Bomba de calor (elétricos)

A bomba de calor de um elétrico é um sistema de aquecimento do habitáculo que desloca para o interior calor já existente, em vez de o criar de raiz, e representa uma das tecnologias de climatização mais úteis de um veículo elétrico moderno. Como um elétrico não tem um motor de combustão quente de onde aproveitar calor residual, os primeiros automóveis elétricos recorriam a um aquecedor resistivo, no fundo um grande elemento elétrico que transforma diretamente a energia da bateria em calor. Esse processo funciona, mas é dispendioso, e com frio pode devorar uma fatia significativa da bateria, reduzindo a autonomia precisamente quando as condições já são desfavoráveis.

A bomba de calor contorna este desperdício explorando o mesmo ciclo termodinâmico de um frigorífico doméstico ou de um aparelho de ar condicionado, apenas funcionando no sentido do aquecimento. Um fluido refrigerante circula num circuito fechado: absorve calor de baixa temperatura do ar exterior, do motor e da eletrónica de potência ou da bateria, é depois comprimido para elevar a sua temperatura e liberta esse calor concentrado no habitáculo antes de se expandir e reiniciar o ciclo. O ponto essencial é que a eletricidade é gasta apenas a fazer funcionar o compressor e as bombas, e não a gerar o próprio calor, que é recolhido gratuitamente do ambiente.

É por isto que uma bomba de calor é muito mais eficiente do que um aquecedor resistivo. Enquanto um elemento resistivo entrega, na melhor das hipóteses, uma unidade de calor por cada unidade de eletricidade, uma bomba de calor entrega tipicamente duas a três unidades de calor por unidade de eletricidade consumida, consoante as condições. Na prática, isto traduz-se numa melhoria sensível da autonomia e da eficiência no inverno, recuperando muitas vezes uma percentagem apreciável da autonomia que um automóvel com aquecimento resistivo perderia num dia frio, e reduzindo a energia gasta com o conforto do habitáculo ao longo dos meses mais frescos.

A tecnologia tem, porém, limites. A sua vantagem depende de existir calor ambiente disponível para extrair, pelo que a eficácia vai diminuindo à medida que a temperatura desce; em frio extremo, muito abaixo de zero, resta pouco calor no ar exterior e o sistema aproveita menos, recorrendo por vezes a um aquecimento resistivo de apoio para dar resposta. Uma bomba de calor acrescenta ainda custo e complexidade ao veículo, razão pela qual alguns fabricantes a montam de série, enquanto outros a oferecem como opção ou a reservam para os níveis de equipamento superiores.

No quadro térmico mais alargado, a bomba de calor raramente trabalha de forma isolada. Está cada vez mais integrada com o sistema de gestão térmica da bateria e com as funções de pré-condicionamento, partilhando calor entre a bateria, o motor e o habitáculo, de modo a que o calor residual de um componente seja aproveitado noutro. Com o automóvel ligado à corrente, o pré-condicionamento pode aquecer o habitáculo e a bateria usando a eletricidade da rede antes da partida, e uma bomba de calor torna esse processo mais barato e mais rápido, trabalhando em conjunto com estes sistemas para proteger a eficiência e a autonomia real com frio.