Bomba de calor Tesla detalhada, dá um impulso à gama EV de inverno

Dec 10, 2023

A Tesla descreveu na semana passada alguns dos detalhes que distinguem seu sistema de bomba de calor que agora está incluído em toda a linha de veículos.

A fabricante de veículos elétricos afirma que seu design funciona bem em climas muito frios, onde outras bombas de calor ficam aquém.

Dependendo da situação exata, afirma a Tesla, seus carros podem estar usando apenas um quarto da energia com o sistema de bomba de calor do que sem, para manter a cabine aquecida. No geral, pode resultar em até 20% menos energia consumida durante viagens em climas frios, diz a Tesla – embora não esteja claro se isso se refere especificamente à energia consumida na cabine.

A Tesla não é de forma alguma a única montadora a descobrir que as bombas de calor corrigem a perda de alcance do EV em climas frios. Ele resistiu à tecnologia anos atrás.

Antes da bomba de calor, a Tesla tinha uma estratégia para usar o calor residual do motor e da eletrônica de potência para ajudar a aquecer a bateria, e alegou aumentar a faixa de tempo frio sem a complexidade adicional de uma bomba de calor. Mas a empresa mudou de ideia com a bomba de calor que estreou no Model Y.

bomba de calor tesla

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A resposta parece ser que ele encontrou uma maneira de tornar a adição menos complexa. Ele projetou o chamado supercoletor que combina todos os canais de refrigerante e canais de refrigerante que, de outra forma, poderiam ser componentes separados. Como explicado neste vídeo, em vez de redesenhar o circuito do refrigerante, a Tesla integrou a bomba de calor com uma "octoválvula" que muda para uma posição diferente dependendo do modo de operação.

Como funcionam as bombas de calor

As dicas do vídeo da Tesla de que as bombas de calor são um pouco como construir condicionadores de ar, transportando calor de um ambiente mais frio (interno) para um ambiente mais quente (externo), apenas o oposto.

Ao contrário dos veículos de combustão interna, os EVs não têm motor que expele calor residual que pode ser usado para aquecer a cabine. O aquecimento resistivo, como o usado para aquecedores de ambientes, torradeiras ou secadores de cabelo, consome muita energia do alcance.

As bombas de calor movem o calor em vez de gerá-lo, e a física pode parecer quase mágica: um refrigerante cuidadosamente escolhido carrega energia térmica de seus arredores quando é comprimido em um gás e libera calor ao se condensar em um líquido.

Tesla Model S Plaid bomba térmica e de calor

As bombas de calor são uma das chaves para ajudar a reduzir a perda de alcance do EV em clima frio por causa desse cálculo de energia. Numa base de energia que entra, energia que sai, de acordo com a Bosch, um dos fabricantes de bombas de calor, uma bomba de calor que consome 1 kw irá gerar o calor equivalente entre 2 e 3 kw. Mahle, outro fornecedor, diz que sua bomba de calor pode recuperar 20% da perda de alcance em climas frios.

Existem algumas ressalvas para isso. Bombas de calor envolvem muito custo adicional e complexidade; eles podem gerar algum ruído que interrompe a experiência silenciosa do EV; e geralmente não fornecem os resultados rápidos que o aquecimento resistivo oferece. Portanto, os proprietários podem ver o retorno em eficiência apenas em viagens rodoviárias mais longas - quando ajudarem a aumentar o alcance e tornar mais fácil alcançar o próximo carregador sem sacrificar o conforto da cabine.

Peça necessária para evitar a calmaria do inverno

Cada vez mais, as empresas estão concluindo que vale a pena as compensações. A General Motors, por exemplo, enfatizou que a vantagem do mundo real está por trás do motivo pelo qual decidiu incluir bombas de calor em todos os próximos GM EVs.

Existem novas maneiras de configurar o sistema, especificamente para ganhos em climas frios. A Rivian está redesenhando seu sistema térmico para incluir uma bomba de calor e, na mais recente bomba de calor para os modelos Hyundai e Kia, o calor recuperado de uma variedade de componentes de acionamento ajuda a empurrar o refrigerante líquido de volta para um gás, reduzindo sua carga e aumentando o retorno de energia.

Os sistemas que possuem bomba de calor combinam com aquecimento resistivo, para rápido desembaçamento/descongelamento do para-brisa e aquecimento rápido da cabine conforme necessário, depois passa o bastão quando pode para a bomba de calor. Como ressalta o esquema do sistema no Toyota Prius Prime, eles podem se tornar muito complexos.