ปั๊มความร้อนจำเป็นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าหรือไม่?

รถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เสนอให้รวมปั๊มความร้อนเข้าด้วยกัน ภายใต้ข้ออ้างในการปกป้องแบตเตอรี่ในสภาพอากาศหนาวเย็น บทบาทของพวกเขายังสมบูรณ์ยิ่งขึ้น แม้ว่าข้อจำกัดยังคงมีอยู่ก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่จะได้รับประโยชน์จากการเตรียมตัวให้พร้อม

ปั๊มความร้อนและรถยนต์ไฟฟ้ามีประวัติค่อนข้างธรรมดา เกิดขึ้นระหว่างปลายศตวรรษที่ 19 ถึงต้นศตวรรษที่ 20 โดยมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงทศวรรษ 1970 โดยได้รับผลกระทบจากวิกฤติน้ำมัน ในปี 2024 เส้นทางของพวกเขามาบรรจบกันผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากขึ้นนำเสนอปั๊มความร้อนภายใต้หน้ากากช่วยแบตเตอรี่ในสภาพอากาศหนาวเย็น บทบาทของพวกเขาจะสมบูรณ์มากขึ้น เนื่องจากยังเข้ามาแทนที่ระบบทำความร้อนแบบเดิมๆ ที่ใช้พลังงานมากอีกด้วย

โดยรับประกันอายุการใช้งานแบตเตอรี่และความสะดวกสบายออนบอร์ดปั๊มความร้อนดูเหมือนจำเป็นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า แม้ว่าจะต้องเพิ่มเงินเสริมหลายร้อยหรือหลายพันยูโรก็ตาม ผู้ผลิตไม่ลังเลที่จะจูงใจลูกค้าด้วยคำมั่นสัญญา อย่างไรก็ตาม ปั๊มความร้อนยังมาพร้อมกับความขัดแย้งซึ่งทำให้ห่างไกลจากการเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับทุกคน ชอบการพัฒนาแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า,ปั๊มความร้อนก็มีข้อจำกัดเช่นกัน

การทำงานของปั๊มความร้อนบนรถยนต์ไฟฟ้า

ก่อนที่จะพิจารณาว่าปั๊มความร้อนในรถยนต์ไฟฟ้าเหมาะกับใคร เรามาดูรายละเอียดฟังก์ชันทั้งสองของปั๊มความร้อนกันก่อน

หลีกเลี่ยงการสูญเสียเอกราช

การใช้ปั๊มความร้อนครั้งแรกเกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ ในสภาพอากาศหนาวเย็น รถยนต์ไฟฟ้าจะประสบปัญหาเช่นเดียวกับโทรศัพท์ของเรา นั่นคือ ความเป็นอิสระลดลงอย่างมาก นี่เป็นเพราะคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยที่อิเล็กตรอนหมุนเวียนระหว่างขั้วลบ (แอโนด) และขั้วบวก (แคโทด) ในของเหลวที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ ภายในของเหลวนี้มีไอออนซึ่งเคลื่อนที่ตลอดเวลาซึ่งทำให้อิเล็กตรอนสามารถดำเนินการได้ ในสภาพอากาศหนาวเย็น ของเหลวนี้มีความหนืดมากกว่า นำไฟฟ้าได้น้อยกว่า และมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีนี้นำไปสู่การลดความเป็นอิสระ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้จึงจำเป็นเก็บแบตเตอรี่ไว้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น- เมื่อใช้โทรศัพท์ วิธีแก้ปัญหาก็ง่ายดาย: อย่าทิ้งไว้ในที่โล่ง และควรเก็บไว้ในกระเป๋าด้านในเพื่อให้สามารถใช้ความร้อนจากร่างกายของคุณได้ สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า การหลีกเลี่ยงความหนาวเย็นนั้นเป็นไปไม่ได้เลย ปั๊มความร้อนจึงมีข้อดีที่มาอุ่นแบตเตอรี่และป้องกันจากความเย็นโดยรอบ- ดังนั้นปั๊มความร้อนจึงไม่เพิ่มความเป็นอิสระ แต่ต่อสู้กับผลกระทบของความเย็นต่อการสูญเสียอิสระตั้งแต่เนิ่นๆ

ให้ความร้อนแก่ห้องโดยสาร

พูดง่ายๆ ก็คือการปกป้องแบตเตอรี่จากความเย็นเป็นเพียงบทบาทเดียวของปั๊มความร้อนในรถยนต์ไฟฟ้า นอกจากนี้ยังดูแลเรื่องระบบทำความร้อนภายในห้องโดยสารให้กับผู้โดยสารอีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์ที่ใช้ความร้อน รถยนต์ไฟฟ้าไม่สามารถพึ่งพาความร้อนที่ตกค้างจากเครื่องยนต์ได้ คำอธิบายนั้นง่าย: สำหรับรถที่ใช้ความร้อน พลังงานเพียง 20% ที่เกิดจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์จะถูกส่งไปยังล้อ ที่เหลือคือความร้อน สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า อัตราส่วนนี้จะต่ำกว่ามาก โดยใช้พลังงานแบตเตอรี่ 75% เพื่อการยึดเกาะถนน ความร้อนจึงน้อยกว่ามาก

ดังนั้นรถยนต์ไฟฟ้าจะต้องให้ความร้อนห้องโดยสารโดยใช้ระบบอิสระเท่านั้น โดยทั่วไปผู้ผลิตจะมีวิธีแก้ปัญหาสองวิธี ประเภทแรกประกอบด้วยระบบทำความร้อนที่ใช้ความต้านทาน เช่น เครื่องทำความร้อนติดผนังหรือเครื่องเป่าผม ในขณะเดียวกันก็เป็นไปได้ที่จะเตรียมปั๊มความร้อนซึ่งใช้งานได้ให้ตัวเองด้วยบนหลักการเดียวกับเครื่องปรับอากาศ– ด้วยก๊าซที่ถูกบีบอัด – ด้วยแทนที่จะใช้ระบบที่สร้างอากาศเย็นกลับเป็นระบบที่ส่งคืนอากาศร้อน

ข้อดีของปั๊มความร้อนคือเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพสูงสุด- การประหยัดไฟฟ้ามีความสำคัญ เรากำลังย้ายจากระบบต้านทานซึ่งกินพลังงานระหว่าง 3 ถึง 4 kWh ไปสู่ระบบที่เสถียรประมาณหนึ่งกิโลวัตต์ชั่วโมง ในระยะยาวแบตเตอรี่จึงช่วยลดความจำเป็นในการทำความร้อนห้องโดยสาร การเลือกติดตั้งปั๊มความร้อนให้ตัวเองจึงเชื่อมโยงกับความต้องการประหยัดไฟฟ้าเมื่อใช้เครื่องทำความร้อนในรถยนต์

ขีดจำกัดของปั๊มความร้อน

ไม่ตอบสนองมากนักและไม่ค่อยมีประสิทธิภาพในสภาพอากาศหนาวเย็น (มาก)

อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดหลักสองประการที่มีน้ำหนักต่อปั๊มความร้อน ข้อกังวลแรกประสิทธิผลของมัน- แม้ว่าระบบจะได้รับการปรับปรุง แต่คุณควรทราบว่าปั๊มความร้อนไม่ใช่ระบบที่มีปฏิกิริยามากนัก และรถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากจึงติดตั้งระบบทำความร้อนแบบต้านทานด้วย ซึ่งจะใช้พลังงานมากขึ้นอย่างมากเมื่อสตาร์ทเครื่อง จะใช้เวลาหลายนาทีก่อนที่ระบบจะเปลี่ยนไปใช้ปั๊มความร้อน และระหว่างนี้ งานส่วนใหญ่จะดำเนินการโดยระบบต้านทาน

ถึงแม้จะขัดแย้งกันก็ตามปั๊มความร้อนยังชอบอุณหภูมิภายนอก...พอสมควร- หากฤดูหนาวรุนแรงเกินไป ระบบจะมีปัญหาในการเปลี่ยนอากาศเย็นให้เป็นอากาศอุ่น เป็นอีกครั้งที่ระบบมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เรายังห่างไกลจากระบบที่สามารถทำงานได้ทุกที่และมีประสิทธิภาพ ปั๊มความร้อนจะมีประโยชน์มากกว่าสำหรับการใช้งานในสภาพอากาศที่ค่อนข้างอบอุ่น แทนที่จะใช้งานบนภูเขา เป็นต้น ที่อุณหภูมิอาจลดลงต่ำกว่า -10 องศา

น้ำหนักของปั๊มความร้อนและราคา

สุดท้ายนี้ โดยทั่วไปแล้วปั๊มความร้อนจะไม่มีจำหน่ายโดยตรงตามมาตรฐานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า หรือแบรนด์ต่างๆ จะนำเสนอเฉพาะในระดับอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์เท่านั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนับโดยทั่วไป500 หรือมากกว่า 1,000 ยูโรเพื่อติดตัวไปด้วยโซลูชั่นนี้เพื่อให้ความร้อนแก่ห้องโดยสารและรักษาแบตเตอรี่ ไม่เพียงพอที่จะทำให้การประหยัดไฟฟ้ามีกำไรซึ่งจะค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับต้นทุนของตัวเลือกเมื่อซื้อรถยนต์ สิ่งที่น่าสังเกตก็คือปั๊มความร้อนยังเพิ่มน้ำหนักให้กับตาชั่งด้วย ซึ่งจะส่งผลต่อระยะอย่างเห็นได้ชัด ในระยะไม่กี่กิโลเมตร

บรรทัดล่าง: ใครควรติดตั้งปั๊มความร้อนในรถยนต์?

เมื่อพิจารณาองค์ประกอบทั้งหมดนี้แล้ว เราพบว่าปั๊มความร้อนไม่จำเป็นสำหรับผู้ขับขี่รถยนต์ทุกคนที่มีรถยนต์ไฟฟ้า ที่น่าแปลกใจยิ่งกว่านั้นคือสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากไม่ควรกระตุ้นให้ผู้คนทำเครื่องหมายในช่องและเตรียมอุปกรณ์ดังกล่าวให้ตนเอง เมื่อพิจารณาถึงเวลาการเกิดปฏิกิริยาของปั๊มความร้อน จำเป็นต้องพิจารณาเฉพาะการเดินทางระยะไกลเท่านั้น มิฉะนั้นจะไม่เกิดประโยชน์

การเดินทางไกลแบตเตอรี่ขนาดเล็ก

ในที่สุด ลูกค้าทั่วไปของรถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งปั๊มความร้อนจะถูกนำมาใช้ในการตระหนักรู้การเดินทางหนึ่งชั่วโมง และหากเป็นไปได้ในรถยนต์ที่มีแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่ถูกจำกัดอยู่แล้วในเรื่องความเป็นอิสระ เช่น รถซิตี้คาร์ หรือคอมแพ็กต์ซีดาน SUV ขนาดใหญ่และรถเก๋งขนาดใหญ่ที่ติดตั้งไว้ด้วยการจัดเก็บภาษีแบตเตอรี่ก็ไม่จำเป็นที่จะต้องประหยัดไปสักสองสามกิโลเมตร การเปลี่ยนแปลงโหลดบ่อยขึ้นเล็กน้อยก็เพียงพอแล้ว

แม้ว่าจะมีข้อจำกัด แต่ปั๊มความร้อนก็ดูเหมือนจะชนะใจผู้ขับขี่รถยนต์ไฟฟ้า เราเพิ่งเห็นสิ่งนี้กับการเปิดตัวของเปอโยต์ อี-3008 ใหม่- ผู้ผลิตชาวฝรั่งเศสไม่ได้เสนอทางเลือกในการเปิดตัว SUV ไฟฟ้าและแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างรวดเร็วมากรวมทั้งเปิดด้วยson e-5008 จากเจ็ดแห่ง-

พื้นที่สำหรับการปรับปรุงและคำแนะนำบางประการ

ที่ Tesla แนวคิดในการนำเสนอระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆยังเป็นปัจจุบัน ในรุ่นล่าสุด ปั๊มความร้อนจะดึงอากาศจากแหล่งต่างๆ 16 แห่ง วัตถุประสงค์: เพื่อดึงอากาศจากจุดที่เย็นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ก่อนที่จะส่งเข้าสู่ระบบและคอมเพรสเซอร์ ด้วยเหตุนี้ แบรนด์จึงสามารถวางใจได้ในคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดที่รับผิดชอบการคำนวณที่เชื่อมโยงกับระบบการขับขี่กึ่งอัตโนมัติ มิฉะนั้น การปรับปรุงทางอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการเพิ่มความเร็วของการเปลี่ยนแปลงของคอมเพรสเซอร์ และได้รับแรงบันดาลใจจากการปรับปรุงเครื่องปรับอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในตลาด

ความจริงก็คือหากไม่มีปั๊มความร้อนมีวิธีประหยัดพลังงานและปกป้องแบตเตอรี่ในสภาพอากาศหนาวเย็น ตัวอย่างเช่นสามารถทำความร้อนห้องโดยสารได้แทนที่ด้วยที่นั่งอุ่นซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่ามาก สำหรับแบตเตอรี่และความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับความหนาวเย็นการปรับสภาพล่วงหน้าก็เป็นตัวเลือกที่ดีเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ การเดินทางกิโลเมตรแรกจะเสร็จสิ้นโดยใช้แบตเตอรี่ที่พร้อมอยู่แล้ว และอาจชาร์จจนเต็มหากคุณออกเดินทางรถที่เชื่อมต่อของคุณ-