artikel

Airco en elektrische auto’s, hoe zit dat?

Techniek 2209

Airco en elektrische auto’s, hoe zit dat?
De airco van een Volkswagen e-Golf is gevuld met CO2. De aircopomp wordt elektrisch aangedreven.

Elektrische auto’s hebben geen verbrandingsmotor, waarop je een aircopomp kunt aansluiten. Verwarmen en koelen zal dus op een andere manier moeten. Een verbrandingsmotor ontwikkelt zoveel warmte dat je genoeg over hebt om de cabine zonder extra energieverlies te verwarmen. Een elektrische aandrijving ontwikkelt in verhouding tot een auto echter maar weinig warmte, dus zul je voor het verwarmen extra energie moeten verbruiken.

Hetzelfde geldt voor koelen, ontwasemen en ventileren. Je kunt een aircocompressor ook elektrisch aandrijven. De aandrijving kost echter best veel energie en dat is een probleem.

Een benzine- of dieselauto heeft zoveel energie aan boord dat het verschil in actieradius door het gebruik van een airco niet noemenswaardig is, bij een EV ligt dat anders. Je moet daarom veel kritischer kijken naar wat nodig is voor verschillende belastingen en situaties en het thermisch management heroverwegen.

Selectief koelen

Je kunt bijvoorbeeld koelen of verwarmen voor vertrek, als de stekker er thuis nog in zit. Ook de toepassing van de airco kan anders: nu koel je het hele interieur en alles wat zich daarin bevindt. Bij een EV zou zich dat kunnen richten op het comfort van de inzittenden met een efficiëntere warmteoverdracht, met spot-heating of spot-cooling. Je koelt het stuur, de stoel en het gezicht. Je zou vooraf ook airco’s kunnen opladen, door gebruik te maken van ‘phase change materials’.

Solid State

Elektrische R744 Compressor

Elektrische CO2-aircocompressor van Behr.

Een andere mogelijkheid is om te koelen en te verwarmen met een zogenaamd ‘Solid State’-systeem, dat gebruik maakt van een zogenaamd “Peltier element”. Zo’n element bestaat uit twee keramische lagen waartussen een halfgeleider (Bi2Te3) is aangebracht.

Als door dit materiaal een elektrische stroom wordt gestuurd, werkt het als een warmtepomp, waardoor een temperatuurverschil tussen de platen ontstaat: de ene koelt af en de andere warmt op. Dit systeem is bekend van elektrische koelboxen.

Weinig vermogen

Bij koelboxen heeft dit systeem een beperkt vermogen, omdat de warmte en kou met behulp van een koellichaam en een ventilator worden afgevoerd. Lucht heeft immers een beperkte warmtecapaciteit. Fabrikant Top Cool gebruikt water om de warmte of kou van het Peltier-element af te voeren.

Het voordeel is dat het een solid-state design is, dat weinig vermogen vraagt. Het heeft geen bewegende delen, behalve twee lagedrukpompjes voor de waterflow. Het vraagt dus weinig onderhoud en is duurzaam. Bovendien heb je op deze manier zowel verwarming als koeling: je kunt het systeem ompolen, dan werkt het omgekeerd. Het systeem is volledig elektronisch regelbaar en zeer compact.

Reageer op dit artikel