Tesla värmepump detaljerad, ökar EV-räckvidden på vintern

Tesla förra veckan beskrev några detaljer som särskiljer värmepumpsystemet som nu ingår i fordonssortimentet.

Elfordonstillverkaren hävdar att dess design fungerar bra i mycket kallt väder, där andra värmepumpar kommer till korta.

Beroende på den exakta situationen, hävdar Tesla, kan dess bilar använda så lite som en fjärdedel av energin med värmepumpsystemet än utan, för att hålla kabinen varm. Allt som allt kan det spara upp till 20 % mindre energi under resor i kallt väder, säger Tesla, även om det är oklart om detta specifikt avser energianvändning i hytten.

Tesla är verkligen inte den enda biltillverkaren som upptäcker att värmepumpar kan hjälpa elbilar att tappa räckvidd i kallt väder. Det gjorde motstånd mot tekniken för flera år sedan.

Före värmepumpen hade Tesla en strategi att använda spillvärme från motorn och kraftelektroniken för att värma batteriet, och den gjorde anspråk på större räckvidd i kallt väder utan den extra komplexiteten av en värmepump. Men företaget ändrade sig när värmepumpen debuterade i Model Y.

Tesla värmepump

Tesla värmepump

Tesla värmepump

Tesla värmepump

Tesla värmepump

Svaret verkar vara att man har hittat ett sätt att göra tillägget mindre komplext. Den designade ett så kallat supergrenrör som kombinerar alla kylvätskekanaler och kylvätskekanaler som annars skulle vara separata komponenter. Som förklaras i den här videon, istället för att göra om köldmedieslingan, integrerade Tesla värmepumpen med en ”oktoventil” som roterar till ett annat läge beroende på driftsätt.

https://www.youtube.com/watch?v=DyGrkeds5U

Hur värmepumpar fungerar

Tesla-videon visar att värmepumpar är lite som att bygga luftkonditioneringsanläggningar, som överför värme från en svalare miljö (inuti) till en varmare miljö (utanför), bara tvärtom.

Till skillnad från fordon med förbränningsmotorer har elbilar inte en motor som spyr ut spillvärme som kan användas för att värma upp kupén. Motståndsuppvärmning, som den som används för rumsvärmare, brödrostar eller hårtorkar, tar mycket energi från sortimentet.

Värmepumpar flyttar värme istället för att generera den, och fysiken kan låta nästan magisk: En noggrant utvald gas – ett köldmedium – tar ut värme från sin omgivning när den komprimeras till en gas och avger sedan värme när den kondenseras tillbaka till en vätska.

Tesla Model S rutig termo- och värmepump

Tesla Model S rutig termo- och värmepump

Värmepumpar är en av nycklarna till att minska elektrisk räckviddsförlust i kallt väder på grund av den energiberäkningen. Enligt Bosch, en av tillverkarna av värmepumpar, kommer en värmepump som förbrukar 1 kW att generera värmeekvivalenten på mellan 2 och 3 kW på energi-in-energi-ut-basis. Mahle, en annan leverantör, säger att deras värmepump kan återvinna 20 % av räckviddsförlusten i kallt väder.

Det finns några varningar att notera här. Värmepumpar medför mycket extra kostnader och komplexitet; de kan generera en del brus som avbryter den tysta EV-upplevelsen; och de ger ofta inte de snabba resultat som resistiv uppvärmning erbjuder. Så ägare kanske bara ser effektivitetsvinsterna på längre bilresor – när de hjälper till att utöka räckvidden och gör det lättare att ta sig till nästa lastare utan att ge avkall på komforten i hytten.

Nödvändig bit för att undvika vintersvacka

Företag kommer alltmer till slutsatsen att det är värt avvägningarna. Till exempel har General Motors betonat att den verkliga fördelen är varför man bestämde sig för att inkludera värmepumpar i alla kommande GM elbilar.

Det finns nya sätt att konfigurera systemet, särskilt för vinster i kallt väder. Rivian håller på att designa om sitt termiska system med en värmepump, och i den senaste värmepumpen för Hyundai- och Kia-modeller hjälper värme som fångas upp från en rad drivlinorkomponenter att trycka tillbaka det flytande köldmediet till en gas, vilket minskar belastningen och ökar energiutbyte.

System med värmepump kombinerar detta med resistiv uppvärmning, för snabb avfrostning/avfrostning av vindrutan och snabb uppvärmning av kabinen vid behov, för att sedan föra stafettpinnen till värmepumpen när det är möjligt. Som schemat för systemet i Toyota Prius Prime understryker kan de bli mycket komplexa.

Toyota Prius Prime värmepump

Toyota Prius Prime värmepump

Detta är inte den första iakttagelsen av Teslas värmepumpsdesign. 2020 lade produktionsexperten Sandy Munro från Munro & Associates, känd för sina nedbrytningsinsikter, upp en video om den nya delen.

Teslas egen design har inte heller varit helt problemfri. Företaget måste lösa ett problem med en felaktig värmepumpsventil, som tömmer på köldmediet i systemet och eventuellt orsakar immiga fönster. Denna återkallelse för Tesla värmepumpar, som påverkade nästan 27 000 fordon från årsmodell 2020 till 2022, åtgärdades med en uppdatering över luften.

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *