Hőszivattyú (elektromos autóban)

Az elektromos autó hőszivattyúja olyan utastérfűtési rendszer, amely a meglévő hőt juttatja az autóba, ahelyett hogy a semmiből állítaná elő, és a korszerű elektromos jármű egyik leghasznosabb klímaberendezésének számít. Mivel az elektromos autóban nincs forró motor, amelyből a hulladékhőt el lehetne vonni, a korai elektromos autók ellenállásos fűtésre támaszkodtak, ami lényegében egy nagy elektromos elem, amely az akkumulátor energiáját közvetlenül hővé alakítja. Ez a megoldás működik, de pazarló, és hideg időben jelentős részt falhat fel az akkumulátorból, éppen akkor csökkentve a hatótávot, amikor a körülmények már amúgy is az autó ellen dolgoznak.

A hőszivattyú úgy kerüli el ezt a pazarlást, hogy ugyanazt a termodinamikai körfolyamatot használja ki, amely a háztartási hűtőszekrényben vagy klímaberendezésben is megtalálható, csupán fűtési irányban működtetve. Egy hűtőközeg kering egy zárt körben; alacsony hőfokú hőt von el a külső levegőből, a motorból és a teljesítményelektronikából vagy az akkumulátorból, majd összesűrítve megemeli a hőmérsékletét, és ezt a koncentrált hőt az utastérbe juttatja, mielőtt kitágulva újrakezdené a ciklust. A lényeg, hogy az áramot csak a kompresszor és a szivattyúk működtetésére fordítja, nem magának a hőnek az előállítására, amelyet ingyen gyűjt a környezetből.

Ezért sokkal hatékonyabb a hőszivattyú, mint az ellenállásos fűtés. Míg az ellenállásos elem a legjobb esetben is egy egységnyi hőt ad le minden egységnyi áramért, a hőszivattyú a körülményektől függően jellemzően két-három egységnyi hőt ad le minden elfogyasztott egységnyi áram után. A gyakorlatban ez érzékelhetően javítja a téli hatótávot és az általános hatékonyságot, gyakran visszanyerve annak a hatótávnak egy érdemi részét, amelyet egy ellenállásos fűtésű autó hideg napon elveszítene, és a hűvösebb hónapokban végig csökkentve az utastér kényelmére fordított energiát.

A technológiának vannak korlátai. Előnye azon múlik, hogy rendelkezésre álljon kivonható környezeti hő, ezért hatékonysága csökken, ahogy a hőmérséklet esik; szélsőséges hidegben, jóval a fagypont alatt, kevés meleg marad a külső levegőben, és a rendszer kevesebbet nyer, olykor kiegészítő ellenállásos fűtést igényelve a lépéstartáshoz. A hőszivattyú emellett költséget és bonyolultságot is ad a járműhöz, ezért egyes gyártók alapfelszereltségként szerelik be, mások pedig opcióként kínálják, vagy a magasabb felszereltségi szintekhez kötik.

A tágabb hőkezelési képben a hőszivattyú ritkán dolgozik elszigetelten. Egyre inkább integrálódik az akkumulátor hőkezelő rendszerébe és az előkondicionáló funkciókba, megosztva a hőt az akkumulátor, a motor és az utastér között, hogy az egyik egységből származó hulladékhő máshol hasznosuljon. Amikor az autó töltőre van csatlakoztatva, az előkondicionálás a hálózati áramot felhasználva előmelegítheti az utasteret és az akkumulátort az indulás előtt, és a hőszivattyú olcsóbbá és gyorsabbá teszi ezt a folyamatot, e rendszerekkel együttműködve óvja meg a hatékonyságot és a valós hatótávot a hidegben.