Στα ηλεκτρικά οχήματα, ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιείται το κάθε ηλεκτρόνιο έχει σημασία. Η οποία είναι ακόμη μεγαλύτερη, όταν αναφερόμαστε σε βαριά, μη αεροδυναμικά pick-up και SUV. Ένα από τα χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι το Ford F-150 Lightning του 2024.
Η έκδοση που μόλις κυκλοφόρησε προς πώληση, δεν θα διαφέρει πολύ από το μοντέλο του 2023. Αλλά οι μηχανικοί έκαναν μια μεγάλη αλλαγή που θα επιτρέψει στο όχημα να χρησιμοποιεί την ηλεκτρική ενέργεια πιο αποτελεσματικά, ειδικά σε κρύο καιρό.
Το νέο F-150 Lightning διαθέτει ένα σύστημα αντλίας θερμότητας που αναπτύχθηκε από την Denso και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας. Τα προηγούμενα F-150 Lightning διέθεταν θερμαντήρες αντίστασης, οι οποίοι χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή θερμότητας, όπως για παράδειγμα συμβαίνει με τις τοστιέρες που έχουμε στο σπίτι μας. Αυτό το σύστημα είναι πολύ ενεργοβόρο.
Η Ford δεν έδωσε συγκεκριμένο νούμερο αύξησης της αυτονομίας του Lightning 2024 σε κρύο καιρό από την μετάβαση σε αντλία θερμότητας, αλλά εμφανίστηκε βέβαιη πως η κίνηση αυτή θα βελτιώσει την αποδοτικότητα. Η εκτίμηση της EPA για την εμβέλεια του οχήματος παραμένει αμετάβλητη από το 2023. Σε διαδικτυακά φόρουμ και βίντεο, οι ιδιοκτήτες του Lightning έχουν παραπονεθεί ότι το όχημά τους χάνει το 20 έως 30% της αυτονομίας του σε συνθήκες χαμηλών θερμοκρασιών.
Αν και οι περισσότερες προσπάθειες για την αύξηση της αυτονομίας και της απόδοσης των EV αφορούν το μέγεθος και τη χημεία της μπαταρίας, τα ηλεκτρονικά ισχύος, το βάρος του αμαξώματος και την αεροδυναμική, η αντλία θερμότητας παίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοση των οχημάτων όσο μειώνεται η θερμοκρασία.
"Η αντλία θερμότητας επιτρέπει σε όλα τα άλλα συστήματα να κάνουν καλύτερα τη δουλειά τους", δήλωσε ο Rob Cardno, διευθυντής στην ομάδα Green Technology Engineering της Denso.
Τι θα φέρει το μέλλον
Οι αντλίες θερμότητας δεν είναι καινούργιες, σε αντίθεση με την εφαρμογή τους στο αυτοκίνητο. Στην πρώτη γενιά των ηλεκτρικών μοντέλων, οι μηχανικοί μόλις ανακάλυπταν πώς να θερμαίνουν και να ψύχουν ένα όχημα, δήλωσε ο Mark Dawson, επικεφαλής μηχανικός πελατών της Valeo για θερμικά προϊόντα. Πλέον, οι περισσότεροι μεγάλοι προμηθευτές, συμπεριλαμβανομένων των Valeo, Denso, Bosch, Highly Marelli και Hanon Systems, εργάζονται σε αντλίες θερμότητας αυτοκινήτων δεύτερης ή τρίτης γενιάς.
Σε αντίθεση με τα περισσότερα εξαρτήματα, τα οποία τείνουν να γίνονται μικρότερα και λιγότερο ακριβά από γενιά σε γενιά, οι αντλίες θερμότητας αναμένεται να γίνουν μεγαλύτερες και πιο πολύπλοκες, καθώς οι αυτοκινητοβιομηχανίες τις χρησιμοποιούν για τη συλλογή θερμότητας από έναν αυξανόμενο αριθμό συστημάτων του οχήματος.
"Μπορούμε να επωφεληθούμε από τις ευκαιρίες απορρόφησης θερμότητας στον ηλεκτρικό άξονα και μπορούμε να μετακινήσουμε αυτή την ενέργεια για να διατηρήσουμε τη φόρτιση της μπαταρίας”, αναφέρει ο Cardno.
Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας
Οι αντλίες θερμότητας είναι υπεύθυνες για την ψύξη και τη θέρμανση του εσωτερικού του οχήματος, της μπαταρίας, των ηλεκτρονικών ισχύος και πολλών άλλων τμημάτων ενός ηλεκτρικού οχήματος.
Η διατήρηση αυτών των εξαρτημάτων στην κατάλληλη θερμοκρασία είναι το κλειδί για την αποδοτικότητα του οχήματος. Σε κρύο καιρό, η μπαταρία θα κρατήσει περισσότερο εάν προθερμανθεί πριν το όχημα ξεκινήσει να κινείται. Σε ζεστό καιρό, οι μπαταρίες, τα ηλεκτρονικά ισχύος και ο φορτιστής, πρέπει να ψύχονται για λόγους απόδοσης και ασφάλειας.
Οι αντλίες θερμότητας μοιράζονται αρκετά από τα ίδια εξαρτήματα με τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού όπως τα ξέρουμε επί δεκαετίες και τουλάχιστον ένα χαρακτηριστικό: Κάθε φορά που κάποιο από τα δύο συστήματα είναι σε λειτουργία, το όχημα χρησιμοποιεί είτε περισσότερη βενζίνη είτε περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.
Η επόμενη γενιά της αντλίας θερμότητας της Valeo, πιθανότατα θα ζυγίζει λιγότερο, θα καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και θα αποδίδει θερμότητα ταχύτερα. Όσο περισσότερη θερμότητα μπορεί να απορροφηθεί από τα μηχανικά και ηλεκτρικά εξαρτήματα ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, τόσο λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια θα απαιτείται για την παραγωγή θερμότητας.
