Detalle de la bomba de calor Tesla, que le da un impulso a su colección de vehículos eléctricos de invierno

La semana pasada, Tesla describió algunos de los detalles que caracterizan su sistema de bomba de calor que ahora está incluido en toda su línea.

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

Dependiendo de la situación exacta, afirma Tesla, sus autos pueden usar al menos un cuarto más de energía con el sistema de bomba de calor que sin él, para mantener caliente la cabina. En general, puede resultar en hasta un 20 % menos de consumo de energía 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 ha encontrado bombas de calor para abordar la pérdida de autonomía en climas fríos de los vehículos eléctricos. Me resistí a la tecnología hace años.

Antes de la bomba de calor, Tesla tenía una estrategia de usar el calor residual del motor y la electrónica de potencia para ayudar a calentar la batería, y afirmó que aumentaba 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 debutó en el Model Y.

bomba de calor tesla

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La respuesta parece ser que encontraron una manera de hacer que sumar sea menos complicado. Diseñó lo que se llama un súper colector que combina todos los conductos de refrigerante y los conductos de refrigerante que pueden ser componentes separados. Como se muestra en este video, en lugar de rediseñar el circuito de refrigeración, Tesla combinó 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 algo así como los acondicionadores de aire en los edificios, que transportan el calor de un ambiente más frío (interior) a un ambiente más cálido (exterior), y viceversa.

A diferencia de los vehículos de combustión interna, los vehículos eléctricos no tienen un motor que emita calor residual que pueda usarse para calentar la cabina. La calefacción resistiva, como las que se usan en calentadores, tostadoras o secadores de cabello, extrae una gran cantidad de energía fuera del alcance.

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

Bomba de calor y calor Tesla Model S Plaid

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Las bombas de calor son una de las claves para ayudar a reducir la pérdida de autonomía en climas fríos de los vehículos eléctricos debido a este gasto de energía. Sobre la base de la entrada y salida de energía, según Bosch, un fabricante de bombas de calor, una bomba de calor que consume 1 kW generará un calor equivalente de 2 a 3 kW. Mahley, otro proveedor, dice que una bomba de calor puede compensar el 20 por ciento de la pérdida de rango en climas fríos.

Hay algunas advertencias a esto. Las bombas de calor implican una gran cantidad de costos adicionales y complejidad; Pueden generar algo de ruido que interrumpe la experiencia silenciosa de los vehículos eléctricos; Y a menudo no brindan los resultados rápidos que brinda el calentamiento resistivo. Por lo tanto, es posible que los propietarios solo vean el retorno de la eficiencia en viajes largos por carretera, cuando ayudan a aumentar el alcance y hacen que sea más fácil llegar al próximo Charger sin sacrificar la comodidad de la cabina.

Una pieza imprescindible para evitar el bajón invernal

Cada vez más, las empresas están concluyendo que vale la pena hacer concesiones. General Motors, por su parte, ha afirmado que una ventaja en el mundo real está detrás de por qué decidió incluir bombas de calor en todos los próximos vehículos de GM.

Hay nuevas formas de configurar el sistema, especialmente para las ganancias en climas fríos. Rivian está rediseñando su sistema térmico para incluir una bomba de calor, y en la última bomba de calor para los modelos Hyundai y Kia, el calor extraído de una variedad de componentes del motor ayuda a empujar el refrigerante líquido hacia el gas, reduciendo su carga y aumentando el rendimiento energético.

Los sistemas que incorporan una bomba de calor se combinan con calefacción resistiva, para desempañar/descongelar rápidamente el parabrisas y calentar rápidamente la cabina según sea necesario, luego pase la varilla cuando pueda a la bomba de calor. Como confirma el esquema del sistema en el Toyota Prius Prime, puede volverse bastante complejo.

Bomba de calor Toyota Prius Prime

Bomba de calor Toyota Prius Prime

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

El propio diseño de Tesla tampoco estuvo completamente libre de problemas. La empresa tiene que abordar un problema con una válvula de bomba de calor que no funciona correctamente, lo que provoca el agotamiento del refrigerante en el sistema y posiblemente algunas ventanas que se empañan. La campaña de retiro de bombas de calor de Tesla, que afectó a casi 27,000 vehículos entre 2020 y 2022, se ha abordado con una actualización inalámbrica.