Kia i Hyundai toplinskom pumpom povećavaju domet električnih modela

Mnogi proizvođači automobila sve više energije, znanja i resursa ulažu u razvoj električnih vozila. I dok su još prije nekoliko godina mnogi iz prikrajka promatrali što se dešava i hoće li ‘strujići’ zaživjeti, neki su otišli vrlo daleko pa ih ostali ‘kopiraju’ te neprestano ulažu u poboljšavanje trenutnih modela, ali razvijaju nove koji će se tek kroz koju godinu naći na tržištu. Jedan od najvećih problema električnih automobila svakako je njihov domet, odnosno kapacitet baterija iz kojih se dobiva energija. I dok neki od početke koriste tehnologiju tekućinom hlađene baterije, umjesto zrakom, isto tako koriste i sustav toplinske pumpe koja je od velike koristi tijekom zimskog vremena, kad su niže temperature okoline. U skladu s time i sestrinske kompanije Kia Motors Corporation i Hyundai Motor Company predstavile su nove detalje u vezi s njihovim sustavom toplinske pumpe koju će koristiti kod svojih električnih vozila (EV) s ciljem povećanja dometa pri niskim temperaturama.

Nova toplinska pumpa može se pohvaliti inovacijom koja korištenjem otpadne topline grije kabinu i tako maksimizira udaljenost koju električna vozila prelaze s jednim punjenjem. To vozačima EV-ova omogućava grijanje kabine u hladnim danima bez osjetnog utjecaja na skraćivanje dometa, koje je karakteristično za ostala električna vozila.

Tehnologija je prvi put predstavljena 2014. kod Kijinog modela Soul EV prve generacije. Toplinska pumpa koja sadrži kompresor, isparivač i kondenzator koristi otpadnu toplinu koju emitiraju električne komponente vozila, zatim reciklira tu energiju za efikasnije grijanje kabine. Ta tehnologija e-Soulu omogućava da na taj način sačuva 180 km dometa pri niskim temperaturama.

Sustav toplinske pumpe, koji spada u sami vrh automobilske industrije, razvijen je za nova električna vozila Kia i Hyundai. Novi sustav koristi otpadnu toplinu različitih električnih komponenti za postizanje maksimalnog dometa EV-ova u zimskim uvjetima. Ove inovacije omogućavaju vozačima električnih modela stabilan domet i pri niskim temperaturama kada električna vozila brojnih ostalih proizvođača doživljavaju osjetan pad dometa bez dodatnog punjenja.

Kako djeluje?

Tehnologija korejske toplinske pumpe debitirala je prije šest godina kod prve generacije Soula EV. Od tada je ova tehnologija usavršena za nove električne modele. Preradom dodatne otpadne topline zadržava više energije, ne samo iz različitih električnih modula (npr. pogonski motor, punjač, inverteri), nego i iz baterijskog sklopa i sporog punjenja.

Sustav koristi toplinu, koju ove komponente emitiraju za isparavanje sredstva za hlađenje i prebacivanje iz tekućeg agregatnog stanja u plin. Plin pod visokim pritiskom se pomoću kompresora i kondenzatora ponovno vraća u tekućinu. Ovaj proces stvara dodatnu toplinsku energiju, koju dobiva toplinska pumpa i koristi se za grijanje kabine.

Ovako sačuvana energija poboljšava učinkovitost sustava ventilacije, a nakon toga je prerađuje za što efikasnije grijanje kabine i manju potrošnju baterije. Manjim opterećenjem baterije toplinska pumpa smanjuje potrošnju energije ventilacijskog sustava i time povećava domet električnog vozila.

Korejski će proizvođači i dalje razvijati tehnologiju toplinske pumpe s ciljem postizanja još većih unapređenja po pitanju čuvanja energije i učinkovitosti. Sustav je od prvog predstavljanja postupno usavršavan pomoću testiranja u ekstremnim zimskim uvjetima na sjeveru Švedske, gdje temperature zimi dostižu -35°C. U takvim ekstremnim uvjetima istraživači su izumili dodatne načine prerade otpadne topline kako bi povećali učinkovitost sustava toplinske pumpe. Testiranje tehnologije u takvim uvjetima jamči da će toplinska pumpa dobro raditi i u najhladnijim okruženjima.

Toplinska pumpa jedna je od brojnih inovacija koji se koristi i kod glavnih unapređenja baterijskih sklopova. Vodeno hlađenje baterijskog sklopa za razliku od uobičajenog zračnog hlađenja donosi dodatno povećanje dometa bez povećanja dimenzija. To znači da baterijske ćelije mogu pohraniti više energije, a vodeno hlađenje zauzima manje prostora u odnosu na zračno hlađenje, što povećava gustoću baterije do 35 posto.

Ova inovacija znači da Kijina i Hyundaijeva najnovija električna vozila mogu ponuditi dvaput veći domet i kapacitet baterije u odnosu na EV-ove prve generacije te da s jednim punjenjem mogu prelaziti puno duže relacije. Tako je Soul EV prve generacije s litij-ionskim polimernom baterijom kapaciteta 30kWh nudio domet od oko 180 km s jednim punjenjem, dok Soul EV druge generacije s baterijom kapaciteta 64kWh s jednim punjenjem uz skoro jednak volumen može prijeći do 386 kilometara.

Studija koju je provelo južnokorejsko ministarstvo okoliša pokazala je da toplinska pumpa Kije e-Niro osjetno smanjuje potrošnju energije pri niskim temperaturama. Pri -7°C s upaljenim ventilacijskim sustavom ostalo je 90 posto dometa u odnosu na vožnju pri 26°C, što podiže ljestvicu za sva električna vozila. Primjera radi, spomenimo da domet kod većine EV-ova u jednakim uvjetima pada od 18 do 43 posto.

Daljnji razvoj tehnologije

Kia i Hyundai će i dalje razvijati i usavršavati sustav toplinske pumpe i ostale s tim povezane inovacije, zajedno s drugim tehnologijama, koje se tiču sljedeće generacije električnih vozila. Kia u svojoj srednjoročnoj i dugoročnoj strategiji zvanoj Plan S namjerava do 2025. godine lansirati 11 potpuno električnih vozila, čija godišnja prodaja bi trebala dostići pola milijuna primjeraka.