Les pompes à chaleur de Tesla devraient accroitre l’autonomie de ses VÉ en hiver

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​La semaine dernière, Tesla a souligné certaines informations qui distinguent son système de pompe à chaleur maintenant inclus dans sa gamme de véhicules.
 
Le constructeur de véhicules électriques affirme que son concept fonctionne bien par temps très froid, contrairement à d’autres pompes à chaleur qui ne seraient pas à la hauteur.
 
Selon Tesla, ses voitures pourraient maintenant utiliser aussi peu qu’un quart de l’énergie avec le système de pompe à chaleur pour garder l’habitacle au chaud. Dans l’ensemble, cela peut entraîner jusqu’à 20% moins d’énergie consommée par temps froid, dit Tesla, bien qu’il ne soit pas clair si cela fait spécifiquement référence à l’énergie consommée dans la cabine.
 
Tesla n’est pas le seul constructeur automobile à constater que les pompes à chaleur des véhicules électriques remédient à la perte d’autonomie par temps froid. Elle avait cependant rejeté cette technologie il y a quelques années.
 
Avant la pompe à chaleur, Tesla utilisait la chaleur perdue du moteur et de l’électronique pour réchauffer la batterie, et elle prétendait augmenter l’autonomie par temps froid sans la complexité supplémentaire d’une pompe à chaleur. Mais l’entreprise a changé d’avis avec la pompe à chaleur qui a fait ses débuts dans le Model Y.

Pompe à chaleur de Tesla
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La réponse semble rendre l’outil moins complexe. Tesla a conçu un collecteur appelé super collecteur qui combine tous les canaux de réfrigérant et les canaux de refroidissement qui pourraient autrement être séparés. Comme elle l’explique dans cette vidéo, plutôt que de redessiner la boucle de liquide de refroidissement, Tesla a intégré la pompe à chaleur avec une octovalve qui alterne dans différentes positions selon le mode de fonctionnement.

​Fonctionnement des pompes à chaleur
 
La vidéo de Tesla rappelle que les pompes à chaleur sont un peu comme les climatiseurs maison, qui passent d’un environnement plus chaud, à un environnement plus frais contrairement à une pompe à chaleur.
 
De plus, à l'encontre des véhicules à combustion interne, les véhicules électriques n’ont pas de moteur qui pousse de la chaleur qui peut être utilisée pour chauffer l’habitacle. Le chauffage résistif*, comme celui utilisé pour les radiateurs, les grille-pain ou les sèche-cheveux, gaspille beaucoup d’énergie.
 
Les pompes à chaleur déplacent la chaleur plutôt que de la générer, et cela peut sembler presque magique : un réfrigérant soigneusement choisi transporte l’énergie thermique de son environnement lorsqu’il est comprimé en gaz, puis libère de la chaleur lorsqu’il se condense en liquide.

​Tesla Model S Plaid thermopompe et pompe à chaleur
 
Les pompes à chaleur sont l’une des solutions pour réduire la perte d’autonomie par temps froid des véhicules électriques grâce à ce surplus d’énergie. Basé sur le transfert d’énergie, selon Bosch, l’un des fabricants de pompes à chaleur, une pompe à chaleur consommant 1 kw générera l’équivalent thermique compris entre 2 et 3 kw. Mahle, un autre fournisseur, affirme que sa thermopompe peut récupérer 20% de la perte d’autonomie par temps froid.
 
Il y a quelques mises en garde à cela. Les pompes à chaleur impliquent beaucoup de coûts et de complexité supplémentaires; ils peuvent générer du bruit qui interrompt le silence des véhicules électriques; Et souvent, ils ne fournissent pas les résultats rapides d'un chauffage résistif. Ainsi, les propriétaires pourraient ne voir le gain d’efficacité que sur les longs voyages, alors qu'ils pourront augmenter l’autonomie et retarder l’accès à la prochaine borne de recharge sans devoir sacrifier le confort de la cabine.
 
Pièce nécessaire pour éviter les problèmes hivernaux
 
De plus en plus, les entreprises concluent que cela vaut la peine. General Motors, par exemple, a souligné que l’avantage pour la clientèle est à l’origine de sa décision d’inclure des pompes à chaleur dans les prochains véhicules électriques de GM.
 
Il existe de nouvelles façons de configurer le système, en particulier pour les gains par temps froid. Rivian est en train de repenser son système thermique pour inclure une pompe à chaleur, et concernant la dernière pompe à chaleur des modèles Hyundai et Kia, la chaleur récupérée à partir de composants d’entraînement aide à ramener le réfrigérant liquide en gaz, réduisant ainsi sa charge et augmentant le gain énergétique.
 
Les systèmes dotés d’une pompe à chaleur sont combinés avec un chauffage résistif, pour un désembuage / dégivrage rapide du pare-brise et une chaleur rapide de la cabine lorsque nécessaire, pour éventuellement le repasser à la pompe à chaleur. Comme le souligne le schéma du système de la Toyota Prius Prime, ils peuvent être complexes.

Thermopompe Toyota Prius Prime
 
Ce n’est pas la première fois qu’il est question de la pompe à chaleur. En 2020, l’expert en fabrication Sandy Munro, de Munro & Associates, connu pour ses idées de démontage, avait publié une vidéo sur le nouveau composant.
 
Le design de Tesla n’a pas été sans problème non plus. L’entreprise a du remédier à un problème lié au mauvais fonctionnement d’une vanne de pompe à chaleur, ce qui entraînait une panne de réfrigérant dans le système et, potentiellement, pouvait embuer des fenêtres. Cette campagne de rappel des pompes à chaleur Tesla, qui touche près de 27 000 véhicules des années modèles 2020 à 2022, a été corrigée par une mise à jour en direct.

*Chauffage résistif : La résistance électrique traduit la propriété d'un composant à s'opposer au passage d'un courant électrique (l'une des causes de perte en ligne d'électricité). Elle est souvent désignée par la lettre R et son unité de mesure est l'ohm (symbole : Ω). Elle est liée aux notions de résistivité et de conductivité électrique. La résistance est responsable d'une dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Cette propriété porte le nom d'effet Joule. Cette production de chaleur est parfois un effet souhaité (résistances de chauffage), parfois un effet néfaste (pertes Joule) mais souvent inévitable.

Bengt Halvorson

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