У бензиновому автомобілі взимку є майже безкоштовне джерело тепла — сам двигун. Значна частина енергії пального все одно перетворюється на тепло, і система опалення просто використовує його для салону. В електромобілі такого надлишку майже немає.
Резистивний обігрівач працює як електрочайник
Найпростіший спосіб нагріти салон EV — пропустити струм через нагрівальний елемент. Електрика перетворюється на тепло майже один до одного.
Проблема в тому, що ця енергія береться безпосередньо з тягової батареї.
Тепловий насос не створює тепло — він його переносить
Система використовує холодильний цикл, подібний до кондиціонера, але може працювати у зворотному напрямку.
Вона забирає низькопотенційне тепло з навколишнього середовища або інших вузлів автомобіля й переносить його в салон.
Саме тому ефективність може бути вищою за 100%
Це не порушення законів фізики. Один кіловат електроенергії не перетворюється на три кіловати тепла сам по собі — компресор лише переносить додаткову теплову енергію ззовні.
Тому коефіцієнт ефективності теплового насоса може бути значно вищим за одиницю.
У помірний мороз економія особливо помітна
Дослідження показують, що EV із тепловим насосом може витрачати на обігрів суттєво менше енергії, ніж машина лише з резистивним нагрівачем.
Це означає більше енергії для руху й меншу зимову втрату запасу ходу.
У дуже сильний мороз ефективність падає
Чим холодніше зовнішнє повітря, тим менше тепла з нього можна забрати й тим важче працює компресор.
У сильний мороз тепловий насос може потребувати допомоги звичайного електричного нагрівача.
Система може гріти не тільки людей
Тепловий контур сучасного EV часто працює разом із батареєю, електромоторами та силовою електронікою.
Тепло від одного вузла можна використати для іншого замість того, щоб просто викидати його назовні.
Батарея теж любить правильну температуру
Холодна батарея гірше віддає потужність і повільніше заряджається. Перед швидкою зарядкою деякі електромобілі спеціально прогрівають акумулятор.
Інтегрована теплова система робить це ефективніше.
Попередній прогрів від мережі — ще кращий сценарій
Якщо автомобіль підключений до зарядки, салон і батарею можна прогріти ще до виїзду, використовуючи енергію з мережі.
Тоді батарея стартує поїздку вже теплою й майже не витрачає запас ходу на перші хвилини обігріву.
Чому не всі EV мають тепловий насос
Система дорожча й складніша за простий нагрівальний елемент. Вона потребує компресора, клапанів, теплообмінників і складного керування.
У дешевих або міських моделях виробник може вирішити, що економія не виправдовує додаткову вартість.
Різниця залежить від клімату
У теплому регіоні тепловий насос майже не впливає на щоденний запас ходу. У країнах із холодною зимою користь значно більша.
Тому одна й та сама опція має різну цінність залежно від того, де живе власник.
Тепловий насос — це непомітний множник ефективності
Він не додає батареї жодної кіловат-години. Але дозволяє витрачати менше енергії на тепло, залишаючи більше для руху.
Саме тому в зимовому електромобілі ефективна кліматична система може впливати на реальний запас ходу не менше, ніж аеродинаміка чи шини.