Як працює тепловий насос в електромобілі

Електромобіль не може використовувати тепло від згоряння пального в двигуні внутрішнього згоряння, а електричний обігрів повітря є неефективним. Теплові насоси пропонують ефективну альтернативу класичному електричному опаленню і можуть збільшити запас ходу до 20 відсотків. Як це працює? 

Взимку запас ходу електромобілів зменшується. Це також пов’язано з тим, що через брак теплоти від згоряння палива частина рушійного струму повинна відводитися і використовуватися для обігріву салону. Тому багато електромобілів покладаються на тепловий насос, знайомий з побутових застосувань. Він працює набагато ефективніше, ніж класичний повітряний обігрів за принципом фена.

Очікується, що тепловий насос забезпечить економію від 10 до 20 відсотків. Це відповідає збільшенню запасу ходу на таку ж величину. Хоча в умовах повсякденного зимового водіння ця економія, ймовірно, буде меншою, перевага в споживанні палива є беззаперечною. Влітку тепловий насос працює в зворотному напрямку і бере на себе функцію системи кондиціонування повітря.

Принцип роботи теплового насоса заснований на замкнутому контурі зі спеціальним холодоагентом, який змінює свій агрегатний стан між рідким і газоподібним. Процес починається у випарнику, де холодоагент поглинає тепло з навколишнього середовища і в процесі випаровується. Хоча в електромобілі не відбувається горіння, двигун і силова електроніка виділяють принаймні трохи тепла. Однак, завдяки хімічним властивостям холодоагенту, процес поглинання працює навіть при температурах нижче нуля.

Потім компресор з електричним приводом підвищує тиск газоподібного холодоагенту, що призводить до його нагрівання. Нагрітий газ направляється в конденсатор, де він передає своє тепло теплообміннику і знову зріджується. Нарешті, рідкий холодоагент проходить через розширювальний клапан, внаслідок чого тиск падає і холодоагент знову випаровується. Цикл починається спочатку.

Інтелектуальні системи часто поєднують тепловий насос з іншими технологіями опалення, такими як допоміжні нагрівачі PTC (електричні нагрівачі) для швидкого нагрівання перед тим, як більш ефективний тепловий насос візьме на себе підтримку температури. Ця геніальна система мінімізує споживання енергії та оптимізує запас ходу автомобіля.

Багато нових електромобілів мають тепловий насос на борту в стандартній комплектації, принаймні в трохи дорожчих сегментах. У багатьох інших він може бути встановлений на заводі-виробнику за ціною близько 1000 євро. Пізніше модернізація неможлива.