À medida que a tecnologia automotiva evolui, os sistemas de aquecimento nos veículos se tornaram um ponto crítico de discussão - especialmente com o aumento de veículos elétricos (VEs). Embora os carros elétricos e tradicionais orientados por motores visam manter os ocupantes quentes, seus mecanismos de aquecimento diferem fundamentalmente em eficiência, fonte de energia e impacto ambiental.
1. Fonte de energia e princípio de trabalho
Orientado ao motor Aquecedores de carro (Veículos de motor de combustão interna):
Em veículos a gasolina ou diesel, o aquecimento da cabine depende do calor residual gerado pelo motor. Quando o motor é executado, produz energia térmica significativa, que é absorvida pelo líquido de arrefecimento que circula pelo bloco do motor. Uma parte deste líquido de arrefecimento aquecida é desviada para o núcleo do aquecedor do veículo, um pequeno componente semelhante ao radiador. Um ventilador sopra o ar sobre o núcleo do aquecedor quente, transferindo o calor para a cabine.
Esse sistema é altamente eficiente quando o motor atinge a temperatura operacional porque reaproveita energia que seria desperdiçada. No entanto, em climas frios, os motoristas podem sofrer aquecimento atrasado durante a fase de aquecimento do motor (normalmente de 3 a 5 minutos).
Aquecedores elétricos (VEs e híbridos):
Os veículos elétricos não têm um motor de combustão interna, para que não possam confiar no calor residual. Em vez disso, eles usam um dos dois métodos de aquecimento primário:
Aquecedores de coeficiente de temperatura positiva (PTC): esses aquecedores resistentes convertem energia elétrica diretamente em calor. Eles fornecem calor próximo, mas consomem energia substancial da bateria, reduzindo o intervalo de driving em até 30% no frio extremo.
Bombas de calor: EVs avançados como o Tesla Modelo Y e a Hyundai ionIQ 5 empregam bombas de calor, que funcionam transferindo o calor ambiente de fora do veículo para a cabine. As bombas de calor são 2 a 3 vezes mais eficientes em termos de energia que os aquecedores de PTC, mas requerem sistemas de refrigerante complexos.
2. Eficiência e impacto do alcance
Sistemas orientados por motor:
Para veículos tradicionais, o aquecimento tem um impacto mínimo na economia de combustível, pois usa calor residual. No entanto, a lentidão para manter o calor da cabine no clima frio aumenta o consumo de combustível e as emissões.
Sistemas elétricos:
Os aquecedores elétricos, especialmente as unidades PTC, fazem uma alta demanda na bateria. A -10 ° C (14 ° F), o uso de um aquecedor PTC pode reduzir o intervalo de um EV em 100 km ou mais. As bombas de calor mitigam esse problema cortando o uso de energia em 50 a 70%, mas sua eficácia diminui em temperaturas extremamente baixas (abaixo de -15 ° C/5 ° F).
3. Considerações ambientais
Aquecedores acionados por motor: embora eficientes em reaproveitar o calor, esses sistemas dependem de combustíveis fósseis, contribuindo para as emissões de CO₂.
Aquecedores elétricos: os EVs alimentados pela energia renovável oferecem uma solução mais limpa. No entanto, em regiões onde as grades de eletricidade dependem de carvão ou gás, os benefícios ambientais diminuem. As bombas de calor melhoram ainda mais a sustentabilidade, reduzindo o consumo geral de energia.
4. Experiência do usuário
Velocidade do aquecimento: aquecedores de PTC elétricos aquecem a cabine mais rápida que os sistemas acionados por motor, que requerem tempo de aquecimento do motor.
Consistência: os sistemas acionados pelo motor mantêm a saída de calor estável enquanto o motor funcionar, enquanto os VEs podem reduzir a intensidade do aquecimento para preservar a duração da bateria.
Ruído: os aquecedores acionados pelo motor operam silenciosamente quando o motor estiver quente, enquanto as bombas de calor nos VEs podem produzir um zumbido fraco.
5. Custo e manutenção
Sistemas acionados por motor: baixo custo inicial, mas vinculados à manutenção do motor (por exemplo, vazamentos de líquido de arrefecimento, falhas de termostato).
Sistemas elétricos: os aquecedores de PTC são simples e confiáveis, mas com fome de energia. As bombas de calor têm custos iniciais mais altos, mas despesas de energia a longo prazo.
O futuro do aquecimento do carro
À medida que as montadoras priorizam a eficiência, as bombas de calor estão se tornando padrão nos VEs. Enquanto isso, inovações como recuperação de calor residual de baterias e controle climático zonado visam minimizar a perda de energia. Para motores de combustão interna, os regulamentos de emissões mais rigorosos podem eliminar a fase de prolongados, empurrando os motoristas em direção a aquecedores elétricos auxiliares ou soluções híbridas.