Hyundai Motor Company y Kia Motors Corporation han desvelado hoy nuevos detalles de su innovador sistema de bomba de calor, implementado en la gama global de vehículos eléctricos (EV) de Hyundai y Kia para maximizar su autonomía en condiciones de baja temperatura.
La bomba de calor de Hyundai y Kia es una innovación líder en gestión térmica que maximiza la distancia que los EV de Hyundai y Kia pueden recorrer con una sola carga, aprovechando el calor residual para calentar el habitáculo. Permite a los conductores de EV calentar el interior de su coche en climas fríos sin afectar significativamente la autonomía, a diferencia de otros EV.
La tecnología se introdujo por primera vez en 2014 en el Kia Soul EV de primera generación. Compuesta por un compresor, un evaporador y un condensador, la bomba de calor capturaba el calor residual generado por los componentes eléctricos del vehículo, reciclando esta energía para calentar el habitáculo de manera más eficiente. Esta tecnología permitió que la autonomía de 180 km del Soul EV se mantuviera en condiciones de conducción invernales.
El sistema de bomba de calor líder del sector se ha desarrollado aún más para los nuevos EV de Hyundai y Kia. El nuevo sistema aprovecha el calor residual de un mayor número de fuentes para optimizar la autonomía en climas fríos. Estas innovaciones hacen que los EV de Hyundai y Kia ofrezcan una autonomía más constante en temperaturas donde otros EV empiezan a experimentar una reducción significativa de la distancia posible con una sola carga. Equipado con la última tecnología de bomba de calor, el Kona Electric lo demostró en una prueba reciente en Noruega, el mercado de EV más avanzado del mundo.
El Kona Electric gana la prueba noruega de validación de autonomía real
La Federación Noruega del Automóvil (NAF) comparó recientemente 20 EV en condiciones de frío y calor para identificar los modelos con la autonomía y el rendimiento de carga más consistentes. La prueba monitorizó la desviación de rendimiento de cada vehículo en condiciones frías en comparación con las cifras declaradas por el fabricante.
El Kona Electric obtuvo el primer lugar, recorriendo 405 km en frío, frente a los 449 km declarados en el ciclo combinado WLTP (23 °C). En condiciones de frío severo, el Kona Electric ofreció el 91 % de su autonomía WLTP, desviándose solo un 9 % de su autonomía declarada.
Cómo funciona: calefacción del habitáculo sin pérdida de energía
La tecnología de bomba de calor de Hyundai y Kia debutó hace seis años en el Kia Soul EV de primera generación. Desde entonces, se ha desarrollado aún más para los nuevos EV de Hyundai y Kia. Ahora recupera significativamente más energía al reciclar calor residual adicional no solo de los módulos de potencia eléctrica (PE), como motores de tracción, cargadores de a bordo e inversores, sino también del paquete de baterías y del cargador lento.
El sistema utiliza el calor generado por estos componentes para vaporizar el refrigerante, pasándolo de estado líquido a gaseoso. El gas a alta presión sale del compresor y se introduce en un condensador para convertirse de nuevo en líquido. Este proceso genera energía térmica adicional que es recuperada por la bomba de calor y utilizada para calentar el habitáculo.
Esta energía capturada mejora la eficiencia del sistema HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), reciclándola para calentar el habitáculo de manera más eficiente y minimizar el consumo de energía de la batería. Al reducir la carga sobre la batería, la bomba de calor disminuye el consumo energético del sistema HVAC, maximizando la autonomía disponible del vehículo.
Hyundai y Kia continúan desarrollando su tecnología de bomba de calor para lograr mejoras aún mayores en la captura y eficiencia energética. El sistema se ha ido perfeccionando gradualmente desde su introducción en 2014 mediante pruebas en condiciones de frío extremo en el norte de Suecia, donde las temperaturas pueden alcanzar hasta -35 °C en invierno. Al probar en condiciones de frío extremo, los ingenieros de investigación han identificado formas adicionales de reciclar la mayor cantidad posible de calor residual para aumentar la eficiencia del sistema de bomba de calor. Probar la tecnología en estas condiciones garantiza que la bomba de calor sea capaz de funcionar incluso en los entornos más fríos.
Gestión térmica del paquete de baterías para mejorar la autonomía
La bomba de calor es una de las innovaciones presentes en la actual generación de EV de Hyundai y Kia, y la gestión térmica también se utiliza para lograr mejoras importantes en los paquetes de baterías.
Un sistema de refrigeración por agua para los paquetes de baterías de los EV de Hyundai y Kia, en lugar del convencional refrigeración por aire, ha permitido aumentar la autonomía sin incrementar las dimensiones físicas. Este desarrollo significa que las celdas de las baterías en los EV de Hyundai y Kia pueden empaquetarse de forma mucho más compacta, ya que los canales de refrigeración por agua ocupan menos espacio que los de aire, aumentando la densidad de la batería hasta un 35 %.
Esta innovación hace que los últimos EV de Hyundai y Kia ofrezcan aproximadamente el doble de autonomía y capacidad de batería en comparación con sus EV de primera generación, y sean capaces de recorrer distancias significativamente mayores con una sola carga. Por ejemplo, el Soul EV de primera generación ofrecía una autonomía de unos 180 km con una carga completa de su batería de polímero de litio de 30 kWh. El Soul EV de segunda generación, 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 Hyundai Kona Electric y el Kia Niro EV encontró que la bomba de calor reducía significativamente el consumo de batería en condiciones de frío. Cuando cada coche se condujo a temperaturas de -7 °C con el sistema HVAC activado, fueron capaces de mantener el 90 % de su autonomía en comparación con trayectos realizados a 26 °C, estableciendo un nuevo punto de referencia para otros EV. Por el contrario, muchos EV de otros fabricantes vieron reducida su autonomía total entre un 18 y un 43 % en las mismas condiciones de prueba.
Desarrollo continuo de la tecnología de bomba de calor
Hyundai y Kia continúan perfeccionando y mejorando el sistema de bomba de calor y otras innovaciones en gestión térmica, tecnologías que actualmente informan el desarrollo de los EV de próxima generación de cada marca.
Según su plan 'Strategy 2025', Hyundai Motor tiene como objetivo vender 670.000 EV de batería y FCEV (vehículos eléctricos de pila de combustible) al año y convertirse en uno de los tres principales fabricantes de EV para 2025. La estrategia a medio y largo plazo de Kia, denominada 'Plan S', verá cómo la gama de la marca crece hasta 11 EV en el mismo período.
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