Climatizzazione efficiente, una grande sfida per le auto elettriche

La ricerca di una climatizzazione efficiente per le automobili è un’attività che impegna tutti i progettisti ma è una vera sfida per chi crea auto elettriche. Conosciamo il sistema classico usato per riscaldare le automobili: il motore converte meno del 40% dell’energia del carburante e dissipa il resto in calore. È quindi facile usare questa grande quantità di energia calorica per riscaldare l’aria nel climatizzatore. Il grande rendimento dei motori elettrici limita questa produzione di calore e quindi è a volte necessario scaldare l’aria diversamente, ad esempio con una resistenza. È un metodo “primitivo” che rende poco e mina l’autonomia del veicolo, ricordando anche che dalla batteria dipende tutto: servosterzo, servofreno, fari e così via. In effetti il climatizzatore assorbe molta potenza e il suo peso si fa sentire anche nelle auto convenzionali, come certificato dal test del CTS.

STARE COMODI E RISPARMIARE BATTERIA

Non ci sono dubbi: l’autonomia di un veicolo elettrico dipende molto dal climatizzatore e questo spiega la ricerca di soluzioni molto efficienti. Si è introdotta la pompa di calore invece della resistenza, con il vantaggio di poterla usare anche per rinfrescare, stando attenti a non ammalarsi. Ben più variegato è un progetto finanziato dall’Unione Europea, chiamato Horizon 2020 XERIC e finalizzato a creare climatizzatori più efficienti. I ricercatori hanno sviluppato una tecnologia completamente nuova che riscalda e raffredda utilizzando meno energia rispetto ai sistemi attuali. Una caratteristica significativa del nuovo sistema è la separazione del processo in tre componenti: riscaldamento, raffreddamento e controllo dell’umidità. Ognuno dei relativi componenti può quindi essere progettato per svolgere il suo lavoro nel modo più efficiente possibile.

PROGRESSI IMPORTANTI

Il coordinatore del progetto Nino Gaeta afferma che “il prototipo può ridurre di oltre il 50% l’energia utilizzata per il riscaldamento, il raffreddamento e la deumidificazione dell’aria durante tutto l’anno rispetto ai sistemi esistenti con il riscaldamento elettrico. Durante l’estate abbiamo rilevato una riduzione di quasi il 33% dell’energia utilizzata per il raffreddamento e la deumidificazione in condizioni estive estreme“. Per estrarre l’umidità, il team ha creato un sistema con un’interfaccia a membrana molto efficiente, dato che l’aria ci scorre semplicemente sopra. L’assorbimento di potenza è quindi basso e anche il compressore è ottimizzato in questo senso, con un motore a corrente continua che rende fino al 95%.

IL CARBONIO È VELOCE

Non va poi sottovaluto il buon vecchio riscaldamento a resistenza, modernizzato con pellicole ultrasottili rivestite con nanotubi di Carbonio conduttivo secondo una proposta del Fraunhofer Institute. Questa pellicola si riscalda e raffredda rapidamente e non trattiene il calore ma lo cede tutto all’aria in maniera uniforme. Attualmente il film è incollato a strisce sulle superfici ma si sta studiando la versione spray, che renderebbe la produzione molto più economica.

CALORE A DOPPIO USO

Non si può non citare Tesla, dalla quale vengono sempre soluzioni originali. Il sistema delle Model S/X, riproposto nei suoi criteri sulla Model 3, usa intelligentemente il calore dei circuiti elettrici/elettronici, della batteria e del motore. Il liquido che si riscalda a contatto con gli organi meccanici/elettronici viene raffreddato cedendo il suo calore all’abitacolo, usato come un grande radiatore. Se questo non bastasse c’è una resistenza ma è usata solo in rari casi; per l’estate c’è un’efficiente pompa di calore. Queste novità non esentano ovviamente dal seguire i consueti consigli e rimedi contro i cattivi odori. Questi impianti innovativi daranno anche da “studiare” agli operatori aftermarket, che si troveranno davanti schemi di funzionamento e componenti diversi da quelli convenzionali.