Kia Motors Corporation y Hyundai Motor Company han comunicado hoy nuevos detalles de su innovador sistema de bomba de calor. Este sistema está implementado en la gama global de vehículos eléctricos (EV) de Kia y Hyundai para maximizar la autonomía cuando la temperatura es baja.
La bomba de calor de Kia y Hyundai supone una innovación líder en el control térmico. Maximiza la distancia que los vehículos eléctricos de Kia y Hyundai pueden recorrer con una sola carga porque recupera calor residual para calentar el habitáculo. En los climas fríos, permite a los conductores de EV calentar el interior de su coche sin que eso afecte significativamente a la autonomía, a diferencia de otros EV.
En 2014, se introdujo inicialmente esta tecnología con la primera generación del Kia Soul EV. Consiste en un compresor, un evaporador y un condensador. La bomba captura el calor residual emitido por los componentes eléctricos del vehículo y lo reutiliza para calentar el habitáculo de forma más eficiente. Esta tecnología permitió mantener la autonomía eléctrica de 180 km del primer Soul EV en climas fríos.
El sistema de bomba de calor, líder en la industria, se ha desarrollado aún más para los nuevos vehículos eléctricos de Kia y Hyundai. El nuevo sistema recoge el calor residual de un mayor
número de fuentes, lo que proporciona a los EV una autonomía óptima en climas fríos. Con estas innovaciones, los EV de Kia y Hyundai ofrecen una autonomía más constante en temperaturas bajas, condiciones en las que otros EV comienzan a tener una disminución significativa de la autonomía. Lo demostró el Kona Electric, equipado con la última tecnología de bomba de calor, en una prueba reciente en Noruega, el mercado más avanzado del mundo de vehículos eléctricos.
Kona Electric gana la prueba noruega de validación de autonomía
La Federación Noruega de Automóviles (NAF) comparó recientemente 20 vehículos eléctricos en condiciones de clima frío y cálido para identificar los modelos con la autonomía y el rendimiento de carga más constantes. La prueba examinó la desviación del rendimiento de cada vehículo en condiciones de frío, en comparación con las cifras citadas del fabricante.
El Kona Electric ocupó el primer lugar: recorrió 405 km con temperatura ambiente fría, en comparación con los 449 km registrados en la prueba del ciclo combinado WLTP (a 23°C). En un clima frío severo, el Kona Electric alcanzó el 91 por ciento de su autonomía en el ciclo combinado WLTP, una desviación de solo un 9 por ciento.
Así funciona: calefacción del habitáculo sin pérdida de energía del EV
La tecnología de bomba de calor de Kia y Hyundai hizo su debut hace seis años en la primera generación del Kia Soul EV. Desde entonces, esta tecnología líder en la industria ha sido aún más desarrollada para los nuevos EV de Kia y Hyundai. Ahora recupera mucha más energía porque reutiliza el calor residual no sólo de los módulos eléctricos de potencia (PE), como motor, cargador rápido instalado e inversor, también de la batería y del cargador lento.
El sistema utiliza el calor generado por estos componentes para vaporizar el refrigerante de líquido a gas. Un compresor envía este gas a presión alta a un condensador, donde se convierte de nuevo en líquido. Este proceso genera energía térmica adicional, recuperada por la bomba de calor y utilizada para calentar el interior.
Esta energía recuperada mejora la eficiencia del sistema HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), la reutiliza para calentar de una manera más eficiente el interior y minimiza el consumo de energía de la batería. Al reducir la carga de la batería, la bomba de calor disminuye el consumo de energía del sistema HVAC, lo que maximiza la autonomía eléctrica disponible.
Kia y Hyundai continúan desarrollando su tecnología de bombas de calor para lograr mejoras aún mayores en la recuperación y eficiencia de la energía. El sistema ha sido refinado gradualmente desde su introducción en 2014 a través de pruebas en el clima frío extremo del norte de Suecia, donde la temperatura puede llegar a -35°C en el invierno. Mediante pruebas en frío extremo, los ingenieros han identificado formas adicionales de recuperar la mayor cantidad posible de calor residual para aumentar la eficiencia del sistema de bomba de calor. Probar la tecnología en estas condiciones asegura que la bomba de calor es capaz de funcionar incluso en los ambientes más fríos.
La gestión del calor de la batería mejora la autonomía de los vehículos eléctricos
La bomba de calor es una de las numerosas innovaciones de la actual generación de vehículos eléctricos de Kia y Hyundai. También se utiliza el control térmico para realizar importantes mejoras en su batería.
Un sistema de refrigeración por agua para la batería de los EV de Kia y Hyundai, en lugar de la refrigeración convencional por aire, ha permitido incrementar la autonomía sin aumentar las dimensiones físicas. Este desarrollo significa que las celdas de las baterías de los EV de Kia y Hyundai pueden estar más próximas entre sí, con canales de refrigeración por agua que ocupan menos espacio que los canales de refrigeración por aire. Esto aumenta hasta en un 35 por ciento la densidad de la batería.
Con esta innovación, los más recientes vehículos eléctricos de Kia y Hyundai ofrecen alrededor del doble de autonomía y capacidad de batería con relación a los de primera generación, son capaces de viajar mucho más lejos con una sola carga. Por ejemplo, el Soul EV de primera generación ofrecía una autonomía eléctrica de unos 180 km con una sola carga de su batería de iones de litio y polímero, de 30 kWh. La segunda generación del Soul EV, con una batería de 64 kWh que ocupa un espacio similar, es capaz de recorrer hasta 386 km con una sola carga.
Un estudio realizado por el Ministerio de Medio Ambiente de Corea sobre el Kia e-Niro y el Hyundai Kona Electric, determinó que la bomba de calor reducía significativamente el consumo de la batería en condiciones de frío. Cuando cada coche se condujo a temperaturas de -7°C con el sistema HVAC activado, pudieron mantener el 90 por ciento de la autonomía de los trayectos realizados con 26°C a temperatura ambiente, estableciendo un nuevo punto de referencia para otros EV. Por el contrario, muchos de los EV ofrecidos por otros fabricantes vieron cómo su autonomía total disminuía entre un 18 y un 43 por ciento en las mismas condiciones de prueba.
Desarrollo posterior de la tecnología de las bombas de calor
Kia y Hyundai continúan perfeccionando y mejorando el sistema de bomba de calor y otras innovaciones en materia de gestión térmica y tecnologías que actualmente sirven de base para el desarrollo de la futura generación de vehículos eléctricos de cada marca.
En el marco de su plan “Strategy 2025”, Hyundai Motor tiene como objetivo vender 670.000 vehículos eléctricos de batería y FCEV (vehículos eléctricos de pila de combustible) anualmente y convertirse en uno de los tres principales fabricantes de vehículos eléctricos en el año 2025. Con la estrategia de Kia a medio y largo plazo, denominada “Plan S”, su gama de EV aumentará hasta 11 modelos en el mismo plazo de tiempo.
