Nové tepelné čerpadlo koncernu Hyundai-Kia zvyšuje hospodárnost elektromobilů

Inovativní systém využívání tepla prodlužuje dojezd elektromobilů Hyundai a Kia za nízkých teplot
Řidiči elektromobilů si mohou vyhřívat interiér bez významného vlivu na dojezd
V automobilovém průmyslu bezkonkurenční technologie tepelného čerpadla byla původně představena v roce 2014 u první generace modelu Kia Soul EV
Kona Electric zvítězila v testu reálného dojezdu, který uspořádal norský autoklub NAF (Norges Automobil-Forbund)

Společnosti Hyundai Motor Company a Kia Motors Corporation dnes zveřejnily nové podrobné informace o inovativním systému tepelného čerpadla, který nalézá uplatnění v globální produktové řadě elektromobilů (EV – Electric Vehicle) značek Hyundai a Kia. Tepelné čerpadlo prodlužuje dojezd za nízkých teplot.

Tepelné čerpadlo společností Hyundai a Kia je významnou inovací v oblasti využívání tepla, jež prodlužuje vzdálenost, kterou mohou elektromobily Hyundai a Kia ujet na jedno nabití, a to získáváním odpadního tepla a jeho využíváním k vyhřívání interiéru. Řidiči elektromobilů Hyundai a Kia si tak mohou zapnout v chladném počasí topení, aniž by to vedlo k výraznému zkrácení dojezdu, obvyklému u ostatních elektromobilů.

Technologie byla poprvé představena v roce 2014 ve výbavě první generace elektromobilu Kia Soul EV. Systém tepelného čerpadla je tvořen kompresorem, výparníkem a kondenzátorem. Tepelné čerpadlo získává odpadní teplo sálající z elektrických komponentů vozidla a tuto energii využívá k efektivnějšímu vyhřívání interiéru. Díky této technologii byl u modelu Soul EV zachován dojezd 180 km i při jízdě v chladném počasí.

Nejlepší systém tepelného čerpadla v automobilovém průmyslu byl nyní pro nové elektromobily Hyundai a Kia zdokonalen. Nový systém využívá odpadní teplo z ještě většího počtu zdrojů, a tím optimalizuje dojezd elektromobilu v zimních podmínkách. Elektromobily Hyundai a Kia nabízejí díky těmto inovacím konzistentnější hodnoty dojezdu i za teplot, při nichž u ostatních elektromobilů dochází k výraznému zkrácení vzdálenosti, kterou lze ujet na jedno nabití. Kona Electric, vybavená nejnovější technologií tepelného čerpadla, tuto skutečnost potvrdila v nedávném testu, který se uskutečnil v Norsku, jež je nejrozvinutějším trhem s elektromobily na světě.

Kona Electric zvítězila v norském testu reálného dojezdu

Norský autoklub NAF (Norges Automobil-Forbund) nedávno porovnal 20 elektromobilů za chladného i teplého počasí a hledal modely s nejkonzistentnějšími hodnotami dojezdu a nejefektivnějším nabíjením. Test u každého vozidla sledoval odchylky provozních vlastností za chladného počasí od hodnot uváděných výrobcem.

První místo obsadil model Kona Electric, který za chladného počasí ujel 405 km – v porovnání s normovaným dojezdem 449 km v kombinovaném cyklu WLTP za mnohem příznivějších provozních podmínek (23 °C). Kona Electric nabídla za velmi chladného počasí 91 procent dojezdu dosaženého v podmínkách kombinovaného cyklu WLTP. Od proklamovaného dojezdu se tak odchýlila jen o 9 procent.

Jak funguje vyhřívání interiéru elektromobilu bez odebírání elektrické energie

Technologie tepelného čerpadla společností Hyundai a Kia debutovala před šesti lety v první generaci modelu Kia Soul EV. Od té doby byla nejlepší technologie tepelného čerpadla v automobilovém průmyslu pro nové elektromobily Hyundai a Kia dál důsledně zdokonalována. Systém nyní získává výrazně více energie opětovným využíváním odpadního tepla z dalších zdrojů – nejen z modulů výkonové elektroniky (například elektromotorů, palubní nabíječky a invertorů), ale také ze sady akumulátorů a systému rekuperace kinetické energie při zpomalování.

Systém využívá teplo vytvářené výše uvedenými komponenty k odpařování chladiva, resp. jeho přeměně z kapalného do plynného stavu. Plyn je pod vysokým tlakem vytlačován z kompresoru do kondenzátoru, v němž přechází zpět do kapalného stavu. Tento proces vytváří dodatečnou tepelnou energii, která je získávána zpět tepelným čerpadlem a používána k vyhřívání interiéru.

Takto získávaná energie zvyšuje účinnost systému topení, ventilace a klimatizace. Díky inovativnímu způsobu využívání odpadního tepla se efektivněji vyhřívá interiér a minimalizuje se spotřeba elektrické energie z akumulátorů. Tepelné čerpadlo snižuje zatížení sady akumulátorů a spotřebu energie systémem topení, ventilace a klimatizace, a tím výrazně prodlužuje využitelný dojezd elektromobilu.

Společnosti Hyundai a Kia nadále pokračují ve vývoji technologie tepelného čerpadla. Jejich cílem je dosažení dalšího pokroku v získávání energie a zvyšování účinnosti. Systém je od představení v roce 2014 postupně vylepšován v rámci testování za extrémně chladného počasí v severním Švédsku, kde teploty v zimě klesají až k -35 °C. Inženýři z výzkumného oddělení při testech za extrémně nízkých teplot přišli na nové způsoby, jak optimálně zužitkovat co největší množství odpadního tepla, a zvýšit tak účinnost systému tepelného čerpadla. Testování této technologie za extrémních podmínek je zárukou provozuschopnosti tepelného čerpadla i v nejchladnějším prostředí.

Systém chlazení a využívání tepla sady akumulátorů prodlužuje dojezd elektromobilů

Tepelné čerpadlo je jednou z mnoha inovací v aktuální generaci elektromobilů Hyundai a Kia. Systém chlazení a využívání tepla přispívá také k významnému pokroku v provozních vlastnostech sady akumulátorů pro elektromobily.

Sady akumulátorů pro elektromobily Hyundai a Kia mají systém kapalinového chlazení místo konvenčního chlazení vzduchem. Tento krok přinesl další prodloužení dojezdu, aniž by se zvětšily fyzické rozměry. Nové řešení umožnilo těsnější uspořádání akumulátorových článků v elektromobilech Hyundai a Kia, protože kanály kapalinového chlazení zabírají méně prostoru než kanály vedoucí chladicí vzduch. Tím se zvýšila hustota energie akumulátorů až o 35 procent.

Tato inovace znamená, že nejnovější elektromobily Hyundai a Kia nabízejí přibližně dvojnásobný dojezd a kapacitu akumulátorů v porovnání s jejich první generací – a jsou tak schopny ujet na jedno nabití výrazně delší vzdálenost. Například první generace modelu Soul EV nabízela majitelům dojezd na jedno nabití sady lithium-polymerových akumulátorů o kapacitě 30 kWh cca 180 km. Druhá generace modelu Soul EV má již akumulátory s kapacitou 64 kWh, avšak podobných rozměrů. Její dojezd na jedno nabití je až 386 km.

Studie, kterou vypracovalo korejské ministerstvo životního prostředí s modely Hyundai Kona Electric a Kia Niro EV, shledala, že tepelné čerpadlo za chladného počasí výrazně snížilo spotřebu elektrické energie z akumulátorů. Vozy byly provozovány při teplotě -7 °C se zapnutým systémem topení, ventilace a klimatizace a za těchto podmínek se jejich dojezd udržel na 90 procentech obvyklého dojezdu dosaženého při teplotě vzduchu 26 °C – což je nový etalon v kategorii elektromobilů. Naopak mnoho elektromobilů nabízených ostatními výrobci zaznamenalo za stejných podmínek testování v chladném počasí celkové zkrácení dojezdu o 18 až 43 procent.

Další vývoj technologie tepelného čerpadla

Hyundai a Kia pokračují ve zdokonalování systému tepelného čerpadla a ostatních inovací pro chlazení a využívání tepla. Nové technologie jsou v současnosti zařazovány do vývoje příští generace elektromobilů obou značek.

Společnost Hyundai Motor hodlá v rámci své „Strategie 2025“ prodávat 670 000 elektromobilů s akumulátory a palivovými články ročně a zařadit se do roku 2025 mezi tři největší výrobce elektromobilů. Kia ve své střednědobé a dlouhodobé strategii „Plan S“ počítá ve stejném časovém období s rozšířením své produktové řady na 11 elektromobilů.