ทำไม EV ถึงมีปั๊มความร้อน? พวกเขาต้องการหรือไม่?

ประเด็นที่สำคัญ

ยานพาหนะไฟฟ้าที่ติดตั้งปั๊มความร้อนสามารถบรรลุประสิทธิภาพในระดับที่สูงขึ้นเมื่อต้องให้ความร้อนภายในรถ เนื่องจากสามารถดึงพลังงานความร้อนจากแหล่งภายนอกและนำไปใช้ในการอุ่นทั้งห้องโดยสารและชุดแบตเตอรี่ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน ความจุในช่วงเดือนที่อากาศหนาวเย็น

การรวมเทคโนโลยีปั๊มความร้อนเข้าด้วยกันย่อมส่งผลให้เกิดความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายที่สอดคล้องกันเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ก็ยังเห็นได้ชัดว่ายานพาหนะไฟฟ้าที่ติดตั้งปั๊มความร้อนแสดงภาระการบำรุงรักษาโดยรวมที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน

ในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิฤดูหนาวรุนแรงขึ้น เช่น ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศบางพื้นที่ การใช้ปั๊มความร้อนภายในรถยนต์ไฟฟ้าอาจมีข้อได้เปรียบเป็นพิเศษ เนื่องจากสามารถอุ่นห้องโดยสารภายในรถได้อย่างมีประสิทธิภาพ และให้ความสามารถในการทำความร้อนเพิ่มเติมในช่วงระยะเวลาที่ขยายออกไป สภาพอากาศหนาวเย็น

ปั๊มความร้อนได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความสามารถในการอุ่นบ้าน เสื้อผ้าแห้ง และแม้แต่พลังงานไฟฟ้าให้กับรถยนต์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงรถยนต์ไฟฟ้า ปั๊มความร้อนอาจถือเป็นคุณสมบัติเสริม ทำให้เกิดคำถามว่าคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมหรือไม่

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

ครัวเรือนส่วนใหญ่มีหน่วยทำความเย็น ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าตู้เย็น ซึ่งทำงานโดยใช้วงจรการอัดที่เกี่ยวข้องกับก๊าซทำความเย็น เมื่อเข้าไปในเครื่อง ก๊าซจะถูกส่งไปยังคอมเพรสเซอร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นปั๊มประเภทหนึ่ง อุปกรณ์นี้จะบีบอัดแก๊ส ทำให้แก๊สกลายเป็นของเหลวพร้อมทั้งระบายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ ต่อจากนั้น สารที่เป็นของเหลวจะเคลื่อนที่ไปทางคอยล์ระเหย ซึ่งจะมีการเปลี่ยนสถานะและคืนสถานะเป็นก๊าซโดยการดูดซับพลังงานความร้อนจากบริเวณโดยรอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายในขอบเขตของตู้เย็น โดยที่เครื่องระเหยจะดึงความร้อนออกจากภายในตัวเครื่อง

ปั๊มความร้อนเป็นไปตามลำดับที่เหมือนกัน แต่ยังใช้ประโยชน์จากกลไกที่แตกต่างกัน คุณได้รับความเพลิดเพลินจากความอบอุ่นที่ปล่อยออกมาจากคอนเดนเซอร์

ปั๊มความร้อนทำงานอย่างไรใน EV

ปั๊มความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าจะดึงอากาศโดยรอบออกจากด้านนอกของรถยนต์ แล้วส่งผ่านคอมเพรสเซอร์ จากนั้นระบบจะถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่คอนเดนเซอร์กระจายไปยังห้องโดยสาร ซึ่งจะทำให้บรรยากาศโดยรอบภายในรถร้อนขึ้น อีกทางหนึ่ง ความร้อนอาจถูกนำมาใช้เพื่อทำให้แบตเตอรี่รถยนต์อุ่นขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ชอบอุณหภูมิที่เย็นจัดเช่นกัน

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ทั่วไปไม่ใช้ปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อน แต่จะใช้วิธีการที่เรียกว่าการให้ความร้อนแบบต้านทาน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านวัสดุที่มีความต้านทานสูง ทำให้เกิดการผลิตความร้อนแบบเสียดทาน วิธีการนี้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนโดยตรง อย่างไรก็ตาม ปั๊มความร้อนนำเสนอทางเลือกที่เหนือกว่าโดยการถ่ายเทความร้อนจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งในขณะที่ใช้พลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับปริมาณที่สร้างโดยการให้ความร้อนแบบต้านทาน

ปั๊มความร้อนเพิ่มช่วงฤดูหนาว

เครดิตรูปภาพ: Bertel King/All Things N

ยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ไม่สามารถต้านทานความท้าทายที่เกิดจากสภาพอากาศหนาวเย็นได้ เนื่องจากระยะทางมีแนวโน้มที่จะลดลงในช่วงฤดูหนาวเมื่อเทียบกับฤดูที่อากาศอบอุ่น แม้ว่าประสิทธิภาพที่ลดลงที่คล้ายกันจะเกิดขึ้นกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินแบบดั้งเดิม เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ลดลงในอุณหภูมิที่เย็นกว่า ปัญหาดังกล่าวอาจเด่นชัดกว่าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากโดยปกติแล้วรถยนต์เหล่านี้จะแสดงระยะทางการขับขี่ที่จำกัดต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ผลที่ตามมา ผู้ขับขี่รถยนต์ไฟฟ้าอาจประสบกับความวิตกกังวลเกี่ยวกับระยะทางที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากความกังวลเกี่ยวกับการค้นหาโครงสร้างพื้นฐานในการชาร์จที่มีอยู่ ซึ่งอาจทำให้ข้อจำกัดด้านช่วงที่เลวร้ายยิ่งขึ้นอันเนื่องมาจากอุณหภูมิแวดล้อมต่ำ

ปั๊มความร้อนช่วยลดการสูญเสียระยะทางของยานพาหนะได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงฤดูหนาว เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีประสิทธิภาพลดลงภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ ด้วยเหตุนี้ ระยะการทำงานที่สามารถบรรลุได้ในช่วงฤดูหนาวจึงถูกจำกัดเมื่อเทียบกับช่วงที่อากาศอบอุ่นกว่า อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลงเพื่ออุ่นห้องโดยสารและชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์ ปริมาณพลังงานที่เพิ่มขึ้นจึงยังคงมีอยู่เพื่อวัตถุประสงค์ในการขับเคลื่อน ดังนั้น หากต้องเผชิญกับตัวเลือกระหว่างยูนิตที่ติดตั้งปั๊มความร้อนหรือยูนิตที่ไม่มีคุณสมบัติดังกล่าว ยูนิตแรกจะสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นเล็กน้อยด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว ก่อนที่จะจำเป็นต้องชาร์จใหม่ในช่วงฤดูหนาว

ปั๊มความร้อนมาพร้อมกับต้นทุนที่เพิ่ม

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบปั๊มความร้อนในยานพาหนะเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้ระบบปั๊มความร้อนมีราคาสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบระบายความร้อนในรถยนต์แบบดั้งเดิม ความซับซ้อนที่เพิ่มเข้ามานี้เกิดจากการมีส่วนประกอบเพิ่มเติม ซึ่งทำให้ต้องใช้ความพยายามในการผลิตมากขึ้น รวมถึงโอกาสที่จะเกิดการทำงานผิดพลาดเพิ่มขึ้นเนื่องจากแต่ละชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องมีจำนวนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว ยานพาหนะไฟฟ้าจะมีค่าบำรุงรักษาต่ำกว่าเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน

ในหลายกรณี ปั๊มความร้อนจะถูกบูรณาการเป็นระบบเสริม แทนที่จะทำหน้าที่เป็นแหล่งความร้อนหลัก ซึ่งจะช่วยให้มีความร้อนสำรองในสถานการณ์ที่อุณหภูมิภายนอกอาจไม่เพียงพอต่อการทำงาน จากมุมมองทางเทคนิค ปั๊มความร้อนถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติเพิ่มเติมที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการชาร์จ

EV ของคุณต้องการปั๊มความร้อนหรือไม่?

ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนในการให้ความอบอุ่นขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ ในภูมิภาคที่หิมะตก การลงทุนในรถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งปั๊มความร้อนกลายเป็นสิ่งจำเป็น แม้ว่าอาจจำเป็นต้องเปิดใช้งานเครื่องทำความร้อนแบบต้านทานในช่วงอุณหภูมิที่เย็นจัดเป็นพิเศษก็ตาม นอกจากนี้ แม้ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิในฤดูหนาวยังคงสูงกว่าจุดเยือกแข็งแต่ยังคงเย็นพอที่จะจำเป็นต้องทำเป็นชั้น ๆ การใช้ปั๊มความร้อนสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีข้อได้เปรียบ

ในกรณีที่ความรุนแรงของสภาวะในฤดูหนาวมีน้อยและการทำงานของระบบทำความร้อนไม่บ่อยนัก การประหยัดต้นทุนที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้ไบโอดีเซลผสมอาจถือว่าไม่มีนัยสำคัญ อาจเป็นการรอบคอบมากกว่าที่จะละทิ้งการใช้เชื้อเพลิงดังกล่าวในสถานการณ์นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากรถของตนเข้ากันได้กับตัวเลือกอื่น