Bomba de calor Tesla detallada, da un impulso a la gama EV de invierno

Dec 10, 2023

La semana pasada, Tesla describió algunos de los detalles que distinguen su sistema de bomba de calor que ahora se incluye en toda su línea de vehículos.

El fabricante de vehículos eléctricos afirma que su diseño funciona bien en climas muy fríos, donde otras bombas de calor se quedan cortas.

Dependiendo de la situación exacta, afirma Tesla, sus autos podrían estar usando tan solo una cuarta parte de la energía con el sistema de bomba de calor que sin él, para mantener caliente la cabina. En general, puede generar hasta un 20 % menos de energía consumida durante los viajes en climas fríos, dice Tesla, aunque no está claro si esto se refiere específicamente a la energía consumida en la cabina.

Tesla no es de ninguna manera el único fabricante de automóviles que descubrió que las bombas de calor remedian la pérdida de rango de EV en clima frío. Se resistió a la tecnología hace años.

Antes de la bomba de calor, Tesla tenía una estrategia para usar el calor residual del motor y la electrónica de potencia para ayudar a calentar la batería, y afirmaba aumentar el rango en climas fríos sin la complejidad adicional de una bomba de calor. Pero la empresa cambió de opinión con la bomba de calor que hizo su debut en el Model Y.

bomba de calor tesla

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La respuesta parece ser que encontró una manera de hacer la suma menos compleja. Diseñó un llamado súper múltiple que combina todos los canales de refrigerante y los canales de refrigerante que de otro modo podrían ser componentes separados. Como explica en este video, en lugar de rediseñar el circuito de refrigeración, Tesla integró la bomba de calor con una "octoválvula" que gira a una posición diferente según el modo de operación.

Cómo funcionan las bombas de calor

El video de Tesla sugiere que las bombas de calor son un poco como construir acondicionadores de aire, que transportan el calor de un ambiente más frío (interior) a un ambiente más cálido (exterior), solo lo contrario.

A diferencia de los vehículos de combustión interna, los vehículos eléctricos no tienen un motor que arroje calor residual que pueda usarse para calentar la cabina. La calefacción resistiva, como la que se usa para calentadores de ambiente, tostadoras o secadores de cabello, quita mucha energía del alcance.

Las bombas de calor mueven el calor en lugar de generarlo, y la física puede sonar casi mágica: un refrigerante cuidadosamente elegido transporta la energía térmica de su entorno cuando se comprime en un gas y luego libera calor cuando se condensa de nuevo en un líquido.

Bomba térmica y de calor Tesla Model S Plaid

Las bombas de calor son una de las claves para ayudar a reducir la pérdida de autonomía de los vehículos eléctricos en climas fríos debido a ese cálculo de energía. Según Bosch, uno de los fabricantes de bombas de calor, una bomba de calor que consuma 1 kw generará el equivalente de calor de entre 2 y 3 kw. Mahle, otro proveedor, dice que su bomba de calor puede recuperar el 20 % de la pérdida de rango en climas fríos.

Hay algunas advertencias a esto. Las bombas de calor implican una gran cantidad de costos y complejidad adicionales; pueden generar algo de ruido que interrumpe la experiencia silenciosa del vehículo eléctrico; y a menudo no brindan los resultados rápidos que brinda el calentamiento resistivo. Por lo tanto, es posible que los propietarios solo vean la recompensa en eficiencia en viajes por carretera más largos, cuando ayuden a aumentar el alcance y faciliten llegar al próximo cargador sin sacrificar la comodidad de la cabina.

Pieza necesaria para evitar el estancamiento invernal

Cada vez más, las empresas están concluyendo que vale la pena hacer las compensaciones. General Motors, por ejemplo, ha enfatizado que la ventaja del mundo real está detrás de por qué decidió incluir bombas de calor en todos los próximos vehículos eléctricos de GM.

Hay nuevas formas de configurar el sistema, específicamente para ganancias en climas fríos. Rivian está en proceso de rediseñar su sistema térmico para incluir una bomba de calor, y en la bomba de calor más reciente para los modelos Hyundai y Kia, el calor extraído de una serie de componentes de transmisión ayuda a que el refrigerante líquido vuelva a convertirse en gas, lo que reduce su carga y aumentando la rentabilidad energética.

Los sistemas que tienen bomba de calor lo combinan con calefacción resistiva, para desempañar/descongelar rápidamente el parabrisas y calentar rápidamente la cabina según sea necesario, luego pasa el testigo cuando puede a la bomba de calor. Como subraya el esquema del sistema en el Toyota Prius Prime, pueden volverse muy complejos.

Bomba de calor Toyota Prius Prime

Este no es el primer avistamiento del diseño de bomba de calor de Tesla. En 2020, el experto en fabricación Sandy Munro, de Munro & Associates, conocido por sus conocimientos sobre desmontaje, publicó un video sobre el nuevo componente.

El propio diseño de Tesla tampoco ha estado completamente libre de problemas. La empresa tiene que solucionar un problema con una válvula de bomba de calor que no funciona correctamente, lo que provoca el agotamiento del refrigerante en el sistema y, potencialmente, algunas ventanas empañadas. Esta campaña de retiro del mercado de bombas de calor de Tesla, que afectó a casi 27,000 vehículos de los años modelo 2020 a 2022, se remedió con una actualización inalámbrica.

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