Porque é que os veículos eléctricos têm uma bomba de calor? Precisam de uma?
Key Takeaways
Os veículos eléctricos equipados com bombas de calor podem atingir um nível mais elevado de eficiência quando se trata de fornecer aquecimento interior, uma vez que são capazes de extrair energia térmica de fontes externas e utilizá-la para aquecer tanto o compartimento dos passageiros como a bateria, aumentando assim a sua capacidade operacional durante os meses mais frios.
A incorporação da tecnologia de bombas de calor resulta inevitavelmente num aumento da complexidade e das despesas correspondentes, mas é evidente que os veículos eléctricos equipados com bombas de calor apresentam uma carga de manutenção global inferior à dos seus homólogos a gasolina.
Em regiões caracterizadas por temperaturas de inverno mais rigorosas, como as que se verificam em determinados climas, a utilização de uma bomba de calor num veículo elétrico pode ser particularmente vantajosa devido à sua capacidade de aquecer eficazmente o habitáculo interior do veículo e de fornecer capacidades de aquecimento adicionais durante períodos prolongados de tempo frio.
As bombas de calor tornaram-se cada vez mais populares pela sua capacidade de aquecer casas, secar roupa e até alimentar veículos eléctricos. No entanto, quando se trata de carros eléctricos, as bombas de calor podem ser consideradas uma caraterística suplementar, levantando a questão de saber se valem ou não a pena a despesa adicional.
O que é uma bomba de calor?
A maioria dos lares possui uma unidade de refrigeração, vulgarmente designada por frigorífico, que funciona através de um ciclo de compressão que envolve um gás refrigerante. Ao entrar no aparelho, o gás é conduzido a um compressor, que funciona como um tipo de bomba. Este dispositivo comprime o gás, fazendo-o liquefazer-se e, simultaneamente, dissipando o calor para o ambiente. Subsequentemente, a substância agora líquida viaja em direção a uma bobina de evaporação, onde sofre uma transição de fase, voltando ao seu estado gasoso através da absorção de energia térmica do ambiente. Em particular, o processo ocorre dentro dos limites do próprio frigorífico, com o evaporador a remover o calor do interior da unidade.
Uma bomba de calor segue uma sequência idêntica, mas tira partido de um mecanismo distinto. O calor emitido pelo condensador dá-lhe prazer.
Como funciona uma bomba de calor num veículo elétrico
A bomba de calor de um veículo elétrico extrai o ar ambiente do exterior do automóvel, conduzindo-o através de um compressor. O sistema transfere então a energia térmica dissipada pelo condensador para o compartimento dos passageiros, aquecendo assim a atmosfera circundante no interior do veículo. Em alternativa, o calor pode ser utilizado com o objetivo de aquecer a bateria do automóvel, uma entidade que também detesta temperaturas frias.
Um veículo elétrico (VE) típico não utiliza uma bomba de calor para fins de aquecimento. Em vez disso, utiliza um método conhecido como aquecimento resistivo, que envolve a passagem de uma corrente eléctrica através de um material com elevada resistência, provocando a produção de calor por fricção. Esta abordagem revela-se altamente eficaz porque toda a energia eléctrica consumida é convertida diretamente em energia térmica. No entanto, uma bomba de calor oferece uma alternativa superior, transferindo calor de uma área para outra e consumindo menos energia em comparação com a quantidade gerada pelo aquecimento resistivo.
Uma bomba de calor aumenta a autonomia no inverno
Crédito da imagem: Bertel King/All Things N
Os veículos eléctricos (VE) não estão imunes aos desafios apresentados pelas condições meteorológicas frias, uma vez que a sua autonomia tende a diminuir durante os meses de inverno em comparação com as estações mais quentes. Embora os automóveis tradicionais a gasolina apresentem uma diminuição do desempenho semelhante, devido à menor eficiência do combustível em temperaturas mais frias, o problema pode ser mais acentuado para os VE, uma vez que estes apresentam normalmente uma distância de condução limitada com um único carregamento. Consequentemente, os condutores de VEs podem sentir uma maior ansiedade em relação à autonomia devido a preocupações com a localização de infra-estruturas de carregamento disponíveis, o que pode agravar ainda mais as limitações de autonomia resultantes da baixa temperatura ambiente.
Uma bomba de calor atenua eficazmente a diminuição da autonomia do veículo durante as estações mais frias, dado que as baterias de iões de lítio apresentam um desempenho inferior em condições de baixa temperatura. Consequentemente, a distância de funcionamento alcançável no inverno é limitada quando comparada com os períodos mais quentes. No entanto, ao utilizar menos energia eléctrica para aquecer o compartimento dos passageiros e o conjunto de baterias do automóvel, fica disponível uma maior quantidade de energia para fins de propulsão. Por conseguinte, se for necessário optar entre uma unidade equipada com uma bomba de calor e outra sem essa caraterística, a primeira seria capaz de percorrer distâncias ligeiramente maiores com uma única carga antes de necessitar de recarga durante o inverno.
As bombas de calor têm um custo acrescido
A maior complexidade dos sistemas de bombas de calor em veículos é uma das principais razões pelas quais têm um preço mais elevado em comparação com os sistemas tradicionais de arrefecimento automóvel. Esta complexidade acrescida resulta da presença de componentes adicionais, o que exige um maior esforço de produção, bem como uma maior probabilidade de avaria devido ao grande número de peças individuais envolvidas. Apesar disso, os veículos eléctricos apresentam geralmente custos de manutenção mais baixos em comparação com os seus homólogos movidos a gasolina.
Em muitos casos, as bombas de calor são integradas como sistemas complementares em vez de servirem como fonte primária de calor. Isto permite um aquecimento de reserva em situações em que as temperaturas exteriores podem ser insuficientes para o funcionamento. De um ponto de vista técnico, uma bomba de calor pode ser considerada uma caraterística adicional que melhora o desempenho global do sistema de carregamento.
O seu VE precisa de uma bomba de calor?
A eficácia de uma bomba de calor para fornecer calor depende em grande parte da localização geográfica de cada um. Nas regiões onde há queda de neve, o investimento num veículo elétrico equipado com uma bomba de calor torna-se imperativo, mesmo que o aquecedor resistivo tenha de ser ativado durante temperaturas excecionalmente baixas. Além disso, mesmo em zonas onde as temperaturas de inverno se mantêm acima do ponto de congelação, mas ainda assim suficientemente frias para necessitarem de roupa, a utilização de uma bomba de calor pode revelar-se vantajosa.
Nos casos em que a severidade das condições de inverno é mínima e o funcionamento de um sistema de aquecimento é pouco frequente, a potencial poupança de custos associada à utilização de misturas de biodiesel pode ser considerada insignificante. Nesta situação, pode ser mais prudente renunciar à utilização deste combustível, nomeadamente se o veículo for compatível com opções alternativas.