Diagnosis y reparación de la climatización en coches híbridos y eléctricos

Nissens, fabricante de componentes de sistemas de climatización y refrigeración de motor para el sector de la automoción, explica en su sección de resolución de problemas desarrollada para expertos cómo diagnosticar y reparar el sistema de confort climático de los vehículos que denomina de nueva energía. Se trata de los automóviles híbridos y eléctricos, que difieren de los automóviles con motor de combustión convencional y requieren procedimientos especiales de manipulación y seguridad para el mantenimiento y la reparación. Muchos de ellos cuentan con un sistema térmico basado en un circuito de bomba de calor, un sistema más avanzado en comparación con el tradicional sistema de aire acondicionado estándar.

Conocer el sistema de bomba de calor 

A diferencia del aire acondicionado de un vehículo convencional, un sistema basado en bomba de calor es capaz de calentar y enfriar. También gestiona la temperatura del motor eléctrico, las baterías y la electrónica de potencia del vehículo. El sistema funciona como sistema de gestión térmico del vehículo y ayuda al automóvil a alargar la vida útil de la batería y extender su durabilidad.

La bomba de calor es un recurso térmico muy eficiente energéticamente hablando. Garantiza un rendimiento óptimo de la calefacción y la refrigeración y no incide tanto en la batería del vehículo, ya que se necesitan menos calefactores PTC para alcanzar el mismo nivel de confort.

La bomba de calor en los vehículos eléctricos es diferente a un sistema de aire acondicionado convencional y tiene varias partes que cambian. Muchas de las piezas que serían mecánicas en los motores convencionales son totalmente eléctricas en los vehículos eléctricos. Por ejemplo, se usa un compresor de aire acondicionado totalmente eléctrico y de alto voltaje para mantener el sistema completamente funcional, incluso cuando el vehículo no está funcionando. Además, varias válvulas electrónicas manejan la circulación de flujo dentro del sistema en varias direcciones. Otros componentes serían intercambiadores de calor, como el condensador de calor del habitáculo o el llamado enfriador, un intercambiador de calor / frío de agua. Estos componentes adicionales agregan complejidad al mantenimiento del sistema.

El sistema de bomba de calor es mucho más avanzado que un sistema de aire acondicionado normal. Hay que asegurarse de conocer su diseño, la ubicación de los componentes clave y las funciones antes del servicio.

Mantenimiento de la bomba de calor de vehículos eléctricos

Varios procedimientos de servicio para los vehículos eléctricos son similares a los vehículos convencionales, pero conviene recordar que los sistemas de aire acondicionado híbridos y eléctricos funcionan como sistemas de gestión térmico. Significa que tienen que ser completamente funcionales en todas las estaciones, no solo para la comodidad, sino también para el correcto funcionamiento de otros sistemas. Muchos vehículos de nueva energía no arrancarán si el sistema de aire acondicionado no funciona como es debido por el riesgo de daños a la batería y los componentes del accionamiento eléctrico. Por lo tanto, el mantenimiento regular del sistema se vuelve aún más crucial que antes.

Además, es importante recordar que muchas partes del sistema de aire acondicionado NEV son de alto voltaje y requieren procedimientos de seguridad especiales. Consulta las pautas de seguridad del fabricante y obtén más información sobre el procedimiento a través de instrucciones específicas.

Problemas más comunes

Así como puede tener fallos en los sistemas de confort climático convencionales, también pueden ocurrir errores en las bombas de calor de los vehículos eléctricos. Los fallos más comunes pueden ser fugas, lubricación inadecuada del compresor, contaminación del sistema interno y desgaste del compresor. Un rendimiento pobre del sistema o un colapso son consecuencias de no solucionar estos problemas rápidamente.

Hay modelos de vehículos híbridos en los que el sistema de enfriamiento del motor funciona junto con el sistema de A/A. Los fallos potenciales de ambos sistemas pueden afectar al rendimiento general de calefacción o refrigeración y, por lo tanto, al rendimiento de la batería. Un buen mantenimiento de estos sistemas será esencial para la longevidad del automóvil.

La temperatura idónea de la cabina es otro aspecto. Un deficiente rendimiento del control del clima es a menudo el primer síntoma de un problema con el sistema.

Inspección inicial

La inspección del sistema de bomba de calor de NEV se inicia como cualquier otro sistema de aire acondicionado convencional. Primero, verifica que el sistema funcione de acuerdo con los parámetros establecidos. Hay que consultar la guía del fabricante sobre las funciones de calefacción/refrigeración y activarlas y revisarlas una por una. Hay que tener en cuenta que la temperatura exterior puede afectar a la forma en que el refrigerante fluye a través del sistema. Como resultado, las válvulas que dirigen los flujos en el sistema se abrirán o cerrarán en relación a la temperatura ambiente, si el sistema funciona correctamente. Si no es así, existe el riesgo de que los componentes se averíen.

En la inspección inicial,establecer los pasos de servicio que normalmente realiza para el sistema de aire acondicionado convencional. Además de la comprobación del rendimiento del sistema, estos incluyen:

• Control visual del circuito
• Control de la temperatura de los componentes del circuito
• Comprobación de la presión estática y de trabajo del sistema
• Control de estanqueidad del circuito
• OBD y prueba del sistema eléctrico

La revisión del rendimiento del sistema es fundamental en la resolución de problemas, por lo que hay que tomarse el tiempo que sea necesario para inspeccionar a fondo la salida de cada uno de los modos de calefacción y refrigeración.

Existen parámetros de refrigerante que pueden decirle mucho sobre el estado del sistema. La temperatura de los componentes del circuito y los diagnósticos de presión nunca pasan de moda.

Sumérjete aún más en la reparación del sistema de calor NEV

A menudo, no hay procedimientos específicos a seguir por parte del fabricante relacionados con el mantenimiento o servicio del sistema de bomba de calor. A continuación enumeramos algunas prácticas recomendadas generales para comenzar.

Hay varios temas que Nissens encontró cruciales para investigar, debido a la complejidad del diseño del sistema. Estos pueden aplicarse universalmente a los vehículos eléctricos y a los sistemas de bombas de calor.

Prepárate

La documentación OE del vehículo es la clave para el taller en el aftermarket para dar servicio a estos automóviles. Recomendamos analizar el sistema específico y obtener la mayor cantidad de información antes de comenzar su trabajo.

La información del diseño del sistema, las notas técnicas, los boletines y la información del procedimiento de servicio facilitarán el proceso y le permitirán realizar cualquier trabajo de diagnóstico correctamente.

Procedimientos Especiales

La seguridad es la clave cuando se trabaja con sistemas de alto voltaje. Sin embargo, solo se debe apagar el sistema si, por ejemplo, está a punto de abrir el sistema HV reemplazando el compresor de aire acondicionado. No es necesario apagarlo para una prueba de diagnóstico de temperatura o presión.

Estudia a fondo y presta atención a los procedimientos de seguridad para el vehículo. Esto te ayudará a evitar electrocuciones, lesiones personales y daños graves al sistema.

Sigue los procedimientos y use equipos y herramientas de protección. Solo los técnicos certificados pueden realizar trabajos de servicio, y debes familiarizarte con los protocolos de seguridad antes de comenzar. Tómate el tiempo necesario para analizar el diseño del circuito del sistema eléctrico en el automóvil que vas a reparar.

La desactivación del sistema de alto voltaje cambia entre marca y modelo, así que asegúrate de recuperar y estudiar la documentación requerida del fabricante antes de realizar la operación de desconexión.

Los procedimientos de evacuación y carga del sistema pueden requerir un comando OBD especial para liberar las válvulas de dirección del flujo. De lo contrario, los procedimientos de evacuación o carga podrían no ser posibles. Ten en cuenta que un circuito de bomba de calor puede tener varias válvulas para controlar los flujos interiores y, a menudo, es de un volumen de refrigerante significativamente mayor.

¿Qué herramientas hacen falta?

Dependiendo del sistema de bomba de calor, puedes utilizar varias herramientas nuevas. Para determinarlo, echa un vistazo más de cerca al refrigerante. No necesitarás herramientas nuevas si la bomba de calor utiliza R1234yf. Si ya eres un técnico certificado, ya tendrás las herramientas en tu taller para reemplazar o reparar los componentes.

• Termómetro digital, abrazaderas inalámbricas o medidores: Dado que tendrás que determinar muchos parámetros exactos, te recomendamos que obtengas un termómetro o medidor de precisión. Tenerlos inalámbricos facilitará el proceso.
• Herramientas de alto voltaje y equipo de protección: usa solo equipos recomendados y herramientas certificadas para 1000 voltios. Ten en cuenta que necesitas estar capacitado y autorizado para trabajar en instalaciones de alta tensión. Nunca trabajes solo en sistemas de alto voltaje.
• Si el sistema está cargado con R744 (CO2), invierte en herramientas aprobadas para su uso con refrigerante. La estación de recuperación y llenado, el conector, las mangueras y los manómetros deben estar homologados para R744 (CO2). Su función es la misma que para R1234yf, pero la presión del R744 (CO2) podría ser hasta diez veces mayor; por lo tanto, las herramientas deben ser capaces de soportar altas presiones. Además, el lubricante del sistema tiene que ser específico para R744 (CO2). Podrían ser POE o PAG. Mira las especificaciones del compresor para verificar que está trabajando con el aceite correcto.

Las bombas de calor de alta presión R744 / CO2 se verán cada vez más en vehículos impulsados por baterías. El mantenimiento de estos sistemas requiere, entre otros, una estación de servicio especializada y herramientas de diseño mucho más sólidas.

Comprobación de componentes específicos

Nissens recomienda que todas las inspecciones cubran estos componentes específicos:

IHX

Este dispositivo eleva la temperatura de la entrada del compresor. Puedes usar un termómetro para verificar la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida para controlar el estado de la unidad. Sabrás que se eleva la temperatura usando el refrigerante proveniente del conducto de alta presión del sistema de aire acondicionado.

Válvulas solenoides

Las válvulas se pueden comprobar mediante la herramienta de escaneo OBD. Pero esto no necesariamente le dice si la válvula está ligeramente abierta. Para estar seguro, mide la válvula con un termómetro a cada lado. Si la válvula está completamente cerrada, habrá una diferencia de temperatura significativa. Si no, la temperatura debe ser la misma en cada lado. Si el tubo en su salida, comienza a sentirse frío, sabrás que la válvula está ligeramente abierta porque el refrigerante está comenzando a expandirse.

La medición de corriente de las válvulas utilizando un multímetro puede ser útil para determinar si la válvula recibe una señal adecuada para cerrar o abrir. Se deben obtener datos de OE relacionados con los datos de voltaje operativo para realizar dicho diagnóstico.

Hay muchas válvulas solenoides en los sistemas de bomba de calor. Inspecciónalas en términos de señales de entrada y corriente que determinan su funcionamiento. Si es necesario, límpialas o reemplázalas.

Sensores de temperatura

Estos son del mismo tipo que en un sistema de aire acondicionado normal. La mayoría de ellos  controlan la funcionalidad avanzada de los flujos en el circuito de la bomba de calor con más válvulas y flujos inversos. Puedes usar su herramienta de escaneo para probarlos o simplemente usar una fuente de calor para activar el sensor para ver si reacciona.

Sensores de presión

Sin una herramienta de escaneo, estos pueden ser difíciles de verificar. Dado que solo hay un puerto de servicio de baja presión y alta presión, no obtendrás una lectura precisa en sensores específicos.

Condensador

Debe revisar esta pieza regularmente para detectar suciedad, deterioro y cualquier daño en la superficie de intercambio de calor. Si no hay transferencia de calor a través del condensador, el refrigerante no se convertirá en líquido y, por lo tanto, no se producirá enfriamiento ni calentamiento. Además de los códigos de error registrados por la unidad de control del sistema, los parámetros de funcionamiento incorrectos causados por la función deteriorada del condensador pueden provocar daños graves en el compresor de AA.

El estado del condensador principal es uno puntos más importantes a controlar.

Condensador de calor / Condensador interno

Este intercambiador de calor cumple con la función de condensador en el sistema de bomba de calor y elimina o absorbe el calor. Está cerca del evaporador y, por lo tanto, está bien protegido por el salpicadero. Pero asegúrate de que no haya algo que impida que el aire fluya a través de él y que las aletas de aire que controlan el flujo de aire funcionen correctamente.

El condensador de calor está menos expuesto a la suciedad y al deterioro, ya que se encuentra bien protegido en la caja de HVAC. Asegúrate de que no haya restricciones de flujo de aire en la unidad.

Compresor eléctrico de AA

En los sistemas de bomba de calor de un automóvil híbrido o accionado por batería, hay un compresor eléctrico de alto voltaje. Como en cualquier otro sistema de AA, es el corazón del sistema, y su vida útil es crucial para todo el funcionamiento del sistema. Es esencial mencionar que estos compresores son unidades accionadas por motor eléctrico altamente resistentes basadas en tecnología scroll. La mayoría tiene requisitos específicos de lubricante, que no pueden ser conductores.

Como para cualquier otro dispositivo eléctrico, la funcionalidad del compresor depende de la señal en ese momento, que el técnico también debe diagnosticar. Se puede recomendar la solución avanzada de problemas utilizando un osciloscopio, junto con la inspección de OBD y señales de entrada. La limpieza interna del circuito también es de crucial importancia para la vida útil del compresor de diseño scroll.

El compresor eléctrico de AA de alto voltaje requiere un lubricante especial. Al solucionar problemas, además de la inspección visual, sonora y OBD, vale la pena incluir diagnósticos de corriente y de señales de entrada.