Klimatyzacja | Zarządzanie temperaturą

Ogrzewanie i klimatyzacja w samochodach elektrycznych są zatem kolejnymi odbiornikami energii, które pochłaniają stosunkowo dużą część energii zgromadzonej w akumulatorze, co ma znaczący wpływ na zasięg, zwłaszcza zimą.

Ogrzewanie

Systemy grzewcze w pojazdach konwencjonalnych z silnikiem spalinowym wykorzystują ciepło odpadowe do ogrzewania wnętrza pojazdu. Natomiast napędy elektryczne, ze względu na wysoką sprawność, oddają do otoczenia jedynie niewielką ilość ciepła odpadowego, które mogłoby zostać wykorzystane przez system grzewczy.

W związku z tym do ogrzewania konieczne jest zastosowanie alternatywnych rozwiązań w celu wyrównania niedoboru mocy grzewczej. Wykorzystuje się w tym celu systemy wspomagające ogrzewanie, takie jak elektryczne ogrzewanie dodatkowe lub systemy pomp ciepła. Potrzebna energia jest wówczas w całości pobierana z akumulatora. Odbija się to jednak negatywnie na zasięgu elektrycznym. Elektryczne grzejniki dodatkowe, zintegrowane z układem wentylacyjnym, stanowią prostą, skuteczną, ale również bardzo energochłonną formę ogrzewania. Dlatego obecnie stosuje się również energooszczędne pompy ciepła. Podgrzewane siedzenia i szyby dostarczają ciepło bezpośrednio do miejsc, które mają być ogrzane, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na ogrzewanie wnętrza. Ponadto samochody elektryczne można wstępnie ogrzać przed rozpoczęciem jazdy podczas ładowania, bez obciążania akumulatora. Podczas jazdy zużywa się wtedy mniej energii na ogrzewanie lub chłodzenie.

Chłodzenie

Do chłodzenia wnętrza zamiast tradycyjnej sprężarki z napędem mechanicznym stosuje się sprężarki elektryczne, tzw. sprężarki E. Napędzają one obieg chłodniczy, który spręża krążący w nim czynnik chłodniczy do pożądanego ciśnienia, dzięki czemu parowanie i kondensacja zachodzą w odpowiedniej temperaturze. Przejście czynnika chłodniczego ze stanu ciekłego w gazowy („parowanie”) generuje wydajność chłodniczą, która umożliwia chłodzenie nawet poniżej temperatury otoczenia. Ta zasada klimatyzacji kabiny latem jest również wykorzystywana do chłodzenia akumulatora przy bardzo wysokich temperaturach zewnętrznych.

Bezpośrednie chłodzenie akumulatora przez klimatyzację stosuje się raczej w przypadku akumulatorów o niewielkich rozmiarach. W przypadku akumulatorów o większej pojemności chłodzenie akumulatora wiąże się z bardziej złożonymi obiegami zarządzania temperaturą. Na przykład akumulator jest chłodzony płynem chłodzącym w obiegu niskotemperaturowym. Jeśli chłodzenie to nie jest wystarczające, stosuje się dodatkowe chłodzenie za pośrednictwem pośrednio podłączonej klimatyzacji. W tym celu stosowany jest specjalny wymiennik ciepła, tzw. „chiller”. Jest on połączony zarówno z obiegiem płynu chłodzącego, jak i z obiegiem czynnika chłodniczego klimatyzacji, co pozwala na dalsze obniżenie temperatury płynu chłodzącego za pomocą czynnika chłodniczego klimatyzacji

Ciepło uwalniane podczas przejścia czynnika chłodniczego ze stanu gazowego do ciekłego („kondensacja”) może ponadto być wykorzystywane zimą do ogrzewania kabiny. Ponadto można również zastosować energooszczędne pompy ciepła, które nie tylko ogrzewają, ale latem mogą służyć również jako klimatyzacja do chłodzenia.