Toplotna pumpa električnog vozila

Toplotna pumpa električnog vozila je sistem za grejanje kabine koji postojeću toplotu premešta u automobil umesto da je stvara ni iz čega i predstavlja jedno od najkorisnijih rešenja za klimatizaciju u savremenom električnom vozilu. Pošto električno vozilo nema vreo motor iz koga bi prikupljalo otpadnu toplotu, rani električni automobili oslanjali su se na otporni grejač, u suštini veliki električni element koji energiju baterije neposredno pretvara u toplotu. Taj pristup radi, ali je rasipan, i po hladnom vremenu može da proguta znatan deo baterije, smanjujući domet baš onda kada su uslovi već nepovoljni za automobil.

Toplotna pumpa zaobilazi ovo rasipanje koristeći isti termodinamički ciklus kao kućni frižider ili klima-uređaj, samo pokrenut u smeru grejanja. Rashladni fluid kruži zatvorenim krugom; upija nisko-temperaturnu toplotu iz spoljašnjeg vazduha, iz motora i energetske elektronike ili iz baterije, zatim se sabija da bi mu se podigla temperatura, i tu zgusnutu toplotu predaje kabini pre nego što se širi i započinje ciklus iznova. Suština je da se struja troši samo na pogon kompresora i pumpi, a ne na stvaranje same toplote, koja se besplatno prikuplja iz okoline.

Zato je toplotna pumpa toliko efikasnija od otpornog grejača. Dok otporni element u najboljem slučaju daje jednu jedinicu toplote po jedinici utrošene struje, toplotna pumpa obično daje dve do tri jedinice toplote po jedinici potrošene struje, zavisno od uslova. U praksi se to pretvara u primetno poboljšanje zimskog dometa i ukupne efikasnosti, često vraćajući znatan procenat dometa koji bi automobil sa otpornim grejanjem izgubio po hladnom danu i smanjujući energiju utrošenu na udobnost u kabini tokom hladnijih meseci.

Tehnologija ipak ima granice. Njena prednost zavisi od toga da li u okolini ima toplote koja se može izvući, pa joj delotvornost opada kako temperatura pada; pri ekstremnoj hladnoći, daleko ispod nule, u spoljašnjem vazduhu ostaje malo toplote i sistem manje dobija, zbog čega ponekad poziva u pomoć dodatno otporno grejanje. Toplotna pumpa uz to vozilu dodaje cenu i složenost, zbog čega je neki proizvođači ugrađuju serijski, dok je drugi nude kao opciju ili je čuvaju za skuplje nivoe opreme.

U širem toplotnom sklopu, toplotna pumpa retko radi izdvojeno. Sve češće je povezana sa sistemom za upravljanje temperaturom baterije i sa funkcijama prethodnog kondicioniranja, deleći toplotu između baterije, motora i kabine tako da se otpadna toplota jednog sklopa upotrebi drugde. Kada je automobil priključen, prethodno kondicioniranje može da zagreje kabinu i bateriju strujom iz mreže pre polaska, a toplotna pumpa taj postupak čini jeftinijim i bržim, radeći zajedno sa tim sistemima na očuvanju i efikasnosti i stvarnog dometa po hladnoći.