テスラは先週、現在同社の車両ラインナップに含まれているヒートポンプシステムを際立たせる詳細のいくつかを概説した.
電気自動車メーカーは、他のヒート ポンプでは不十分な非常に寒い気候でも、その設計がうまく機能すると主張しています。
正確な状況にもよりますが、Tesla の車は、ヒート ポンプ システムを使用する場合と使用しない場合のエネルギーの 4 分の 1 しか使用していない可能性があると主張しています。 全体として、寒い気候の旅行中に消費されるエネルギーが最大 20% 削減される可能性があるとテスラは述べていますが、これがキャビンで消費されるエネルギーに特に言及しているかどうかは不明です。
ヒートポンプが EV の寒冷時の航続距離の損失を改善することを発見した自動車メーカーは、決してテスラだけではありません。 それは何年も前にテクノロジーに抵抗しました。
ヒート ポンプの前に、テスラはモーターとパワー エレクトロニクスからの廃熱を使用してバッテリーを温める戦略を持っていました。 しかし、同社は、モデル Y でデビューしたヒート ポンプで考えを変えました。
テスラヒートポンプ
テスラヒートポンプ
テスラヒートポンプ
答えは、追加の複雑さを軽減する方法を見つけたということのようです。 それは、別のコンポーネントである可能性のあるすべての冷媒チャネルとクーラントチャネルを組み合わせた、いわゆるスーパーマニホールドを設計しました。 このビデオで説明されているように、クーラント ループを再設計するのではなく、Tesla はヒート ポンプを、動作モードに応じて異なる位置に回転する「オクトバルブ」と統合しました。
ヒートポンプのしくみ
ヒート ポンプは建物のエアコンに少し似ているというテスラ ビデオのヒントは、熱をより涼しい環境 (内部) からより暖かい環境 (外部) に運ぶものであり、その逆です。
内燃機関車とは異なり、EV には車室内の暖房に使用できる排熱を吐き出すエンジンがありません。 スペースヒーター、トースター、またはヘアドライヤーに使用されるような抵抗加熱は、範囲から多くのエネルギーを奪います。
ヒート ポンプは熱を生成するのではなく移動させます。この物理学はほとんど魔法のように聞こえるかもしれません。慎重に選択されたガス (冷媒) は、圧縮されてガスになるときに周囲から熱を取り除き、凝縮して液体に戻るときに熱を放出します。
テスラ モデル S Plaid 熱およびヒート ポンプ
ヒートポンプは、そのエネルギー計算による EV の寒冷地での航続距離の損失を減らすのに役立つ重要な要素の 1 つです。 ヒート ポンプのメーカーの 1 つである Bosch によると、エネルギーの流入と流出を基準にすると、1 kw のヒート ポンプは 2 ～ 3 kw に相当する熱を生成します。 別のサプライヤーであるマーレは、同社のヒート ポンプは、寒冷地での範囲の損失の 20% を回復できると述べています。
これにはいくつかの注意事項があります。 ヒートポンプには、多くの追加コストと複雑さが伴います。 それらは、静かなEV体験を妨げるノイズを発生させる可能性があります。 また、抵抗加熱のように迅速な結果が得られないことがよくあります。 そのため、所有者は長距離のロードトリップでのみ効率の見返りを実感する可能性があります。それは、キャビンの快適性を犠牲にすることなく、航続距離を伸ばし、次の充電器に到達しやすくするのに役立ちます.
冬の無風を避けるための必需品
トレードオフの価値があると判断する企業が増えています。 たとえば、ゼネラルモーターズは、今後のすべてのGM EVにヒートポンプを搭載することを決定した理由の背後には、現実世界の利点があると強調しています.
システムを構成する新しい方法があり、特に寒冷地での使用に適しています。 Rivian は、ヒート ポンプを含むように熱システムを再設計中です。ヒュンダイとキアのモデル向けの最新のヒート ポンプでは、一連の駆動コンポーネントから取り除かれた熱が液体冷媒をガスに戻し、その負荷を減らし、負荷を軽減します。エネルギーのペイオフを高めます。
ヒート ポンプを備えたシステムは、抵抗加熱と組み合わせて、必要に応じてフロント ガラスの迅速な防曇/除霜と急速なキャビンの暖房を行い、可能な場合はヒート ポンプにバトンを渡します。 トヨタ プリウス プライムのシステムの回路図が強調しているように、システムは非常に複雑になる可能性があります。
トヨタ プリウス プライム ヒートポンプ
テスラのヒートポンプ設計はこれが初めてではありません。 2020 年、分解に関する洞察で知られる Munro & Associates の製造専門家 Sandy Munro が、新しいコンポーネントに関するビデオを投稿しました。
テスラ自身の設計も完全に問題がないわけではありません。 同社は、不適切に動作するヒート ポンプ バルブの問題を解決する必要があります。これにより、システム内の冷媒が枯渇し、窓が曇る可能性があります。 2020 年から 2022 年モデルの約 27,000 台の車両に影響を与えたこのテスラ ヒートポンプのリコール キャンペーンは、OTA アップデートで修正されました。