El sistema de recuperación de calor mejora la eficiencia de la calefacción del habitáculo en vehículos eléctricos

MAHLE colabora con fabricantes de vehículos eléctricos para implementar un sistema de recuperación de calor del habitáculo que reduce el consumo energético asociado a la calefacción en vehículos eléctricos de batería, especialmente en condiciones de funcionamiento invernales. La cooperación se centra en la integración del sistema HeatX Range+ en arquitecturas HVAC existentes para mejorar la eficiencia térmica sin comprometer la calidad del aire ni el rendimiento del sistema.

Contexto de la cooperación
MAHLE desarrolla sistemas de gestión térmica y de fluidos para turismos y vehículos comerciales, mientras que los fabricantes de vehículos son responsables de la integración en el vehículo, la validación y la aplicación en serie. En los vehículos eléctricos, la calefacción del habitáculo puede reducir de forma significativa la autonomía utilizable a bajas temperaturas exteriores, ya que la energía térmica debe generarse eléctricamente. Abordar este desafío requiere una estrecha coordinación entre el diseño del sistema HVAC y la gestión energética a nivel de vehículo, lo que hace necesaria la cooperación entre el proveedor de sistemas y los OEM.

Solución técnica y responsabilidades
El sistema HeatX Range+ es un concepto de recuperación de calor integrado en el circuito de refrigeración del sistema de climatización del vehículo. MAHLE es responsable del diseño del sistema, la ingeniería de los componentes HVAC y la integración del lado del refrigerante. Los fabricantes de vehículos adaptan el sistema a sus respectivos diseños de HVAC, estrategias de control y limitaciones de empaquetado.

Desde el punto de vista técnico, el sistema utiliza el evaporador del aire acondicionado para recuperar energía térmica del aire de salida del habitáculo. A medida que el aire caliente extraído del interior atraviesa el evaporador, transfiere calor al refrigerante. Esta energía recuperada se transfiere posteriormente al aire fresco de admisión antes de que entre en el habitáculo. El precalentamiento del aire de entrada reduce la potencia de calefacción eléctrica necesaria para mantener la temperatura interior.

El sistema está diseñado para el refrigerante R1234yf y puede adaptarse a refrigerantes alternativos con modificaciones menores. Según MAHLE, el diseño no tiene efectos negativos sobre el caudal de aire ni sobre el comportamiento acústico del sistema HVAC.

Implementación e integración
Gracias a su diseño modular, el sistema puede integrarse en plataformas de vehículos eléctricos existentes sin cambios significativos en la arquitectura HVAC. Los OEM pueden incorporar el sistema durante el desarrollo del vehículo o en actualizaciones de plataforma, utilizando interfaces estándar dentro de los sistemas de climatización actuales. MAHLE apoya la calibración y validación del sistema, mientras que los fabricantes realizan las pruebas a nivel de vehículo y la homologación.

El rendimiento del sistema se evaluó en un vehículo eléctrico de tamaño medio a una temperatura exterior de −7 °C y con una temperatura interior objetivo de 20 °C.

Aplicaciones y casos de uso
El sistema está orientado a turismos eléctricos de batería que operan en climas fríos y templados. Los principales casos de uso incluyen los desplazamientos diarios y los viajes de larga distancia en invierno, donde el consumo energético del sistema HVAC tiene un impacto medible en la autonomía utilizable. El suministro continuo de aire fresco también contribuye a un desempañado estable de las ventanillas y a una calidad constante del aire interior.

Resultados e impacto esperado
Las pruebas en vehículos indican que HeatX Range+ puede reducir el consumo energético del sistema HVAC en aproximadamente un 20 % en comparación con los sistemas convencionales de extracción de aire. En condiciones invernales, esto se traduce en un aumento de la autonomía de casi 10 kilómetros. Estas mejoras de eficiencia se logran mediante la reducción de la potencia de calefacción eléctrica, sin cambios en la capacidad de la batería, y respaldan mejoras de autonomía basadas en la gestión térmica a nivel de sistema.

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