pompe à chaleur Toutes les pompes à chaleur ne se valent pas. C'est ainsi qu'ils se distinguent en termes de technologie, de fonctionnement et d'efficacité.

La solution écoénergétique pour le chauffage de la cabine du conducteur
Comment chauffer la cabine d'un véhicule électrique lorsqu'aucune chaleur résiduelle du moteur à combustion n'est disponible ?

La source d'énergie d'un véhicule électrique fournit du courant – et le courant peut être converti en chaleur. La méthode directe passe par la résistance électrique : tout conducteur traversé par un courant génère de la chaleur lors du flux de courant. Dans la plupart des cas, cela ne correspond pas à l'objectif initial et doit être évacué sous forme de perte thermique.

Cependant, en cas de génération ciblée de chaleur, cette méthode – le chauffage par résistance – peut être utilisée. Si l'on considère exclusivement le côté consommateur (sans les pertes liées à la production et au transport), elle atteint un rendement de plus de 95 %.

Influence du chauffage de la cabine sur l'autonomie
Pour les véhicules électriques mobiles, il faut tenir compte du fait que l'énergie nécessaire à la production de chaleur provient de la batterie et réduit ainsi l'énergie de traction disponible. L'influence du mode de chauffage sur l'autonomie d'un véhicule électrique dépend de plusieurs facteurs – liés à la fois au véhicule et à l'utilisation.

Pour situer le contexte :

• Puissance de chauffage de la cabine : 3 kW – 5 kW

• Consommation d'énergie du véhicule : 15 kWh – 20 kWh pour 100 km

Il apparaît ainsi clairement que le chauffage de la cabine entraîne directement des pertes d'autonomie de plus de 20 %. Une réduction de la consommation d'énergie pour le chauffage améliore donc immédiatement l'efficacité de travail du véhicule.

La pompe à chaleur comme solution efficace
L'utilisation d'une pompe à chaleur permet de réduire considérablement la consommation d'énergie. Dès un COP (Coefficient of Performance) de 2, l'énergie électrique requise pour le chauffage est réduite de moitié – et par conséquent, la perte d'autonomie également. Les pompes à chaleur utilisent la chaleur ambiante et la convertissent en énergie pour chauffer les véhicules. Le principe de fonctionnement correspond à celui d'un système de climatisation, à la différence près que l'on utilise de la chaleur et non du froid.

Toutes les pompes à chaleur ne se valent pas
Il n'existe pas de solution unique – toutes les pompes à chaleur ne se valent pas. Les différences commencent par la source de chaleur et s'étendent jusqu'à la restitution de la chaleur et au système de distribution.

Sources de chaleur possibles :

• Air ambiant

• Chaleur résiduelle de la batterie

• Électronique de puissance

• Groupe motopropulseur

Restitution et distribution de la chaleur :

• Chauffage direct de l'air (cabine)

• Circuit de liquide de refroidissement pour la distribution de la chaleur

Fonctions minimales / supplémentaires :

• Réversibilité (chauffage et refroidissement dans un seul système)

Architecture des systèmes thermiques dans le véhicule
L'architecture des systèmes thermiques doit être adaptée aux machines respectives. C'est précisément dans le domaine du On- et Off-Highway (sur route et hors route) que les exigences sont nettement plus diversifiées que dans le secteur automobile classique. Une simulation précoce dès la phase de conception est cruciale pour identifier et mettre en œuvre efficacement la combinaison de systèmes optimale. La commande du système est un élément central : elle collecte les sources d'énergie utilisables et les distribue de manière ciblée dans le système. Les conducteurs ne sont pas les seuls à bénéficier d'un climat stable – la batterie a également besoin d'une température constante et modérée pour fournir sa pleine puissance. La commande de tels systèmes est hautement complexe et requiert une expertise approfondie en :

• Thermodynamique

• Technique de régulation basée sur des logiciels