Casistica guasti su vetture Elettriche ed Ibride

Le ibride e le elettriche sono ormai vetture entrate a far parte del parco veicolare italiano a tutti gli effetti. Questo vale in special modo per le auto ibride (le HEV e le PHEV), con numeri veramente importanti: le immatricolazioni nel 2021 hanno superato quelle delle diesel, con un incremento del 123% rispetto all’anno precedente.

Seppur in misura minore, anche le full electric (le così dette BEV) hanno conquistato una bella fetta di mercato, con circa 50.000 consegne che rappresentano il 3,7 % del totale. Questa importante crescita nelle immatricolazioni è supportata dal crescente numero di case automobilistiche che hanno introdotto nella loro gamma modelli elettrici ed ibridi plug-in presenti sul mercato.

Quindi cambia anche lo scenario di officine e carrozzerie, con l’entrata di nuove vetture e, di conseguenza, anche di nuove problematiche da affrontare e risolvere.

Da un punto di vista diagnostico, si inizi col dire che la SAE ha riservato un set di codici guasto specifici, proprio in virtù del particolare sistema di trazione e gestione di queste vetture.

Tale gruppo di DTC è il P0AXX, formato da un codice comune (il P0A) e le “X” che definiscono le sotto varianti dei guasti, il quale va a descrivere le avarie del power train ibrido ed elettrico.

Uno dei guasti più comuni e diffusi è originato da problemi al plug di servizio (o di sicurezza) del circuito di alta tensione, il quale agisce come un interruttore generale. Infatti rimuovendolo, si opera un interruzione fisica dell’alta tensione, operazione compiuta per ragioni di sicurezza e/o di servizio (ad esempio, lavori e manutenzioni da effettuare sul veicolo).

Il codice guasto associato è il seguente:

P0A0D e P0A0A - Circuito di interblocco sistema alta tensione.

Alle volte, si tratta solamente di un errato riposizionamento, ossia viene montato ma senza chiudere il blocco meccanico del plug (l’ultimo scatto di chiusura).

Plug di servizio Toyota (2019)

In altre circostanze, risulta saltato il fusibile interno, che può essere presente o meno all’interno del dispositivo (come quello mostrato in figura).

In seconda battuta, sono abbastanza frequenti le avarie sul sistema di raffreddamento delle batterie di alta tensione, che possono essere ad aria forzata (tramite un ventilatore dedicato) oppure ad aria climatizzata, sfruttando l’impianto A/C delle vettura. Inoltre sono presenti più sensori NTC di temperatura per il controllo dello stato termico della batteria.

È bene notare che se la batteria non viene più raffreddata, per questioni di sicurezza e di protezione della stessa batteria, la centralina del sistema ibrido disattiva l’alta tensione, con il conseguente fermo vettura.

I codici guasto associati a tale problema sono:

• P0A9B e P0AAC: temperatura rilevata dal sensore inferiore a -45 °C. interruzione o cc verso alimentazione;

• P0A85: Circuito controllo raffreddamento ventola 1 pacco batteria ibrida valore alto;

• P0A82: differenza temperatura della batteria stimata dal funzionamento dell'elettroventola diversa da quella misurata dai sensori.

I guasti possono essere generati da malfunzionamenti dei sensori (danni a cablaggi, connettori o corto circuiti), dal ventilatore fuori uso, dai componenti del circuito clima che gestiscono il raffreddamento delle batterie o semplicemente da ostruzioni dei condotti di ventilazione.

I sistemi di alta tensione delle ibride ed elettriche sono dotati di due o tre relè di potenza (a seconda del costruttore) che gestiscono l’inserimento dell’alta tensione a bordo vettura. In alcuni casi, si possono verificare anomalie anche su tali contattori, accompagnati da questi DTC:

• P1B77 - alta tensione, corto circuito a massa (sistemi Kia – Hyundai);

• P0AA1-00 e P0AA4-00: contattore positivo o negativo batteria ibrida/ev bloccato in posizione chiusa;

Nel primo caso, il danno è provocato da un corto circuito elettrico sui uno dei relè o della piastra di alloggiamento, causato da sovraccarichi di potenza o da laschi della connessione.

Contattore parzialmente fuso (sistema Kia – Hyundai)

Se invece non viene trovata una visibile traccia di danneggiamento, il malfunzionamento della piastra è dovuto semplicemente ai relè che non commutano più.

Infatti in caso di blocco (a cui si riferiscono i DTC successivi), allora i guasti sono generati quando i contatti del relè si elettro saldano a causa di una scarsa velocità in chiusura (si forma un arco elettrico tra i contatti di potenza del relè di amperaggio sufficiente a generare una saldatura): dato che il comando dei relè viene dato in 12 V, ciò è dovuto ad un’alimentazione in bassa tensione non sufficiente (ad esempio, la batteria al piombo della vettura non più efficiente).

Un guasto invece di tipo puramente “diagnostico”, si presenta quando la vettura subisce un evento di crash. La centralina del sistema ibrido, sempre per ragioni di sicurezza, disconnette i contattori di potenza tagliando l’alta tensione sulla vettura, questo per scongiurare che eventuali cavi danneggiati possano generare corti circuiti tali da produrre correnti così elevate da innescare l’incendio delle batterie agli ioni di litio (notoriamente molto pericolose sotto questo punto di vista). Per gli impianti FCA (Jeep, Fiat, Alfa Romeo), siffatta situazione codifica un guasto specifico, il P167B-00: spegnimento del sistema controllato.

L’errore non è conseguenza di un’avaria in particolare ma viene codificato perché si renda necessario ed obbligatorio un reset diagnostico possibile soltanto dopo aver riparato la vettura ed aver ripristinato il corretto isolamento della parte in alta tensione.

Per i veicoli full electric Renault, che comprendono sia vetture che mezzi commerciali, esiste una problematica specifica, legata ad un’avaria del PEB (Power Electronic Box).

Il PEB assolve a due compiti fondamentali, ossia quelli di trasformare la tensione continua in alta tensione, proveniente dalla batteria agli ioni di litio, in tensione alternata per alimentare il motore di trazione e in bassa tensione per alimentare gli utilizzatori del veicolo.

Figura 3: Power Electronic Box Renault Zoe

Il fuori uso della vettura è accompagnato dal DTC 103196 – Convertitore di tensione, originato da una rottura di una delle sezioni elettriche del PEB.

Per convertire l’alta tensione da continua a trifase per il motore elettrico di trazione e per abbassarla da quasi 400 V a 14 V per le utenze, il PEB utilizza un trasformatore interno che si danneggia, in particolare si spezza di netto il traferro in materiale ferromagnetico di cui è composto.