سیستم تهویه و گرمایش (HVAC) در خودروهای الکتریکی (EV)، نقشی حیاتی و پیچیده‌تر از خودروهای احتراقی دارد. از آنجایی که موتور احتراقی برای تأمین گرما وجود ندارد، HVAC در EVها مستقیماً بر میزان مصرف انرژی باتری و در نتیجه بر بُرد (Range) خودرو تأثیر می‌گذارد.
۱. تفاوت‌های کلیدی HVAC در خودروهای برقی
سیستم تهویه در خودروهای برقی حول محور بهره‌وری انرژی و مدیریت حرارتی باتری (BTMS) طراحی شده است:
الف) حذف گرمای اتلافی موتور
در خودروهای بنزینی، گرمایش کابین از طریق آب داغ خروجی موتور تأمین می‌شود. در EVها این منبع حرارتی وجود ندارد، لذا برای گرمایش از دو روش اصلی استفاده می‌شود:
- هیتر مقاومتی (Resistive Heater): المنت‌های گرمایشی ولتاژ بالا که مستقیماً انرژی را از باتری می‌گیرند و گرما تولید می‌کنند. این روش سریع، اما بسیار پرمصرف است و بُرد خودرو را به شدت کاهش می‌دهد.
- پمپ حرارتی (Heat Pump): این فناوری پیشرفته، گرمای محیط (یا گرمای اتلافی سایر قطعات خودرو مانند ECUها و موتور) را جذب کرده و به داخل کابین منتقل می‌کند. پمپ‌های حرارتی بسیار کارآمدتر از هیترهای مقاومتی هستند و مصرف انرژی را کاهش می‌دهند.
ب) ارتباط با مدیریت حرارتی باتری (BTMS)
سیستم HVAC اغلب با BTMS ادغام شده است. BTMS مسئول خنک کردن باتری در دمای بالا و گرم کردن آن در دمای پایین برای حفظ سلامت و عملکرد باتری است. این ادغام، مسیرهای مبرد و شیرهای الکترونیکی را بسیار پیچیده می‌کند.
۲. عیب‌یابی تخصصی پمپ حرارتی (Heat Pump)
در خودروهایی که مجهز به پمپ حرارتی هستند (مانند بسیاری از مدل‌های تسلا، نیسان لیف، یا هیوندای کونا EV)، عیب‌یابی پیچیده‌تر است:
الف) مشکلات مدار مبرد و شیرهای توسعه (Expansion Valves)
- عملکرد ضعیف در دمای پایین: اگر پمپ حرارتی در دمای زیر صفر کارایی لازم را نداشته باشد یا نتواند کابین را گرم کند:
- علت احتمالی: خرابی یا نقص در شیر معکوس‌کننده (Reversing Valve) یا شیر الکترونیکی توسعه (EXV). این شیرها جهت جریان مبرد را برای تبدیل حالت سرمایش به گرمایش کنترل می‌کنند.
- عیب‌یابی: با دستگاه دیاگ باید وضعیت فرمان (Command Status) و وضعیت واقعی (Actual Status) شیرها بررسی شود. همچنین، سنسورهای فشار و دما در سمت پرفشار و کم‌فشار مدار مبرد باید همخوانی داشته باشند.
- انسداد یا نشتی مبرد: هرگونه نشتی در خطوط مبرد یا انسداد ناشی از رطوبت، راندمان سیستم را به شدت پایین می‌آورد.
ب) خرابی کمپرسور ولتاژ بالا (High-Voltage Compressor)
کمپرسور در EVها توسط برق DC ولتاژ بالا (معمولاً 300V تا 800V) کار می‌کند.
- علائم خرابی: عدم تولید سرمایش/گرمایش و ثبت خطای ولتاژ یا عیب‌یابی سیم‌پیچ در ECU سیستم تهویه.
- نکته ایمنی: عیب‌یابی کمپرسور ولتاژ بالا بسیار خطرناک است و باید پس از قطع کامل مدار ولتاژ بالا (Service Disconnect) و تأیید تخلیه خازن‌ها انجام شود.
۳. عیب‌یابی هیتر مقاومتی و سیستم‌های جانبی
الف) هیتر PTC/ولتاژ بالا (High-Voltage Heater)
هیترهای مقاومتی (اغلب از نوع PTC یا ضریب دمای مثبت) برای تأمین گرمای سریع یا پشتیبانی در دمای پایین استفاده می‌شوند.
- علائم خرابی: عدم تولید گرما در کابین و ثبت کد خطای Heater Circuit Failure یا Isolation Fault.
- عیب‌یابی: بررسی سلامت اتصال و عایق‌بندی هیتر. هرگونه کاهش در مقاومت عایقی (Insulation Resistance) مدار ولتاژ بالا نشان‌دهنده نفوذ رطوبت و خطر جدی است.
ب) خرابی PTC برای BTMS
در برخی خودروها، یک هیتر PTC مجزا برای گرم کردن سریع مایع خنک‌کننده باتری (در هوای سرد) وجود دارد. اگر باتری در دمای پایین شارژ نشود و یا راندمان پایینی داشته باشد، این هیتر باید از نظر عملکرد بررسی شود.
ج) موتور دمنده (Blower Motor) و کنترل‌ها
مشکلات رایج مانند عدم تنظیم سرعت فن یا کار نکردن دمنده در EVها نیز رخ می‌دهد. این مشکلات معمولاً مربوط به **ماژول کنترل سرعت دمنده (Blower Motor Control Module)** یا خرابی سیم‌پیچ موتور است.
۴. مراحل کلیدی عیب‌یابی با دستگاه دیاگ
عیب‌یابی موفقیت‌آمیز HVAC در EVها شدیداً به نرم‌افزار و ابزار تخصصی وابسته است:
- بررسی کدهای خطا (DTCs): خواندن کدهای خطای مربوط به HVAC، BCM و BTMS (در صورت وجود ارتباط).
- پارامترهای لحظه‌ای (Live Data):
- دمای مبرد: بررسی دماهای ورودی و خروجی از کابین، باتری و کمپرسور.
- وضعیت شیرهای الکترونیکی: اطمینان از اینکه شیرهای EXV و شیرهای سه‌راهی BTMS در وضعیت صحیح قرار دارند.
- ولتاژ و جریان هیتر: نظارت بر جریان کشی هیتر مقاومتی؛ جریان کشی غیرعادی می‌تواند نشانه خطای درایور ECU باشد.
- تست‌های فعال‌سازی (Actuator Tests): فعال کردن اجباری کمپرسور، هیتر و شیرهای مبرد از طریق دیاگ برای تأیید عملکرد مکانیکی و الکتریکی آن‌ها.
۵. ملاحظات ایمنی و فنی
- ولتاژ بالا: هرگز بدون تجهیزات ایمنی (دستکش عایق، ابزار عایق) و قطع کامل مدار ولتاژ بالا (High-Voltage Disconnect) به سیم‌کشی کمپرسور یا هیتر ولتاژ بالا نزدیک نشوید.
- مبرد: در خودروهای مدرن، ممکن است از مبردهای جدید (مانند R1234yf) استفاده شود که نیازمند تجهیزات بازیابی و شارژ مبرد تخصصی است.
- کالیبراسیون: پس از تعویض هر جزء اصلی (مانند کمپرسور یا شیرها)، باید یک فرآیند کالیبراسیون یا Learning توسط ECU انجام شود تا سیستم بتواند مجدداً کارایی خود را بهینه کند.
