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

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

Nelle auto elettriche generalmente il sistema di riscaldamento dell'abitacolo sfrutta una resistenza elettrica, che impatta sull'autonomia. L'innovazione introdotta da Hyundai e Kia è pensata per intercettare il calore prodotto dai componenti, tramite pompa di calore, e fornire riscaldamento dell'abitacolo 'a costo zero'

di pubblicata il , alle 13:21 nel canale Tecnologia
HyundaiKia Motors
 

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.

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30 Commenti
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phmk11 Giugno 2020, 13:40 #1

Nessuno lo evidenzia, ma ...

..."contrariamente a quanto avviene con altri veicoli elettrici che vedono il numero di chilometri percorribili scendere anche del 43%."...
Finalmente qualcuno lo dice...
E nella estate "africana" con condizionatore a manetta fermi in coda e con 4 passeggeri accaldati il risultato è lo stesso o peggio...ma se ne guardano bene dal dirlo, altrimenti questo elettrico "non conviene più di tanto" ...
Paganetor11 Giugno 2020, 14:07 #2
in effetti c'è gente invasata che dell'elettrico vede solo i lati positivi, chiudendo completamente gli occhi sui limiti tecnologici.

Questo è un passo in avanti rispetto alle soluzioni attualmente in commercio. Bisogna vedere se esiste una cosa simile per prelevare il calore dall'abitacolo (in pratica un climatizzatore).
Marko_00111 Giugno 2020, 15:03 #3
essendoci i climatizzatori a pompa di calore,
dove il sistema funziona sia per il raffrescamento
che per il riscaldamento, è possibile che anche nell'auto
utilizzino un metodo analogo, non saprei ci sono dei limiti
di temperature come per i clima che, sotto i 5°C e presenza di umidità,
sono sconsigliati, ma se li hanno provati a -35°C avranno risolto
o bypassato il problema
frankie11 Giugno 2020, 16:07 #4
Basta una qualunque auto con l'indicatore dei consumi real-time e un banale confronto con clima acceso e spendo e si nota quanto consuma.

Non è un aspetto negativo. Non viene mai considerato nemmeno nei motori a C.I., o meglio lo si da per scontato, poi è palese e tutti sanno che il condizionatore consuma energia.

Appare come una progressione tecnologica passare da una resistenza alla PdC sia per l'efficenza ma soprattutto per il recupero come in questo caso.
andbad11 Giugno 2020, 16:48 #5
Originariamente inviato da: phmk
..."contrariamente a quanto avviene con altri veicoli elettrici che vedono il numero di chilometri percorribili scendere anche del 43%."...
Finalmente qualcuno lo dice...
E nella estate "africana" con condizionatore a manetta fermi in coda e con 4 passeggeri accaldati il risultato è lo stesso o peggio...ma se ne guardano bene dal dirlo, altrimenti questo elettrico "non conviene più di tanto" ...


Denoti poca conoscenza dell'argomento.

Tanto per cominciare il "nessuno lo dice" è palesemente errato. Come dire che nessuno dice che i diesel consuma di più d'inverno...
Inoltre ti sfugge il punto fondamentale: le auto elettriche hanno minore autonomia d'inverno rispetto all'estate non per l'incidenza del riscaldamento, quanto per la minor efficienza della chimica delle batterie. E questo accade in misura maggiore quanto è bassa la temperatura e per le auto che non dispongono del climatizzatore per la batteria stessa.

Certo, in Norvegia una Leaf (caso peggiore in assoluto) arriverà anche al 43% in meno. Ma alle nostre latitudini può cambiare forse del 10-15%.

Inoltre per i lunghi viaggi il problema non si pone: le richieste di energia in autostrada fanno si che la batteria si scaldi autonomamente, raggiungendo la stessa efficienza estiva.

By(t)e
+Benito+11 Giugno 2020, 16:53 #6
Non è a costo zero, ha un rendimento maggiore. Un impianto di riscaldamento da auto ha una potenza di almeno 4-5 kW, per cui in inverno con un compressore modulante probabilmente recuperano quei 2-3 kW dal raffreddamento di motore, batterie ed ecu e con 1 kW di compressore se la cavano. Non è stupido visto che c'è già il sistema e "basta" aggiungere una valvola a 4 vie e qualche accessorio.
zappy11 Giugno 2020, 17:04 #7
Originariamente inviato da: +Benito+
Non è a costo zero, ha un rendimento maggiore...

il solito ing. precisino
andbad11 Giugno 2020, 17:50 #8
In ogni caso il sistema a pompa di calore non è assolutamente "nuovo", anche la mia Leaf di ormai 4 anni ce l'ha.

L'innovazione è usare più fonti di calore per recuperare energia.
Ma anche questo viene già fatto (da Tesla, ad esempio).

By(t)e
pipperon11 Giugno 2020, 19:12 #9
'a costo zero' un caxxo!

Non e' un sistema di ventilazione, e' una POMAP DI CALORE ove la pompa e un affare da 3KW.... e va anche ad auto spenta...
Inoltre non e' un'innovazione visto che molti fornitori automotive hanno l'affare a catalogo.

Quello che non e' chiaro e' che non solo il riscaldamento arriva a consumare ben piu' del motore (6KW) ma le batterie non possono andare sotto zero e anche d'estate non devono andare oltre una certa soglia.

Quindi il condi e il riscaldamento non solo possono portare via una fetta ingente della carica durante il movimento (se guardiamo i calcolatori della renault e della tesla oltre il 50%... e stiamo parlando dell'oste) ma la carica puo' essere abbattuta in maniera drammatica anche per una "semplice" sosta.

Infine ricordiamo, ma a questo punto son bazzecole, l'autoconsumo che puo' arrivare a togliere 2 cifre percentuali al mese su batterie non appena uscite dalla fabbrica.
Qarboz11 Giugno 2020, 19:12 #10
Originariamente inviato da: +Benito+
Non è a costo zero, ha un rendimento maggiore. Un impianto di riscaldamento da auto ha una potenza di almeno 4-5 kW, per cui in inverno con un compressore modulante probabilmente recuperano quei 2-3 kW dal raffreddamento di motore, batterie ed ecu e con 1 kW di compressore se la cavano. Non è stupido visto che c'è già il sistema e "basta" aggiungere una valvola a 4 vie e qualche accessorio.


Esatto, il compressore non gira a costo zero (a meno di mettere una manovella nell'abitacolo e farla girare dal conducente... )
Quello che a me sfugge è l'utilità del recupero del calore dissipato dal caricabatterie low energy; se si carica con 2kW la potenza dissipata dubito superi i 300W, altrimenti vorrebbe dire che il caricatore ha un rendimento bassissimo...
In ogni caso spero che abbiano mantenuto le resistenze, perché quando si è fermi in colonna non c'è nessun componente che dissipa calore da poter recuperare

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