Detail pompa panas Tesla, memberikan dorongan ke rentang EV musim dingin

Tesla minggu lalu menguraikan beberapa detail yang membedakan sistem pompa panasnya yang sekarang disertakan di seluruh jajaran kendaraannya.

Pembuat kendaraan listrik mengklaim bahwa desainnya bekerja dengan baik dalam cuaca yang sangat dingin, di mana pompa panas lainnya gagal.

Bergantung pada situasi yang sebenarnya, klaim Tesla, mobilnya mungkin menggunakan hanya seperempat energi dengan sistem pompa panas daripada tanpa, untuk menjaga kabin tetap hangat. Secara keseluruhan, ini dapat menghasilkan energi yang dikonsumsi hingga 20% lebih sedikit selama perjalanan cuaca dingin, kata Tesla — meskipun tidak jelas apakah ini secara khusus mengacu pada energi yang dikonsumsi di kabin.

Tesla sama sekali bukan satu-satunya pembuat mobil yang menemukan bahwa pompa panas mengatasi hilangnya rentang cuaca dingin EV. Itu menolak teknologi bertahun-tahun yang lalu.

Sebelum pompa panas, Tesla memang memiliki strategi untuk menggunakan limbah panas dari motor dan elektronik daya untuk membantu menghangatkan baterai, dan diklaim meningkatkan jangkauan cuaca dingin tanpa kerumitan tambahan dari pompa panas. Tetapi perusahaan berubah pikiran dengan pompa panas yang memulai debutnya di Model Y.

Pompa panas Tesla

Pompa panas Tesla

Pompa panas Tesla

Pompa panas Tesla

Pompa panas Tesla

Pompa panas Tesla

Jawabannya tampaknya adalah menemukan cara untuk membuat penambahan menjadi tidak terlalu rumit. Ini merancang apa yang disebut manifold super yang menggabungkan semua saluran pendingin dan saluran pendingin yang mungkin merupakan komponen terpisah. Seperti yang dijelaskan dalam video ini, alih-alih mendesain ulang loop pendingin, Tesla mengintegrasikan pompa panas dengan “octovalve” yang berubah ke posisi berbeda tergantung pada mode operasi.

Bagaimana pompa panas bekerja

Tips video Tesla bahwa pompa panas mirip dengan membangun AC, membawa panas dari lingkungan yang lebih dingin (di dalam) ke lingkungan yang lebih hangat (di luar), hanya sebaliknya.

Tidak seperti kendaraan dengan pembakaran internal, EV tidak memiliki mesin yang mengeluarkan limbah panas yang dapat digunakan untuk menghangatkan kabin. Pemanasan resistif, seperti yang digunakan untuk pemanas ruangan, pemanggang roti, atau pengering rambut, menghabiskan banyak energi dari jangkauan.

Pompa panas memindahkan panas alih-alih menghasilkannya, dan fisika dapat terdengar hampir ajaib: Gas yang dipilih dengan hati-hati — zat pendingin — menghilangkan panas dari lingkungannya saat dikompresi menjadi gas dan kemudian melepaskan panas saat mengembun kembali menjadi cairan.

Tesla Model S Plaid termal dan pompa panas

Tesla Model S Plaid termal dan pompa panas

Pompa panas adalah salah satu kunci untuk membantu mengurangi hilangnya rentang EV pada cuaca dingin karena perhitungan energi tersebut. Berdasarkan energi masuk, energi keluar, menurut Bosch, salah satu pembuat pompa panas, pompa panas yang menarik 1 kw akan menghasilkan panas setara antara 2 dan 3 kw. Mahle, pemasok lain, mengatakan pompa panasnya dapat memulihkan 20% kehilangan rentang cuaca dingin.

Ada beberapa peringatan untuk ini. Pompa panas melibatkan banyak biaya tambahan dan kompleksitas; mereka dapat menghasilkan kebisingan yang mengganggu pengalaman EV senyap; dan mereka sering tidak memberikan hasil cepat seperti pemanasan resistif. Jadi, pemilik mungkin hanya melihat hasilnya dalam efisiensi selama perjalanan darat yang lebih lama—ketika mereka akan membantu meningkatkan jangkauan dan mempermudah menjangkau pengisi daya berikutnya tanpa mengorbankan kenyamanan kabin.

Bagian yang diperlukan untuk menghindari kelesuan musim dingin

Semakin banyak, perusahaan menyimpulkan bahwa itu sepadan dengan pengorbanannya. General Motors, misalnya, telah menekankan bahwa keunggulan dunia nyata ada di balik mengapa memutuskan untuk memasukkan pompa panas di semua kendaraan listrik GM yang akan datang.

Ada cara baru untuk mengonfigurasi sistem, khususnya untuk cuaca dingin. Rivian sedang dalam proses mendesain ulang sistem termalnya untuk memasukkan pompa panas, dan dalam pompa panas terbaru untuk model Hyundai dan Kia, panas yang diambil dari berbagai komponen penggerak membantu mendorong refrigeran cair kembali ke gas, mengurangi bebannya dan meningkatkan hasil energi.

Sistem yang memiliki pompa panas menggabungkannya dengan pemanas resistif, untuk menghilangkan kabut / mencairkan kaca depan dengan cepat dan panas kabin yang cepat sesuai kebutuhan, kemudian meneruskan tongkat estafet jika memungkinkan ke pompa panas. Seperti yang digarisbawahi skema sistem di Toyota Prius Prime, mereka bisa menjadi sangat kompleks.

Pompa panas Toyota Prius Prime

Pompa panas Toyota Prius Prime

Ini bukan penampakan pertama desain pompa panas Tesla. Pada tahun 2020, pakar manufaktur Sandy Munro, dari Munro & Associates, yang dikenal karena wawasan pembongkarannya, memposting video tentang komponen baru tersebut.

Desain Tesla sendiri juga tidak sepenuhnya bebas masalah. Perusahaan harus memperbaiki masalah dengan katup pompa panas yang tidak beroperasi dengan benar, yang menyebabkan penipisan refrigeran dalam sistem dan, berpotensi, beberapa jendela berkabut. Kampanye penarikan pompa panas Tesla ini, yang memengaruhi hampir 27.000 kendaraan dari model tahun 2020 hingga 2022, telah diperbaiki dengan pembaruan over-the-air.