Hyundai e Kia: ancora più calore recuperato per l'abitacolo dei veicoli elettrici con la pompa di calore

Nei motori termici (benzina, gas o diesel) una parte consistente dell'energia sviluppata dalla combustione viene dissipata come calore. Nella auto questa energia viene sfruttata nei periodi più freddi per fornire calore al sistema di riscaldamento ad aria dell'abitacolo. Questo è il motivo per cui, con un'auto non dotata di sistemi ausiliari di riscaldamento, quando si parte a freddo d'inverno sono necessari alcuni minuti prima che dalle bocchette cominci a uscire aria calda.

Nelle auto elettriche generalmente, invece, il sistema di riscaldamento dell'abitacolo sfrutta una resistenza elettrica, che impatta sui consumi generali di energia del mezzo e quindi sull'autonomia. Non è però vero che i veicoli elettrici non dissipano anch'essi calore, infatti l'innovazione introdotta da Hyundai e Kia per i propri veicoli elettrici è pensata per intercettare il calore prodotto dai componenti, tramite pompa di calore, e fornire riscaldamento dell'abitacolo 'a costo zero' come avviene sui motori termici (fatta salva l'energia utilizzata dal sistema di ventilazione, che però è trascurabile).

La tecnologia è stata introdotta per la prima volta nel 2014 sulla prima generazione di Kia Soul EV. Composta da un compressore, un evaporatore e un condensatore, la pompa di calore catturava il calore residuo emesso dai componenti elettrici del veicolo, riciclando questa energia per riscaldare l’abitacolo in modo più efficiente. In questo modo i 180 km di autonomia di guida del modello erano salvaguardati anche con rigide condizioni climatiche.

Il nuovo sistema utilizza il calore disperso da un numero maggiore di fonti per una ottimizzazione dell’autonomia a basse temperature, riciclando il calore residuo non solo dai moduli di potenza elettrica (PE - Motori di azionamento, caricatore di bordo e inverter), ma anche dal pacco batteria e dal caricatore slow charging.

Il sistema utilizza il calore generato da questi componenti per vaporizzare il refrigerante dalla forma liquida a quella gassosa. Il gas ad alta pressione viene scaricato dal compressore e spostato in un condensatore per essere riconvertito in un liquido. Questo processo preleva quindi energia termica dalle componenti del veicolo e permette di recuperarla da parte della pompa di calore e utilizzarla per riscaldare l’abitacolo. Alcuni studi effettuati in climi rigidi, come quelli scandinavi, hanno permesso di vedere come in condizioni molto fredde (fino a -35° C) l'autonomia è ridotta di solo il 9%, contrariamente a quanto avviene con altri veicoli elettrici che vedono il numero di chilometri percorribili scendere anche del 43%.

Tra le innovazioni introdotte da Hyundai e Kia troviamo anche il sistema di raffreddamento a liquido per i pacchi batteria al posto del convenzionale raffreddamento ad aria ha permesso un ulteriore incremento dell’autonomia, senza aumentare le dimensioni fisiche. Questo significa che le celle della batteria negli EV Hyundai e Kia possono essere imballate più saldamente, con i canali di raffreddamento a liquido che occupano meno spazio dei canali di raffreddamento ad aria, aumentando la densità della batteria fino al 35%.

Ad esempio, la prima generazione di Soul EV offriva un’autonomia elettrica di circa 180 km con una singola carica del suo pacco batteria agli ioni di litio da 30 kWh. La seconda generazione del modello, con una batteria da 64 kWh che occupa uno spazio simile al precedente, è in grado di percorrere fino a 386 km con una singola carica.