強力なヒートポンプがEVの寒冷問題をどのように解決しているか（解決ではない）

おそらく次のようなことを聞いたことがあるでしょう。 多くの場所で、本当にとても寒いです。 今週、米国の広い範囲で大凍結が発生した。 雪と冷たい雨がヨーロッパ北部を襲いました。 これはすべて、歴史的に寒さが苦手な電気自動車にとっては理想的とは言えません。 今週、シカゴの少数のテスラ・スーパーチャージャー・ステーションでは、気温の影響を受けた一部のEVがバッテリーを完全に使い果たし、牽引しなければならなかったことが話題になった。

電気自動車は寒冷地では 2 つの理由から困難を伴います。 1 つは化学的なものです。電気自動車 (および携帯電話) を動かすリチウム イオン バッテリーは、負に帯電した導体 (カソード) から正に帯電した導体 (アノード) へ移動するリチウム イオンに依存しています。 寒さにより、イオンがアノードに移動する速度が遅くなります。つまり、冷えたバッテリーの充電は、焼けたバッテリーよりも困難になります。 もう 1 つの理由は、より現実的なものです。寒い天候では、車の乗員が暖房をオンにする可能性が高く、車を暖めるために使用されるヒーターはバッテリーから電力を消費します。 これにより、範囲が減少し、場合によっては大幅に減少します。 AAAによるテスト、 消費者レポートとEVバッテリーデータ会社リカレントは、氷点下になると車両の航続距離が16～46パーセント程度減少することを発見した。 (非常に寒い気候では、ガソリン車の走行距離も 15 ～ 24 パーセント減少します。)

しかしここ数年、気候変動の主役となるテクノロジーであるヒートポンプが電気自動車に導入され、寒さの問題は改善されましたが、解決には至りませんでした。 ヒートポンプは車の外側から熱を伝達して乗員を暖かく保ち、バッテリーから過度の電力を消費するのを防ぎます。 そして、はい、ヒートポンプは、成功はまちまちではありますが、たとえ外が凍っていても、車内に暖かい空気を送り込むことができます。 直観に反するように聞こえるかもしれませんが、たとえば華氏 10 度の空気からは、依然としてかなりの量の熱が引き出されます。

現在、すべてではありませんが、多くの新しい電気自動車にヒートポンプが搭載されています。 テスラは2021年から独自のヒートポンプ技術を搭載している。ジャガーのIペイスにはヒートポンプ技術が組み込まれており、BMWの最新iシリーズ車、ヒュンダイのIoniq 5、アウディの最新e-Tron、起亜自動車の新しい電動フラッグシップEV9も同様だ。

「現在発売されている、ヒートポンプを搭載していない電気自動車は、すでに恐竜です」と、ウェーバー州立大学でハイブリッド自動車と電気自動車の技術を専門とする自動車技術の教授兼インストラクターであるジョン・ケリーは言う。

ヒートポンプは、熱を作り出すのではなく、既存の熱源から熱を伝達するため、非常に効率的です。 つまり、住宅で炉を使用している場合、地球温暖化ガスを燃焼させて新たな熱を生成し、それが建物の周囲に吹き付けられることになります。 代わりに、ヒートポンプが屋外の空気から暖かさを抽出し、屋内に送り込みます。

EVのヒートポンプと同じ原理です。 内燃車はガソリンを燃焼させて車両に動力を供給しますが、その際に大量の廃熱が発生し、その廃熱が車室内に送り込まれます。 米国連邦データによると、電気自動車ははるかに効率が高く、電力の4分の3以上が車輪を動かすために使われます。 つまり、乗客を暖めるための廃熱が少なくなります。 ヒートポンプを使用すると、EV は屋外の空気から熱を取り出すことができ、たとえ外気が厳しい寒さであっても、車内やバッテリーまで温めることができるため、寒い天候での車両の効率が向上します。