieure à celle de l'air. Cependant, les performances de refroidissement peuvent encore être insuffisantes.

Le meilleur refroidissement est actuellement disponible sous la forme d'un refroidissement direct. Il est clair que cela nécessitera une nouvelle génération de fluides thermiques diélectriques capables de répondre à ces exigences élevées. Il faut envisager une viscosité plus faible que les fluides diélectriques conventionnels tels que les fluides pour transformateurs pour un transfert de chaleur plus efficace. Mais aussi une forte isolation électrique et un point d'éclair élevé pour protéger contre la dégradation et l'inflammation. Enfin, ces fluides doivent présenter une résistance élevée à l'oxydation pour maintenir les performances de la batterie pendant toute la durée de vie du fluide.

En pratique

Il est important pour les garages et les sociétés d'entretien de réaliser que la génération actuelle de fluides et de lubrifiants pour les VE est très différente des fluides conventionnels pour les voitures à moteur à combustion. Il n'est donc pas judicieux - ou plutôt pas possible - d'utiliser ces produits de manière interchangeable à l'heure actuelle. Les fournisseurs de produits spécifiquement destinés aux véhicules électriques s'attendent à ce qu'il y ait à l'avenir davantage d'entreprises spécialisées disposant de toutes les connaissances nécessaires pour assurer une maintenance correcte des véhicules électriques, à l'instar des écosystèmes qui sont depuis longtemps la norme dans des pays tels que la Chine. L'avenir nous le dira.

En collaboration avec 77 Lubricants, Castrol, Petronas et Q8 Oils.