Pompa di calore (auto elettriche)

La pompa di calore di un'auto elettrica è un sistema di riscaldamento dell'abitacolo che trasferisce all'interno del veicolo calore già esistente anziché crearlo da zero, e rappresenta una delle tecnologie di climatizzazione più valide di un'elettrica moderna. Poiché un'auto elettrica non dispone di un motore caldo da cui recuperare calore di scarto, le prime elettriche si affidavano a una resistenza, in sostanza un grande elemento elettrico che converte direttamente l'energia della batteria in calore. Il sistema funziona, ma è dispendioso, e con il freddo può divorare una fetta consistente della batteria, riducendo l'autonomia proprio quando le condizioni sono già sfavorevoli.

La pompa di calore evita questo spreco sfruttando lo stesso ciclo termodinamico di un frigorifero domestico o di un climatizzatore, semplicemente fatto funzionare in modalità riscaldamento. Un refrigerante circola in un circuito chiuso: assorbe calore di bassa qualità dall'aria esterna, dal motore e dall'elettronica di potenza o dalla batteria, viene poi compresso per innalzarne la temperatura e rilascia quel calore concentrato nell'abitacolo prima di espandersi e ricominciare il ciclo. Il punto chiave è che l'elettricità viene spesa solo per azionare il compressore e le pompe, non per generare il calore stesso, che viene raccolto gratuitamente dall'ambiente.

È per questo che una pompa di calore è molto più efficiente di una resistenza. Mentre una resistenza fornisce al massimo un'unità di calore per ogni unità di elettricità, una pompa di calore ne fornisce in genere due o tre per unità di elettricità consumata, a seconda delle condizioni. Nella pratica questo si traduce in un miglioramento percepibile dell'autonomia e dell'efficienza invernali, recuperando spesso una quota significativa dell'autonomia che un'auto riscaldata a resistenza perderebbe in una giornata fredda e riducendo l'energia destinata al comfort dell'abitacolo per tutta la stagione fredda.

La tecnologia ha però i suoi limiti. Il suo vantaggio dipende dalla disponibilità di calore ambientale da estrarre, quindi l'efficacia diminuisce al calare della temperatura; con freddo estremo, molto al di sotto dello zero, nell'aria esterna resta poco calore e il sistema rende meno, chiamando talvolta in aiuto una resistenza supplementare per tenere il passo. Una pompa di calore aggiunge inoltre costo e complessità al veicolo, ed è per questo che alcuni costruttori la montano di serie mentre altri la propongono come optional o la riservano agli allestimenti superiori.

Nel quadro termico complessivo, la pompa di calore lavora raramente in modo isolato. È sempre più integrata con il sistema di gestione termica della batteria e con le funzioni di precondizionamento, ripartendo il calore tra batteria, motore e abitacolo affinché il calore di scarto di un componente venga sfruttato altrove. Quando l'auto è collegata alla presa, il precondizionamento può riscaldare abitacolo e batteria con l'energia di rete prima della partenza, e una pompa di calore rende questo processo più economico e rapido, collaborando con tali sistemi a tutela dell'efficienza e dell'autonomia reale con il freddo.