概要
- 電気自動車のヒートポンプは、外気から熱を移動させて車内とバッテリーを暖めることで、より効率的に暖房を行い、冬の航続距離を延ばします。
- ヒートポンプシステムの複雑さは追加のコストになりますが、ヒートポンプを搭載した電気自動車は、ガソリン車よりもメンテナンスが安価です。
- 電気自動車にヒートポンプが必要かどうかは住んでいる気候によって異なり、冬が寒い地域ではこの機能の恩恵が最も大きくなります。
ヒートポンプは家庭を暖め、衣類を乾燥させ、電気自動車にも搭載されています。しかし、電気自動車ではヒートポンプはオプションとして追加される場合があります。ヒートポンプはどのような役割を果たし、追加コストに見合う価値があるのでしょうか？
ヒートポンプとは？
家庭にヒートポンプがある人は多くありませんが、冷蔵庫のような似たようなものを持っている人はほとんどです。冷蔵庫は冷媒ガスをコンプレッサー（一種のポンプ）に放出し、そのガスをコンデンサーと呼ばれる一連の管に送ります。コンデンサーはガスを圧縮し、ガスを液体に変えて周囲に熱を放出します。その後、液体は蒸発器に送られ、そこで再びガスに変わり、周囲から熱を吸収します。この場合、蒸発器は冷蔵庫の内部から熱を引き抜きます。
ヒートポンプも同じ手順を踏みますが、別のプロセスを利用します。コンデンサーが放出する熱を利用することができます。
電気自動車のヒートポンプの仕組み
電気自動車のヒートポンプは、車外から空気を取り込み、コンプレッサーに通し、コンデンサーから放出される熱を車内メインキャビンに送り込み、車内の人々の周りの空気を暖めます（または、この熱を利用して車のバッテリーを暖めます。バッテリーも寒さが苦手です）。
ヒートポンプを搭載していない電気自動車は、一般的に抵抗加熱を利用しています。簡単に言えば、抵抗のある材料に電流を流すと、その摩擦によって熱が発生します。これは、すべての電気が熱に変換されるため、実際には効率的なプロセスです。しかし、ヒートポンプは、熱をある場所から別の場所に移動させることで、消費するエネルギーよりも多くの熱を供給することができます。
ヒートポンプは冬の航続距離を伸ばす
電気自動車は、冬になると航続距離が短くなります。これは電気自動車に限ったことではありません。ガソリン車も冬になると燃費が悪くなりますが、多くの車ではEからFまでの燃料計しか表示されず、ガソリンスタンドもたくさんあるので、ほとんど気になりません。しかし、電気自動車の場合、夏に250マイルの航続距離だった車が、冬になると200マイル以下に落ちてしまうことがあります。これに加えて、公共の電気自動車充電ステーションの問題が重なり、航続距離への不安が生じます。
ヒートポンプは、冬場の航続距離の低下を軽減します。リチウム電池は低温に弱いため、暖かい時期ほど遠くまで走行することはできません。しかし、車の車内とバッテリーパックをより少ない電力で暖めることで、走行に使えるエネルギー量を増やすことができます。ヒートポンプを搭載したモデルとそうでないモデルを選択できる場合、ヒートポンプを搭載したモデルは、充電するまでの距離が冬場に少し長くなります。
ヒートポンプには追加コストがかかる
ヒートポンプを搭載した車は、システムがより複雑なため、メーカーがより高い価格を設定する理由があります。ヒートポンプはコンポーネントが多いため、製造するものが増え、故障する可能性のある部品も増えます（ただし、電気自動車はガソリン車よりもメンテナンスが安価です）。
結局のところ、ヒートポンプは抵抗加熱の代わりにではなく、併用して設置されることがよくあります。そうすることで、外気の温度が低すぎてヒートポンプが機能しない場合でも、車を暖める手段を失うことはありません。エンジニアリングの観点から見ると、ヒートポンプはオプションの追加機能です。
電気自動車にはヒートポンプが必要？
ヒートポンプの恩恵を受けられるかどうかは、住んでいる場所によって大きく異なります。雪が降る地域では、非常に寒いときに抵抗ヒーターが作動するとしても、ヒートポンプを搭載した電気自動車が絶対必要です。冬が氷点下を上回るものの、ジャケットが必要なほど寒い地域でも、ヒートポンプは価値があります。
逆に、冬が非常に温暖でヒーターをほとんど使わない地域では、その恩恵はほとんどありません。その場合、車のモデルにオプションがある場合は、お金を節約した方が良いでしょう。
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