Mi a hőszivattyú, hogyan működik, és miért kulcsfontosságú az elektromos autók hatékonyságához

A hőszivattyú az elektromos autók fejlődésének egyik legfontosabb elemévé vált. Ennek oka, amely kulcsfontosságú technológia az akkumulátorok hatékonyságának és kényelmének, különösen a hideg éghajlaton.

A környezeti és a maradék hő kihasználásának képessége lehetővé teszi az akkumulátor energiafogyasztásának csökkentését, az autonómia növelése egyre több modellt okoz, hogy alapkivitelben beépítse. Az energiamegtakarítást több tíz további autonómia kilométerre fordítják, ami döntő az elektromos járművek egyes felhasználóinak … és kiemelni a versenytársak körében.

Tudjuk meg jobban ezt: ez az:

Mi az a hőszivattyú?

A hőszivattyú egy légkondicionáló rendszer, amely termodinamikai ciklust használ a hőt a járműben lévő külső (vagy belső források mint elektronikus alkatrészekként) történő átvitelére. Fő feladata a kabin hatékonyabb melegítése, mint a hagyományos ellenállási rendszerek, amelyek közvetlenül az akkumulátor energiáját fogyasztják a hő előállításához.

Anélkül, hogy a technikai jellegűekbe lépne, a hőszivattyú visszafordítható légkondicionálóként működik: nyáron lehűtheti a kabinot, és télen ugyanazon elv alapján melegíti azt, de a hőáramlás befektetésével.

Hogyan működik a hőszivattyú egy elektromos autóban

A hőszivattyúnak négy fő alkatrésze van: kompresszor, párologtató, kondenzátor és hűtőközeg. A folyamat meglehetősen egyszerű:

• A rendszer rögzíti a külső levegő hőt (vagy az autó elektromos alkatrészei, például a motor, az inverter vagy az akkumulátor által generált maradék).
• Ő hűtőközeg elnyeli a hőt, és folyadékról gáznemre halad át a párologtató–
• Ő kompresszor Növelje a gáznyomást és a hőmérsékletet.
• A forró gáz átmegy a kondenzátorahol a hő ad a levegőben, amelyet a kabinba vezetnek.
• A hűtőközeg visszatér a folyékony állapotba … és a ciklus megismétlődik.

Ez a folyamat lehetővé teszi, hogy még a nulla alatti külső hőmérsékletek esetén is a rendszer elegendő hőt tud kinyerni az autó belsejének melegítéséhez, amit az ellenállási rendszerek nem tudnak megtenni nagy energiafogyasztás nélkül.

Miért hatékonyabb a hagyományos rendszerek

A hőszivattyú fő előnye az energiahatékonyság. Az ellenállási fűtési rendszer közvetlenül az akkumulátor villamos energiáját hőre konvertálja (a hatékonyság közel 100%, de a külső források előnyeinek kihasználása nélkül). A maga részéről a hőszivattyú 2 és 3 kW között képes hőt fogyasztani, mindössze 1 kW villamos energiát, mivel kihasználja a környezeti vagy a maradék hőt.

Ez számos előnyt jelent:

• Alacsonyabb az akkumulátor energiafogyasztása légkondicionáláshoz (maradék hő használatakor)
• Nagyobb autonómia, különösen télen, a fűtés energiafogyasztásának csökkentésével.
• A kabin gyorsabb fűtése.

Mennyit takarít meg egy hőszivattyú

Hogyan fordítják ezek az adatok, hogy minden felhasznált 1 kW villamos energia esetén a hőszivattyú hozzájárulhat 2,5 és 3 kW hő között a kabinhoz? Különböző tesztek szerint a hőszivattyú óránként 1,5 és 2 kW energiafogyasztást takaríthat meg az ellenállásrendszerrel szemben.

Ez azt jelenti, hogy valódi téli körülmények között legalább 10% -os energiamegtakarítást jelent. Vannak olyan márkák, mint például a Tesla, akik biztosítják, hogy hőszivattyú -rendszerük 20% -kal hatékonyabb legyen, mint a hagyományos ellenálló fűtés.

Hideg körülmények között a hőszivattyú akár 30% -os energiát takaríthat meg az ellenállási rendszerhez képest, amely akár 40 további autonómiát is jelenthet egy 400 km -es teljes elérhetőségű autóban.

A hőszivattyú használata lehetővé teszi, hogy az elektromos autó autonómiája sokkal stabilabb maradjon a hideg éghajlaton. Például a Koreai Környezetvédelmi Minisztérium által készített tanulmány bebizonyította, hogy a Hyundai Kona Electric és a KIA E -NIRO azt mutatja, hogy -7 ° C -on az eredeti autonómia 90% -át megtartják az aktivált hőszivattyúval. E rendszer nélkül az autonómia 18–43% -a elveszthető azonos körülmények között (láttuk ebben a tesztben).

Ebben a táblázatban összefoglaljuk az egyes rendszerek fő jellemzőit:

Hogyan befolyásolja a környezeti hőmérséklet a hatékonyságot

A hőszivattyú nem mindig működik. Minél alacsonyabb a külső hőmérséklet, annál alacsonyabb hatékonysága. De légy óvatos, még intenzív hideg körülmények között is, a hőszivattyú hatékonyabb, mint a hagyományos ellenállás -fűtési rendszerek.

• Lágy hőmérséklet (több mint 5-7 ° C): A hőszivattyúk elérik a maximális teljesítményt és hatékonyságot, olyan teljesítmény együtthatókkal (COP), amely meghaladhatja a 4 -et (minden elfogyasztott villamosenergia -egységnél több mint 4 hasznos hőegységet generál). Ilyen körülmények között a jármű autonómiáját alig érinti.
• Hideg hőmérséklet (0 ° C A -10 ° C): A hatékonyság csökken, mivel a külső levegőben kevesebb hő áll rendelkezésre, és a rendszer jobban működik. A COP csökkentheti a 2,5 és 3 közötti értékeket, tehát növeli az energiafogyasztást. Ez akár 40% -kal kevesebb hatékonyságot jelent az optimális körülmények szempontjából.
• Szélsőséges hőmérsékletek (-10 ° C alatt): A modern hőszivattyúk akár -25 ° C -ot is működhetnek, de hatékonyságuk csökken, és bizonyos esetekben támogatásra lehet szükség az elektromos ellenálláshoz a termikus kényelem fenntartása érdekében. Ilyen körülmények között a jármű autonómiája veszélyesebb.

Ezt figyelembe véve a kabin előtti környezeti előadás (az autót a csatlakozás előtt melegítse, a felhasználás előtt) segít enyhíteni a hidegnek a hatékonyságra és az autonómiára gyakorolt ​​hatását.