Pompe à fluide - Structure, fonctionnement et dépannage

Les informations techniques, les conseils et astuces pratiques compilés ci-après ont été rédigés par HELLA afin de fournir une aide professionnelle aux ateliers de réparation automobile dans le cadre de leurs activités. Toutes les informations mises à disposition sur ce site sont destinées à être exploitées uniquement par des professionnels dûment qualifiés.

Pompe de circulation de liquide de refroidissement - Pompe à fluide MP150

Structure et fonctionnement de la pompe à fluide HELLA

La gestion thermique dans les véhicules automobiles est un élément incontournable de l'architecture des véhicules actuels. Des composants tels que la pompe à fluide assurent une commande optimale des flux de chaleur dans le véhicule et améliorent la durée de vie, l'efficacité et les performances des véhicules électriques.

Afin d'utiliser de manière optimale l'énergie thermique produite, les flux de chaleur respectifs dans le véhicule sont commandés par le biais de la gestion thermique. De cette manière, les composants et les éléments, comme moteurs ou batteries, sont capables de fonctionner dans leur plage de température optimale, de même que l'habitacle peut être climatisé en fonction des besoins individuels.

Structure et fonctionnement de la pompe à fluide HELLA

Exemple de représentation Structure de la pompe à fluide MP 150 HELLA A = Module électronique ; B = Module moteur ; C = Module hydraulique ; 1. Cache ; 2. Joint ; 3. Circuit imprimé ; 4. Stator ; 5. Joint ; 6. Rotor ; 7. Joint ; 8. Rondelle de démarrage du rotor ; 9. Carter moteur ; 10.Roue ; 11. Joint ; 12. Corps de pompe ; 13. Amortisseur

La pompe à fluide MP150e est une pompe électrique de circulation de liquide de refroidissement. Elle est utilisée dans le circuit de refroidissement pour la circulation du liquide de refroidissement et, en conséquence, pour le refroidissement de la batterie, de la propulsion électrique et de l'électronique de puissance. La pompe fonctionne indépendamment du moteur et en fonction des besoins, et peut être commutée en continu. Elle peut être utilisée comme pompe de circulation ou pompe de dérivation. Le cycle de vie et l'efficacité de la batterie lithium-ion peuvent ainsi être augmentés, de même que l'autonomie globale des véhicules électriques.

La pompe à fluide MP150e est d’une conception caractérisée par sa légèreté et sa compacité ; elle est équipée de fonctions de sécurité, telles la détection de blocage, la protection contre la marche à sec, la détection de la température, de la tension et du courant.

La pompe dispose en plus d'un concept Active Cooling.

Détection de blocage, de marche à sec

En cas de blocage ou d'absence de liquide de refroidissement dans la pompe, le défaut est détecté par l'électronique intégrée sur la base du régime de pompe et du courant de démarrage. Si aucun changement n'intervient au cours d'un cycle de contrôle initié par le calculateur, la pompe est arrêtée et un enregistrement du défaut est généré.

Détection de la température

Comme la température maximale du liquide de refroidissement est de 90 °C sur la pompe MP150e, la réduction de température est conçue pour maintenir la température dans la plage indiquée. Le derating de température de la pompe commande la température de l'électronique en réduisant la consommation électrique.

Si la température du liquide de refroidissement dépasse la valeur maximale ou si le capteur de température sur le circuit imprimé est endommagé, l'électronique détecte le défaut de surchauffe. À 124 °C, l'électronique de la pompe classifie un défaut de surchauffe pour arrêter la pompe de manière contrôlée.

Détection de la tension et du courant

Si des surtensions ou des sous-tensions sont détectées, la pompe passe en mode de fonctionnement à vide et fonctionne à une puissance réduite afin de garantir le flux du liquide de refroidissement.

Si une surintensité est détectée, la pompe s'arrête pour éviter que les courants élevés n'endommagent la pompe.

Concernant les deux défauts, un code défaut est enregistré dans la mémoire des défauts.

Concept Active Cooling

Le concept de refroidissement actif (Active Cooling) assure une meilleure dissipation de l'énergie thermique à l'intérieur de la pompe en couplant thermiquement le circuit imprimé et les enroulements du moteur au circuit de refroidissement et en plaçant de manière optimale les composants porteurs de courant afin d'améliorer la distribution de la température sur le circuit imprimé.

Ainsi, la pompe MP150e peut fonctionner avec une densité de courant électrique élevée dans les enroulements du stator, sans risque de surchauffe et en étant largement indépendant de l'impact de la température environnante.

Caractéristiques techniques et dimensions

Caractéristiques techniques MP 150
Tension nominale	12 volts
Plage de tension	8 à 16 volts
Température de service	Liquide de refroidissement -40 °C - +90 °C Plage de température environnante -40 °C - +120 °C
Point de fonctionnement hydraulique	3 000 l/h (Δp = 1,1 bar, T_med = 50 °C, mélange glycol / eau 50/50, U = 12 V)
Sens de rotation	Droite
Indice de protection	IP6KX, IPX6K, IPX7, IPX9K
Poids	670 g
Durée de vie	> 30 000 h

Les caractéristiques techniques peuvent varier en fonction du modèle.

Dimensions de la pompe à fluide — Affectation des broches connecteur électrique : broche 1 = masse ; broche 2 = LIN (bus de données) ; broche 3 = alimentation en tension

Domaines d'utilisation

Les pompes électriques de circulation de liquide de refroidissement sont utilisées dans les circuits de refroidissement principaux ou secondaires des véhicules thermiques ou à propulsions alternatives.

Leurs domaines d'application :

Refroidissement moteur
Refroidissement du recyclage des gaz d'échappement
Refroidissement indirect de l'air de suralimentation
Refroidissement de boîte
Refroidissement de la batterie, de l'électronique de puissance ou de l’entraînement sur les véhicules hybrides et électriques

Suivant le type de propulsion (thermique, hybride, électrique) et le type de système, une ou plusieurs pompes peuvent être intégrées dans le véhicule.

Intégration du système dans le véhicule

Intégration au système : Véhicules thermiques ou véhicules hybrides — Véhicules thermiques ou véhicules hybrides

Intégration au système : Véhicule électrique — Véhicule électrique

Exemple d'intégration du système dans le système de refroidissement d'un véhicule thermique et électrique.

Véhicules thermiques ou véhicules hybrides ( image 1 )
La pompe à fluide est intégrée dans le circuit de refroidissement du moteur en plus de la pompe à eau mécanique et sert au refroidissement auxiliaire sur les véhicules thermiques. Parmi les fonctions de la pompe figure la régulation de la température pour le refroidissement de l'air de suralimentation, le refroidissement de boîte, le recyclage des gaz d'échappement ou d'autres systèmes commandés à la demande. Cela permet de réduire considérablement à la fois les émissions et la consommation de carburant.

Véhicule électrique ( image 2 )
L'utilisation de la pompe à fluide permet d'améliorer la flexibilité et l'efficacité du flux de liquide de refroidissement sur un véhicule électrique. Elle assure une température optimale de la batterie et en augmente sa durée de vie et son efficacité. La pompe à fluide garantit un débit adéquat du liquide de refroidissement afin de ne pas dépasser la température maximale admissible de la batterie. Une longue durée de vie de la batterie est par conséquent garanti, protégeant en même temps tous les autres éléments d'un système de gestion thermique contre les dommages thermiques.

Contrôle et diagnostic des défauts

Diagnostic calculateur : Lire mémoire des défauts Dans notre exemple, le défaut P2600 a été lu par le calculateur

Le fonctionnement de la pompe électrique de circulation du liquide de refroidissement est surveillé par le calculateur moteur hiérarchiquement supérieur. Les défauts qui surviennent sont détectés par l'électronique de la pompe, puis transmis au calculateur de système via l'interface du bus de données et finalement enregistrés dans la mémoire des défauts. Un appareil de diagnostic approprié permet de lire les codes défaut et de s'en servir pour la poursuite du dépannage. Un défaut d’importance systémique est signalé par l'allumage du voyant sur le combiné d'instruments pour en alerter le conducteur.

Dans notre exemple, le défaut P2600 a été lu par le calculateur. Code défaut P2600 – Pompe de refroidissement auxiliaire – Circuit électrique défectueux
Causes possibles :

Alimentation en tension défectueuse
Fusible défectueux
Interruption, court-circuit, résistances dans un circuit électrique
Pompe défectueuse
Calculateur défectueux

Conséquences possibles de l’enregistrement du défaut :

Surchauffe du système de refroidissement
Allumage du voyant d’alerte

Impacts et causes de panne

De fortes contraintes mécaniques, des impuretés, une perte de liquide de refroidissement et de grandes variations de température favorisent l'usure et peuvent, avec le temps, conduire à une panne de la pompe de circulation du liquide de refroidissement.

Causes de pannes possibles :

Dommages mécaniques externes ou internes
Fuites - perte de liquide de refroidissement
Contamination du système de refroidissement
Qualité du liquide de refroidissement
Alimentation en tension défectueuse

Une pompe à fluide MP 150 défectueuse doit être remplacée !
Le fabricant ne prévoit pas de réparation

Instructions de réparation et de montage

Le système de refroidissement est sous pression.

Risque de blessure en cas de fuite de liquide de refroidissement.
Avant de réparer le système de refroidissement, réduire la pression de carburant !
Porter des lunettes et des vêtements de protection !

Si la pompe électrique de circulation du liquide de refroidissement devait être remplacée dans le cadre d'une réparation, respectez impérativement les consignes de sécurité et les instructions de réparation du fabricant du produit et du constructeur du véhicule !

Instructions de réparation et de montage

Seul un personnel spécialisé et dûment formé est autorisé à intervenir sur les systèmes de refroidissement.
Si nécessaire, utiliser les outils de pose et dépose prescrits par le constructeur du véhicule
Avant de procéder au remplacement, le raccordement électrique de la pompe de circulation du liquide de refroidissement doit être mis hors tension, soit en le déconnectant du réseau de bord, soit en déconnectant la batterie !
Avant de poser une nouvelle pompe, vérifier l'absence de contamination dans le système de refroidissement et, si nécessaire, le rincer et le nettoyer !
La pompe ne doit pas être activée électriquement avant d'être remplie de liquide de refroidissement !
Après avoir posé la pompe de circulation du liquide de refroidissement, le système de refroidissement doit être purgé et son étanchéité contrôlée !
La pompe à fluide MP150 doit être utilisée avec un mélange d'eau et de liquide antigel contenant au moins 45 % de glycol. N'utiliser que les mélanges eau-glycol recommandés par le constructeur automobile.

Consigne de réparation véhicule électrique

Composants sous haute tension !

Veuillez respecter les consignes de sécurité générales et spécifiques du fabricant.

Toutes interventions de réparation ne doivent être effectués que par des "personnes dûment qualifiées en électrotechnique".

Avant de procéder à toute réparation, le système haute tension doit être mis hors tension par un "spécialiste des travaux sur les véhicules à sécurité intrinsèque HT".

Les lois et règlements spécifiques à chaque pays concernant les travaux sur les systèmes haute tension doivent être observés et respectés.

Les illustrations schématiques, images et descriptions ne sont données qu'à titre d'explication et d'illustration du texte du document et ne peuvent en aucun cas être utilisées comme base pour les interventions spécifiques sur véhicule en matière de réparation et de maintenance.

Les diagnostics ont été illustrés en utilisant l'appareil de diagnostic mega macs 77 comme exemple. L'étendue des contrôles et la variété des fonctionnalités respectives peuvent être interprétées différemment selon le constructeur du véhicule et dépendent de la configuration système respective du calculateur.

Pas du tout utile

Très utile

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