Elektrische auto’s worden steeds populairder en duurzamer. Een van de belangrijkste technologische verbeteringen die bijdraagt aan de efficiëntie van elektrische voertuigen, is de warmtepomp.
Warmtepompen voor elektrische voertuigen: wat zijn ze en wat doen ze?
Steeds meer EV’s worden uitgerust met een warmtepomp. Ook de Solterra heeft standaard zo’n voorziening. Maar wat is eigenlijk een warmtepomp? En wat is zijn functie?
Wat is een Warmtepomp?
Een warmtepomp is in principe een energie-efficiënte manier om warmte te verplaatsen in plaats van te genereren. In de bouwwereld zijn warmtepompen al jaren in gebruik als duurzaam alternatief voor klassieke verwarmingssystemen. Maar ook in auto’s - en dan specifiek in elektrische auto’s - wint de warmtepomptechniek aan populariteit.
De warmtepomp gebruikt warmte uit de buitenlucht of restwarmte uit de batterij om het interieur van de auto te verwarmen als het buiten koud is. Hierdoor verbruikt de auto veel minder energie dan met de standaardverwarming. Dankzij de warmtepomp bespaar je dus energie die ingezet kan worden voor een groter rijbereik.
De techniek van de warmtepomp is niet nieuw: het bestaat al lang!
Lees ook: Werking van de warmtepomp in de Enyaq
Er zijn veel verschillende soorten warmtepompen. Het belangrijkste onderscheid is dat tussen een volledig elektrische warmtepomp (all electric) en een hybride warmtepomp.
Hoe Werkt een Warmtepomp in een Elektrische Auto?
Anders dan een auto met benzine- of dieselmotor - waarin het verwarmingssysteem de restwarmte uit de verbrandingsmotor gebruikt om het interieur op te warmen - heeft een elektrische auto geen motor die warmte afgeeft. De elektrische aandrijflijn produceert nauwelijks restwarmte. Als je het interieur toch wilt verwarmen, dan moet het verwarmingssysteem stroom onttrekken aan de batterij. En dat gaat natuurlijk ten koste van de actieradius.
In een elektrische auto werkt een warmtepomp omgekeerd t.o.v. een koelkast. In plaats van warmte uit een afgesloten ruimte te halen en af te voeren, haalt de warmtepomp warmte uit de buitenlucht of uit onderdelen van de auto - zoals de elektromotor en het accupakket - en brengt deze warmte naar binnen. Dit gebeurt via een koudemiddel dat onder druk staat, verdampt en condenseert. Bij het verdampen neemt het warmte op uit de omgeving en bij het condenseren geeft het die warmte weer af - bijvoorbeeld aan de lucht in het interieur.
Daarbij verbruikt de warmtepomp wel stroom, maar veel minder dan een klassiek elektrisch verwarmingselement in elektrische auto’s zónder warmtepomp. Dat zorgt ervoor dat je in koude omstandigheden de batterij minder snel leeg trekt.
De warmtepomp werkt volledig op de energie uit de hoogspanningsbatterij in de auto. Je hebt er dus geen zonnepanelen voor nodig. Ook een speciale laadinstallatie is niet vereist.
Lees ook: Hoe auto afschrijving berekenen?
Een klassiek elektrisch verwarmingssysteem gebruikt energie uit de batterij om het interieur direct op te warmen. Een warmtepomp haalt warmte uit de omgeving of uit onderdelen van de auto en brengt deze naar binnen.
De verzamelde lucht wordt samengeperst en elektrisch verwarmd. Ook vangt het nog een klein beetje restwarmte van de accu. Dit concept om warmte te genereren werkt veel efficiënter dan dat de warmte rechtstreeks van de accu moet komen.
Ook zorgt het voor een langere levensduur van de accu. Mooie voordelen dus.
Proces van de Warmtepomp
- Verdamping: Natuurlijk verwarmd antivriesmiddel wordt naar de verdamper geleid, waar de warmte wordt overgedragen aan de koelvloeistof die in de unit circuleert.
- Compressie: Het gas wordt in een compressor gezogen, waarbij de druk van het gas toeneemt.
- Expansie en cyclus: De warmte wordt vervolgens naar de binnencabine gecirculeerd, terwijl het gas in vloeibare vorm wordt omgezet.
Dit proces maakt het mogelijk om warmte uit de omgeving of uit onderdelen van de auto te halen, waardoor minder energie uit de batterij hoeft te worden onttrokken voor verwarming of afkoeling.
Voordelen van een Warmtepomp in de Auto
Een warmtepomp biedt verschillende voordelen, met name in koude omstandigheden. De belangrijkste voordelen zijn:
Lees ook: Vind de perfecte autodealer in Huizen
- Energiebesparing: Een warmtepomp verbruikt minder stroom dan een klassiek elektrisch verwarmingselement. In sommige gevallen kan een warmtepomp tot 25 tot 30% extra range leveren.
- Verhoogde Actieradius: De warmtepomp levert vooral in de wintermaanden voordeel op. Bij temperaturen onder de tien graden kan verwarming via een klassiek elektrisch verwarmingselement zomaar 15 tot 30 procent van de mogelijke actieradius afsnoepen. Met een warmtepomp beperk je dat verlies tot hooguit 5 tot 10 procent.
- Batterijbeheer: De warmtepomp helpt bij het beheer van de temperatuur van de batterij. In koude omstandigheden kan de batterij onvoldoende energie leveren, en in warme omstandigheden kan de batterij te veel warmte opnemen.
- Duurzaamheid: Door de efficiëntere energiegebruik vermindert een warmtepomp het totale energieverbruik van de auto.
- Comfort: Het systeem levert snel aangename warmte op en kan het interieur comfortabel worden verwarmd zonder lange wachttijden, zelfs als de buitentemperatuur laag is.
De batterij van een elektrische auto is gevoelig voor extreme temperaturen, net als bij een auto met een klassieke verbrandingsmotor. De batterij van een elektrische auto werkt optimaal rond de 21 graden. Boven of onder die temperatuur functioneert de batterij minder goed.
Elektrische auto's hebben een lager rijbereik bij koud weer. De batterij werkt duidelijk minder efficiënt bij koude temperaturen. Door de accu voor te verwarmen kan een deel van het verlies worden beperkt.
Daar komt bij dat de levensduur van de accu wordt verlengd wanneer de stroombron bij een optimale temperatuur kan functioneren.
Een bijkomend voordeel is dat sommige warmtepompen ook het temperatuurmanagement van de batterij ondersteunen: ze kunnen de hoogspanningsbatterij helpen opwarmen tot de ideale bedrijfstemperatuur, bijvoorbeeld voor snelladen.
Bij de Solterra kan via Subaru Care app het aircosysteem of de verwarming worden aangezet tijdens het laden. Niet alleen is dit fijn als je in de auto stapt, het zwaarste werk is voor de auto vast gedaan tijdens het laden. Zo gaat het comfort niet ten koste van de actieradius en het interieur is alvast op een aangename temperatuur gebracht.
De mogelijkheid bestaat om alleen de bestuurderskant te verwarmen.
Nadelen van een Warmtepomp in de Auto
Tegenover de voordelen van een warmtepomp staan ook enkele nadelen:
- Meerprijs: Niet alle elektrische auto’s worden standaard geleverd met een warmtepomp. In veel gevallen is het een optie met een meerprijs van enkele honderden tot ruim duizend euro.
- Ruimte en gewicht: Een warmtepomp neemt ruimte in en brengt extra gewicht met zich mee. Dat is meestal vrij gering, maar voor kleinere elektrische auto’s kan het net het verschil maken in bruikbaarheid of prestaties.
- Onderhoud: Het systeem bevat bewegende onderdelen en koudemiddel, wat op de lange termijn extra onderhoud vereist.
- Snelheid van verwarming: Een warmtepomp verwarmt minder snel dan een conventioneel elektrisch verwarmingselement.
- Effectiviteit bij extreme kou: De effectiviteit van een warmtepomp hangt bovendien af van de buitentemperatuur: in extreem koude omstandigheden kan de efficiëntie lager zijn en kan het langer duren voordat de cabine op temperatuur is.
Bovendien omvat het systeem bewegende onderdelen en koudemiddel, wat op de lange termijn ook extra onderhoud vereist. Ook is het comfortgevoel soms anders.
De hitte in de zomer kan ook invloed hebben op de actieradius. De impact is kleiner dan bij kou, omdat bijvoorbeeld 30 graden dichter bij de ideale temperatuur ligt van een elektrische auto dan 5 graden in de winter.
Naast de kou in de winter kan ook de airconditioning invloed hebben op de actieradius. Dit doordat de airconditioning veel energie nodig heeft.
Warmtepomp Achteraf Inbouwen?
In tegenstelling tot accessoires als stoelverwarming of een trekhaak, is het inbouwen van een warmtepomp in een gebruikte elektrische auto vrijwel onmogelijk. Het systeem is sterk geïntegreerd in de aandrijflijn en het klimaatregelsysteem van de auto.
Er zijn enkele gespecialiseerde bedrijven die zich bezighouden met EV-aanpassingen, maar het ombouwen is complex, kostbaar en zelden economisch verantwoord.
Wel of Geen Warmtepomp Nemen?
Of een warmtepomp de investering waard is, hangt sterk af van je gebruikspatroon. Rijd je vooral in stedelijk gebied en maak je vooral korte ritten? Parkeer je vaak in de kou? Dan kun je profiteren van een warmtepomp.
Als je in ons huidige gematigde klimaat echter vooral langere afstanden rijdt én toegang hebt tot een warme garage, dan is de energiebesparing kleiner.
Voor leaseklanten geldt: let op of de warmtepomp is inbegrepen bij het leasetarief. Dat kan gunstig uitpakken als je veel kilometers maakt. Als je kijkt naar een tweedehands elektrische auto, dan is het goed om te checken of er een warmtepomp aan boord is.
Elektrische Auto's met Standaard Warmtepomp
Bij steeds meer autofabrikanten behoort een warmtepomp tot de standaarduitrusting van hun elektrische modellen, vooral in het hogere segment. Denk aan modellen als de Audi Q8 e-tron, de BMW iX, de Hyundai Ioniq 5 en Ioniq 6, de Kia EV 6, de Volkswagen ID.4 en de Tesla Model Y.
In sommige gevallen is de warmtepomp opgenomen in een optiepakket, bijvoorbeeld samen met een verwarmbaar stuurwiel en/of verwarmbare achterbank. Let goed op de configurator of vraag het na bij de dealer.
Bij andere modellen, zoals de Renault Megane E-Tech, de Peugeot e-3008 en de Skoda Enyaq iV, is het systeem vaak optioneel, afhankelijk van de uitvoering. Het is belangrijk om de specificaties van de auto goed te controleren, bijvoorbeeld via de configurator van de fabrikant of in het onderhoudsboekje. Op sommige modellen is er zelfs een aparte aanduiding op het klimaatregelscherm.
Hieronder een tabel met een overzicht van de voor- en nadelen van een warmtepomp in een elektrische auto:
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
| Energiebesparing | Meerprijs |
| Verhoogde actieradius | Extra ruimte en gewicht |
| Batterijbeheer | Onderhoud |
| Duurzaamheid | Langzamere verwarming |
| Comfort | Effectiviteit bij extreme kou |
Een warmtepomp is een technologische innovatie die het energiegebruik van elektrische auto’s aanzienlijk kan verbeteren. Door warmte uit de omgeving of uit onderdelen van de auto te gebruiken, hoeft minder energie onttrokken te worden aan de batterij. Hoewel de meerprijs en de complexiteit van de installatie enkele nadelen zijn, is een warmtepomp vooral in koude omstandigheden en bij intensief gebruik een waardevolle investering.