Tại sao xe điện có bơm nhiệt? Họ có cần một cái không?

Bài học chính

Xe điện được trang bị bơm nhiệt có thể đạt được mức hiệu quả cao hơn khi cung cấp hệ thống sưởi bên trong, vì chúng có khả năng trích năng lượng nhiệt từ các nguồn bên ngoài và sử dụng nó để làm ấm cả khoang hành khách và bộ pin, từ đó nâng cao khả năng hoạt động của chúng. công suất trong những tháng lạnh hơn.

Việc kết hợp công nghệ bơm nhiệt chắc chắn sẽ làm tăng độ phức tạp và chi phí tương ứng, tuy nhiên vẫn có bằng chứng cho thấy xe điện được trang bị bơm nhiệt có gánh nặng bảo trì tổng thể thấp hơn so với các xe chạy bằng nhiên liệu xăng.

Ở những khu vực có nhiệt độ mùa đông khắc nghiệt hơn, chẳng hạn như những vùng có khí hậu nhất định, việc sử dụng máy bơm nhiệt trong xe điện có thể đặc biệt thuận lợi do khả năng làm ấm cabin bên trong xe một cách hiệu quả và cung cấp thêm khả năng sưởi ấm trong thời gian dài nắng nóng. điều kiện thời tiết lạnh.

Máy bơm nhiệt ngày càng trở nên phổ biến vì khả năng làm ấm nhà, làm khô quần áo và thậm chí cung cấp năng lượng cho xe điện. Tuy nhiên, khi nói đến ô tô điện, bơm nhiệt có thể được coi là một tính năng bổ sung, đặt ra câu hỏi liệu chúng có xứng đáng với khoản chi phí bổ sung hay không.

Máy bơm nhiệt là gì?

Phần lớn các hộ gia đình đều sở hữu một thiết bị làm lạnh, thường được gọi là tủ lạnh, hoạt động bằng cách sử dụng chu trình nén liên quan đến khí làm lạnh. Khi vào thiết bị, khí được chuyển đến máy nén, hoạt động như một loại máy bơm. Thiết bị này nén khí, khiến nó hóa lỏng đồng thời tản nhiệt ra môi trường xung quanh. Sau đó, chất lỏng bây giờ di chuyển về phía cuộn dây bay hơi, trong đó nó trải qua quá trình chuyển pha, trở lại trạng thái khí bằng cách hấp thụ năng lượng nhiệt từ môi trường xung quanh. Đáng chú ý, quá trình này xảy ra trong phạm vi giới hạn của tủ lạnh, với thiết bị bay hơi sẽ loại bỏ nhiệt từ bên trong thiết bị.

Một máy bơm nhiệt tuân thủ một trình tự giống hệt nhau nhưng tận dụng một cơ chế riêng biệt. Bạn cảm nhận được niềm vui từ hơi ấm tỏa ra từ bình ngưng.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt trong xe điện

Máy bơm nhiệt của xe điện hút không khí xung quanh từ bên ngoài ô tô, dẫn nó qua máy nén. Sau đó, hệ thống sẽ truyền năng lượng nhiệt do bình ngưng tiêu tán đến khoang hành khách, từ đó làm nóng bầu không khí xung quanh trong xe. Ngoài ra, nhiệt có thể được sử dụng cho mục đích làm ấm pin của ô tô, một thực thể cũng ghét nhiệt độ lạnh giá.

Xe điện (EV) thông thường không sử dụng bơm nhiệt cho mục đích sưởi ấm. Thay vào đó, nó sử dụng một phương pháp gọi là gia nhiệt bằng điện trở, bao gồm việc cho dòng điện chạy qua vật liệu có điện trở cao, gây ra sự sinh nhiệt do ma sát. Cách tiếp cận này tỏ ra có hiệu quả cao vì toàn bộ năng lượng điện tiêu thụ được chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng nhiệt. Tuy nhiên, máy bơm nhiệt mang lại giải pháp thay thế ưu việt hơn bằng cách truyền nhiệt từ khu vực này sang khu vực khác đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn so với lượng sinh ra do gia nhiệt bằng điện trở.

Máy bơm nhiệt tăng phạm vi hoạt động trong mùa đông

Tín dụng hình ảnh: Bertel King/All Things N

Xe điện (EV) không tránh khỏi những thách thức do điều kiện thời tiết lạnh gây ra, vì phạm vi hoạt động của chúng có xu hướng giảm trong những tháng mùa đông so với những mùa ấm hơn. Mặc dù ô tô chạy bằng xăng truyền thống cũng gặp phải tình trạng giảm hiệu suất tương tự do hiệu suất sử dụng nhiên liệu thấp hơn ở nhiệt độ lạnh hơn, nhưng vấn đề có thể rõ ràng hơn đối với xe điện vì chúng thường hiển thị khoảng cách lái xe hạn chế trong một lần sạc. Do đó, người lái xe điện có thể ngày càng lo lắng về phạm vi hoạt động xuất phát từ lo ngại về việc xác định cơ sở hạ tầng sạc sẵn có, điều này có thể làm trầm trọng thêm các giới hạn phạm vi do nhiệt độ môi trường xung quanh thấp.

Máy bơm nhiệt giúp giảm thiểu một cách hiệu quả sự suy giảm phạm vi hoạt động của phương tiện trong mùa lạnh hơn, do pin lithium-ion có hiệu suất giảm dần trong điều kiện nhiệt độ thấp. Do đó, khoảng cách hoạt động có thể đạt được trong mùa đông bị hạn chế khi so sánh với thời kỳ ấm hơn. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng ít năng lượng điện hơn để làm nóng khoang hành khách và bộ pin của ô tô, lượng năng lượng vẫn có sẵn cho mục đích đẩy sẽ tăng lên. Do đó, nếu phải lựa chọn giữa một thiết bị được trang bị bơm nhiệt hoặc một thiết bị thiếu tính năng như vậy, thì thiết bị đầu tiên sẽ có khả năng di chuyển quãng đường xa hơn một chút trong một lần sạc trước khi cần sạc lại vào mùa đông.

Máy bơm nhiệt đi kèm với chi phí bổ sung

Sự phức tạp ngày càng tăng của hệ thống bơm nhiệt trên ô tô là một trong những lý do chính khiến chúng có giá cao hơn so với hệ thống làm mát ô tô truyền thống. Sự phức tạp gia tăng này bắt nguồn từ sự hiện diện của các thành phần bổ sung, đòi hỏi nỗ lực sản xuất lớn hơn cũng như tăng khả năng xảy ra trục trặc do số lượng lớn các bộ phận riêng lẻ có liên quan. Mặc dù vậy, xe điện thường có chi phí bảo trì thấp hơn so với xe chạy bằng xăng.

Trong nhiều trường hợp, bơm nhiệt được tích hợp như một hệ thống bổ sung thay vì đóng vai trò là nguồn nhiệt chính. Điều này cho phép sưởi ấm dự phòng trong trường hợp nhiệt độ bên ngoài có thể không đủ để hoạt động. Từ quan điểm kỹ thuật, bơm nhiệt có thể được coi là một tính năng bổ sung giúp nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống sạc.

Xe điện của bạn có cần bơm nhiệt không?

Hiệu quả của máy bơm nhiệt trong việc cung cấp hơi ấm phần lớn phụ thuộc vào vị trí địa lý của mỗi người. Ở những khu vực có tuyết rơi, việc đầu tư vào một chiếc xe điện được trang bị máy bơm nhiệt trở nên cấp thiết, mặc dù máy sưởi điện trở có thể cần được kích hoạt khi nhiệt độ đặc biệt lạnh giá. Hơn nữa, ngay cả ở những khu vực có nhiệt độ mùa đông vẫn trên mức đóng băng nhưng vẫn đủ lạnh để cần phải xếp lớp, việc sử dụng máy bơm nhiệt có thể mang lại lợi ích.

Trong trường hợp mức độ khắc nghiệt của điều kiện mùa đông là tối thiểu và hoạt động của hệ thống sưởi không thường xuyên, khả năng tiết kiệm chi phí liên quan đến việc sử dụng hỗn hợp diesel sinh học có thể được coi là không đáng kể. Có thể khôn ngoan hơn nếu từ bỏ việc sử dụng loại nhiên liệu đó trong tình huống này, đặc biệt nếu phương tiện của một người tương thích với các lựa chọn thay thế.