Voitures électriques: Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur? Quels sont les avantages pour les propriétaires de VE?

pompe à chaleur

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Voiture électrique : L’essentiel


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Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur dans les voitures électriques ?


Il y a deux mots-clés qui commencent par la lettre « E » dans le domaine de la conduite électrique. Oui, le premier est « électrique », mais le second, tout aussi important, est « efficacité ». Depuis l’introduction des voitures électriques modernes, les constructeurs automobiles travaillent d’arrache-pied au développement de technologies pour les véhicules électriques (VE), afin d’améliorer l’efficacité du véhicule et l’autonomie électrique.

Le freinage par récupération est un bon exemple de technologie (innovation) qui améliore l’efficacité des voitures électriques. Également connu sous le nom de freinage régénératif ou de récupération des freins, le freinage régénératif est un processus qui consiste à capter l’énergie perdue (lors du freinage) d’un véhicule électrique pour la réutiliser (la recycler). Dans le cas de la conduite électrique, l’énergie « capturée » est réutilisée pour augmenter l’autonomie en mode électrique pur du véhicule électrique.

Les pompes à chaleur pour voitures électriques sont une autre innovation qui améliore l’efficacité et qui est de plus en plus acceptée par les constructeurs automobiles. Au fond, elle fonctionne sur le même principe que le freinage par récupération, c’est-à-dire qu’elle capte l’« énergie perdue » pour la réutiliser (la recycler) afin d’améliorer l’autonomie électrique.

Nous pouvons continuer à attendre des constructeurs automobiles qu’ils développent de nouvelles technologies basées sur le « recyclage », car toute forme de transport aura toujours des inefficacités (déchets) qui peuvent être réutilisées !

Une pompe à chaleur n’est pas une technologie nouvelle et, en fait, des technologies similaires sont utilisées depuis plusieurs décennies, notamment dans les appareils ménagers, comme l’omniprésent réfrigérateur (similaire, mais à l’envers). Le constructeur automobile japonais Nissan a été le premier à intégrer une pompe à chaleur dans un véhicule électrique à batterie (BEV) en 2012, la Nissan Leaf entièrement électrique.

Les fabricants de véhicules électriques ont acquis des connaissances importantes dès le début de l’évolution des voitures électriques modernes, notamment en ce qui concerne les performances de la batterie embarquée et l’autonomie en conditions réelles. Il est apparu clairement que l’impact des températures extrêmes (chaudes et froides) avait un effet négatif important sur les performances de la batterie embarquée du véhicule et sur l’autonomie électrique disponible.

En particulier, pendant les mois d’hiver les plus froids. La genèse de l’incorporation d’une pompe à chaleur à haut rendement est le résultat de ces observations.


Pompe à chaleur EV: L’essentiel
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur pour les voitures électriques?Dans les véhicules classiques à moteur à combustion interne (ICE), essence et diesel, l’énergie (chaleur perdue) générée par le moteur (groupe motopropulseur) est récupérée et réutilisée pour chauffer l’habitacle du véhicule. Toutefois, dans les voitures purement électriques, la chaleur générée (chaleur résiduelle) par la propulsion électrique (moteur électrique, onduleur, chargeur CA embarqué) et la batterie haute tension embarquée du VE n’est pas aussi importante que la chaleur générée dans les voitures conventionnelles, et ne peut pas être réutilisée seule pour fournir un chauffage suffisant de l’habitacle (les voitures électriques sont plus efficaces que les voitures à essence/diesel). Par conséquent, dans les VE, les sources de capture de la chaleur comprennent également l’air extérieur, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un système de pompe à chaleur multisource. Cette chaleur captée est réutilisée pour la gestion de la batterie du VE et pour chauffer l’intérieur de l’habitacle, ce qui augmente l’efficacité de la voiture électrique et réduit la nécessité de puiser de l’énergie dans la batterie du VE. En général, la batterie lithium-ion d’un véhicule électrique est moins efficace sur le plan énergétique pendant les mois les plus froids (comme la batterie d’un ordinateur portable ou d’un smartphone).
Comment une pompe à chaleur augmente-t-elle l’autonomie électrique pendant les mois d’hiver les plus froids?Les voitures électriques qui n’intègrent pas de pompe à chaleur embarquée dépendent de l’énergie de la batterie embarquée pour chauffer l’habitacle de la voiture électrique, ce qui a un impact sur l’autonomie disponible. En revanche, les VE équipés d’une pompe à chaleur ne dépendent pas de la batterie du VE pour chauffer l’habitacle. Au contraire, la pompe à chaleur s’approvisionne en chaleur auprès de plusieurs sources et diffuse un chauffage économe en énergie dans l’habitacle. En d’autres termes, une voiture électrique équipée d’une pompe à chaleur ne sollicite pas la batterie du véhicule électrique pour chauffer l’habitacle. Il existe de nombreuses preuves dans le monde réel qui démontrent que les voitures électriques équipées d’une pompe à chaleur offrent une plus grande autonomie en hiver, par rapport aux voitures électriques qui n’en sont pas équipées. L’amélioration moyenne de l’autonomie se situe entre 10 et 20 %.
Comment fonctionne une pompe à chaleur dans une voiture électrique?Étape 1 : l’antigel chauffé naturellement est acheminé vers l’évaporateur de la pompe à chaleur, où la chaleur est transférée au liquide de refroidissement qui circule dans l’unité. L’évaporateur transforme le liquide de refroidissement en gaz (évaporation). Étape 2 : le gaz est aspiré dans un compresseur qui en augmente la pression. Lorsque l’air est comprimé, sa température augmente. La température du gaz est portée à 80° C. Étape 3 : le gaz comprimé est transféré dans un condenseur, où la chaleur est transférée à l’eau du condenseur. Étape 4 : la chaleur est ensuite diffusée à l’intérieur de l’habitacle, tandis que le gaz est converti en liquide et retransmis à l’évaporateur de la pompe à chaleur par l’intermédiaire d’un détendeur. Le cycle est ensuite répété.
Une pompe à chaleur sert-elle uniquement à chauffer?Non. Une pompe à chaleur peut également être utilisée pour le refroidissement. Par exemple, l’Audi Q7 EV utilise la pompe à chaleur embarquée pour le chauffage et le refroidissement.
Les véhicules électriques sont-ils équipés de série d’une pompe à chaleur?Si certains fabricants proposent la pompe à chaleur de série, la plupart la proposent en option. Nous recommandons d’acheter l’option.
Une pompe à chaleur peut-elle être installée dans une voiture électrique après sa livraison?En général, ce n’est pas possible, étant donné la complexité de l’installation d’une pompe à chaleur. Il faut donc toujours la commander au moment de l’achat.
Les pompes à chaleur des voitures électriques sont-elles toutes identiques?Il existe une différence de technologie, d’approche et d’efficacité entre les différents fabricants. Par exemple, Hyundai et Kia affirment avoir l’une des pompes à chaleur les plus efficaces, étant donné la capacité de leur technologie à choisir dynamiquement la source de chaleur la plus appropriée à un moment donné. Hyundai affirme que la pompe à chaleur incorporée dans la Hyundai Kona tout électrique peut améliorer l’autonomie électrique en hiver jusqu’à 18 %, ce qui est nettement supérieur à l’amélioration moyenne (10 %).
La pompe à chaleur présente-t-elle d’autres avantages pendant les mois les plus froids?Oui, vous pouvez préchauffer votre véhicule électrique (VE) via votre application mobile avant de prendre la route. Vous pouvez ainsi bénéficier d’un habitacle bien chaud par une froide journée d’hiver !

Exemples de voitures électriques avec pompe à chaleur embarquée
Audi Q4 e-tron
Hyundai Kona Electric
Hyundai Ioniq 5
Mercedes EQE SUV
Nissan Leaf
Tesla Model Y
Volkswagen ID.3
Volkswagen ID.4
Volkswagen ID.5

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Author

Ashvin Suri

Ashvin travaille dans les secteurs des énergies renouvelables, de l'efficacité énergétique et des infrastructures depuis 2006. Il est passionné par la transition vers une économie à faibles émissions de carbone et par le transport électrique. Ashvin a commencé sa carrière en 1994 en travaillant dans des banques d'investissement américaines à New York. Après avoir obtenu son MBA à la London Business School (1996-1998), il a continué à travailler dans la banque d'investissement chez Flemings (Londres) et JPMorgan (Londres). Ses fonctions comprenaient le conseil en financement d'entreprise, les fusions et acquisitions et la levée de capitaux. Il a travaillé dans divers secteurs industriels, notamment l'ingénierie, l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, les aéroports et l'automobile en Asie et en Europe. En 2010, il a cofondé une plateforme de développement solaire, pour des projets solaires à grande échelle au sol et en toiture, notamment au Royaume-Uni, en Italie, en Allemagne et en France. Il a également fourni des conseils sur divers projets d'énergie renouvelable (éolienne et solaire) à l'échelle des services publics en travaillant avec des investisseurs institutionnels mondiaux et des producteurs d'électricité indépendants (IPP) dans le secteur de l'énergie renouvelable. Il a également conseillé des marchés internationaux clés comme l'Inde, notamment des groupes industriels et automobiles de grande envergure en Inde. Ashvin a également conseillé Indian Energy, un IPP soutenu par Guggenheim (un fonds de 165 milliards de dollars). Il a également conseillé un groupe basé à Singapour dont le chiffre d'affaires s'élève à 2 milliards de dollars. Ashvin a également travaillé dans le secteur de l'immobilier et des infrastructures, notamment avec le Matrix Group (un groupe immobilier britannique de 4 milliards de dollars) pour lancer l'un des premiers fonds immobiliers institutionnels sur le marché immobilier indien. Le fonds a été lancé avec succès grâce à un soutien institutionnel important des marchés britannique et européen. Il a également conseillé une entreprise suédoise de technologie propre dans le secteur de l'eau. Il a également participé à un certain nombre d'entreprises en phase de démarrage.

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