Mediumpumpe - Aufbau, Funktion und Fehlersuche

Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildetem Fachpersonal genutzt werden.

Kühlmittelumwälzpumpe - Mediumpumpe MP150

Aufbau und Funktion der Hella Mediumpumpe

Das Thermomanagement in Kraftfahrzeugen ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Fahrzeugarchitektur. Komponenten wie die Mediumpumpe stellen die optimale Steuerung von Wärmeströmen im Fahrzeug sicher und verbessern Lebensdauer, Effizienz und Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen.

Um die entstehende Wärmeenergie optimal zu nutzen werden über das Thermomanagement die jeweiligen Wärmeströme im Fahrzeug gesteuert. Dadurch wird gewährleistet, dass Bauteile und Komponenten wie Motoren oder Batterien in ihrem optimalen Temperaturbereich betrieben sowie der Fahrzeuginnenraum je nach individuellen Bedürfnissen klimatisiert werden kann.

Aufbau und Funktion der Hella Mediumpumpe

Beispielhafte Darstellung Aufbau der HELLA Mediumpumpe MP 150 A = Elektronik-Modul; B = Motor-Modul; C = Hydraulik-Modul; 1. Abdeckung; 2. Dichtung; 3. Leiterplatte; 4. Stator; 5. Dichtung; 6. Rotor; 7. Dichtung; 8. Rotoranlaufscheibe; 9. Motorgehäuse; 10.Laufrad; 11. Dichtung; 12. Pumpengehäuse; 13. Dämpfer

Die Mediumpumpe MP150e ist eine elektrische Kühlmittelumwälzpumpe und wird im Kühlkreislauf für die Zirkulation des Kühlmittels und dementsprechend zur Kühlung der Batterie, des Elektroantriebs und der Leistungselektronik verwendet. Die Pumpe arbeitet motorunabhängig und bedarfsgerecht und kann stufenlos zugeschaltet werden. Sie kann als Umwälzpumpe oder Nebenstrompumpe eingesetzt werden. Auf diese Weise können Lebensdauer und Effizienz der Lithium-Ionen-Batterie erhöht sowie die Reichweite von Elektrofahrzeugen insgesamt gesteigert werden.

Die Mediumpumpe MP150e verfügt über eine leichte und kompakte Bauweise und ist mit Sicherheitsfunktionen wie die Erkennung von Blockaden, Trockenlaufschutz, Temperatur-, Spannungs- und Stromerkennung ausgestattet.

Zusätzlich verfügt die Pumpe über ein Active-Cooling-Konzept.

Blockade-, Trockenlauferkennung

Befindet sich eine Blockade oder kein Kühlmittel in der Pumpe wird anhand der Pumpendrehzahl und dem Anlaufstrom seitens der integrierten Elektronik der Mangel erkannt. Stellt sich innerhalb eines vom Steuergerät eingeleiteten Prüfzyklus keine Änderung ein wird die Pumpe abgeschaltet und ein Fehlereintrag generiert.

Temperaturerkennung

Da die maximale Kühlmitteltemperatur bei der MP150e 90°C beträgt, ist die Temperaturreduzierung so ausgelegt, dass die Temperatur im angegebenen Bereich gehalten wird. Das Temperatur-Derating der Pumpe steuert die Temperatur der Elektronik, indem es den Stromverbrauch reduziert.

Steigt die Kühlmitteltemperatur über dem maximalen Wert oder der Temperatursensor auf der Leiterplatte ist beschädigt, erkennt die Elektronik den Übertemperaturfehler. Bei 124°C klassifiziert die Pumpenelektronik einen Übertemperaturfehler, um die Pumpe kontrolliert zu stoppen.

Spannungs- und Stromerkennung

Werden Über-, oder Unterspannungen erkannt geht die Pumpe in den Leerlaufmodus und läuft mit verminderter Leistung um den Kühlmittelfluss zu gewährleisten.

Wird ein Überstrom erkannt, stoppt die Pumpe um zu verhindern, dass die hohen Ströme die Pumpe beschädigen.

Bei beiden Fehlern wird ein Fehlercode im Fehlerspeicher abgelegt.

Active-Cooling-Konzept

Durch die thermische Ankopplung der Leiterplatte und der Motorwicklungen an den Kühlkreislauf, sowie die optimale Platzierung der stromführenden Komponenten zur Verbesserung der Temperaturverteilung auf der Leiterplatte, sorgt das Active-Cooling-Konzept für eine verbesserte Abfuhr der Wärmeenergie innerhalb der Pumpe.

Somit kann die MP150e mit hoher elektrischer Stromdichte in den Statorwicklungen betrieben werden, ohne dass es zu einer Überhitzung kommt und ist weitgehend unabhängig vom Einfluss der Umgebungstemperatur.

Technische Daten und Abmessungen

Technische Daten MP 150
Nennspannung	12 Volt
Spannungsbereich	8 bis 16 Volt
Betriebstemperatur	Kühlmittel -40°C - +90°C Umgebungsbereich -40 °C - +120°C
Hydraulischer Arbeitspunkt	3000l/h (Δp = 1,1bar, T_med =50°C, Glykol / Wasser-Gemisch 50/50, U = 12V)
Drehrichtung	Rechts
Schutzart	IP6KX, IPX6K, IPX7, IPX9K
Gewicht	670 g
Lebensdauer	> 30000 h

Die technischen Daten können je nach Ausführung variieren.

Mediumpumpe Abmessungen — Pinbelegung elektrischer Anschlussstecker: Pin 1 = Masse; Pin 2 = LIN (Datenbus); Pin 3 = Spannungsversorgung

Anwendungsbereiche

Elektrische Kühlmittelumwälzpumpen werden in Haupt- oder Nebenkühlkreisläufen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren oder alternativen Antrieben eingesetzt.

Ihre Einsatzbereiche sind:

Motorkühlung
Kühlung der Abgasrückführung
Indirekte Ladeluftkühlung
Getriebekühlung
Kühlung von Akku, Leistungselektronik oder Antrieb in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

Je nach Antriebsart (Verbrennungsmotor, Hybrid, Elektro) und System können im Fahrzeug eine oder auch mehrere Pumpen verbaut sein.

Systemeinbindung im Fahrzeug

Systemeinbindung: Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor oder Hybridfahrzeuge

Beispielhafte Darstellung der Systemeinbindung im Kühlsystem an einem Fahrzeug mit Verbrennungs- und Elektromotor.

Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor oder Hybridfahrzeuge ( Bild 1 )
Die Mediumpumpe wird zusätzlich zur mechanischen Wasserpumpe in den Motorkühlkreislauf integriert und dient zur Zusatzkühlung in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Zu den Funktionen der Pumpe gehört die Regelung der Temperatur für die Ladeluftkühlung, Getriebekühlung, Abgasrückführung oder anderer bedarfsgesteuerter Systeme. Dadurch können sowohl die Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch erheblich gesenkt werden.

Elektrofahrzeug ( Bild 2 )
Durch den Einsatz der Mediumpumpe kann der Kühlmittelfluss im Elektrofahrzeug flexibler und effizienter gestaltet werden. Sie sorgt für eine optimale Temperatur der Batterie und erhöht deren Lebensdauer und Effizienz. Die Mediumpumpe garantiert einen angemessenen Durchfluss des Kühlmittels, um die maximal zulässige Temperatur der Batterie nicht zu überschreiten. Dieses gewährleistet eine lange Lebensdauer der Batterie und schützt alle anderen Komponenten eines Thermomanagement-Systems vor thermischen Schäden.

Prüfung und Fehlerdiagnose

Steuergerätediagnose: Fehlerspeicher auslesen. In unserem Fallbeispiel wurde der Fehler P2600 aus dem Steuergerät ausgelesen

Die Funktion der elektrischen Kühlmittelumwälzpumpe wird über das jeweilige übergeordnete Systemsteuergerät überwacht. Auftretende Fehler werden über die Pumpenelektronik erkannt, über die Datenbus-Schnittstelle an das Systemsteuergerät weitergeleitet und im Fehlerspeicher abgelegt. Mit einem geeigneten Diagnosegerät können die Fehlercodes ausgelesen und für die weitere Fehlersuche herangezogen werden. Ein systemrelevanter Fehler wird durch das Aufleuchten der jeweiligen Kontrollleuchte im Kombiinstrument als Warnhinweis für den Fahrer angezeigt.

In unserem Fallbeispiel wurde der Fehler P2600 aus dem Steuergerät ausgelesen.
Fehlercode P2600 – Zusatzkühlmittelpumpe – Stromkreis fehlerhaft

Mögliche Ursachen:

Fehlerhafte Spannungsversorgung
Sicherung defekt
Unterbrechung, Kurzschluss, Widerstände im Stromkreis
Pumpe defekt
Steuergerät fehlerhaft

Mögliche Auswirkungen des Fehlereintrags:

Kühlsystem überhitzt
Fehlerlampe leuchtet

Auswirkungen und Ursachen für Ausfälle

Starke mechanische Belastungen, Verunreinigungen, Kühlmittelverlust und hohe Temperaturunterschiede fördern den Verschleiß und können mit der Zeit zu einem Mangel an der Kühlmittelumwälzpumpe führen.

Ausfallursachen können sein:

Äußere oder innere mechanische Beschädigungen
Undichtigkeiten - Kühlmittelverlust
Verunreinigung im Kühlsystem
Kühlmittelqualität
Fehlerhafte Spannungsversorgung

Eine defekte Mediumpumpe MP 150 muss erneuert werden!
Eine Reparatur ist seitens des Herstellers nicht vorgesehen.

Reparatur- und Montagehinweise

Das Kühlsystem steht unter Druck.

Es besteht Verletzungsgefahr durch austretende Kühlflüssigkeit.
Vor der Reparatur am Kühlsystem den Systemdruck abbauen!
Schutzbrille und Schutzbekleidung tragen!

Sollte die elektrische Kühlmittelumwälzpumpe im Rahmen der Reparatur ausgetauscht werden, beachten Sie zwingend die Sicherheitshinweise und Reparaturanweisungen der Produkt- und Fahrzeughersteller!

Reparaturarbeiten am Kühlsystem dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden.
Falls erforderlich, verwenden Sie die vom Fahrzeughersteller vorgeschriebenen Ein- oder Ausbauwerkzeuge
Vor dem Austausch muss der elektrische Anschluss der Kühlmittelumwälzpumpe vom Bordnetz spannungsfrei geschaltet oder die Batterie abgeklemmt werden!
Das Kühlsystem muss vor dem Einbau einer neuen Pumpe auf Verunreinigungen geprüft und falls erforderlich gespült und gereinigt werden!
Die Pumpe darf vor dem Befüllen mit Kühlmittel nicht elektrisch aktiviert werden!
Nach dem Einbau der Kühlmittelumwälzpumpe muss das Kühlsystem entlüftet und auf Dichtheit geprüft werden!
Die Mediumpumpe MP150 ist mit einem Wasser-Frostschutz-Gemisch mit mindestens 45% Glykol zu betreiben. Verwenden Sie nur die vom Fahrzeughersteller empfohlenen Wasser-Glykol-Gemische.

Reparaturhinweis Elektrofahrzeug

Hochspannungsführende Komponenten!

Bitte beachten Sie die allgemeinen und herstellerspezifischen Sicherheitsvorschriften.

Sämtliche Arbeiten dürfen nur durch „elektrotechnisch unterwiesene Personen“ durchgeführt werden.

Das Hochvoltsystem muss vor der Reparatur von einem „Fachkundigen für Arbeiten an HV-eigensicheren Fahrzeugen“ spannungsfrei geschaltet werden.

Die jeweiligen landesspezifischen Gesetze und Verordnungen zu Arbeiten an Hochvoltsystemen müssen beachtet und eingehalten werden.

Schematische Darstellungen, Bilder und Beschreibungen dienen zur Erklärung und Darstellung des Dokumententextes und können nicht als Grundlage zur fahrzeugspezifischen Reparatur verwendet werden.

Die Steuergerätediagnose wurde beispielhaft anhand des Diagnosegerätes mega macs 77 dargestellt. Die jeweilige Prüftiefe und Funktionsvielfalt kann je nach Fahrzeughersteller unterschiedlich ausgelegt sein und ist abhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration des Steuergerätes.

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