Quanto aumentano i consumi di carburante il condizionamento e il riscaldamento in un'auto ibrida?

L'uso del climatizzatore in un'auto ibrida può ridurre l'economia di carburante, soprattutto nei viaggi brevi, di oltre il 25% ; il riscaldamento invece riduce in modo marcato l'autonomia e l'efficienza con il freddo. Il carico energetico è condiviso tra motore e batteria, per questo l'effetto del climatizzatore sulle ibride può essere misurato in misura maggiore rispetto ai veicoli tradizionali. Con corrette abitudini di ventilazione e climatizzazione, una parte significativa di questa perdita può essere recuperata.

Quanto aumenta davvero il consumo di un'ibrida con il climatizzatore?

Il compressore del climatizzatore è uno dei pochi consumatori che richiede potenza meccanica o elettrica continua per tutto il tempo in cui un veicolo è in funzione, e questa potenza deriva in ultima analisi dal carburante. Gli effetti misurati variano in un ampio intervalolo a seconda delle condizioni d'uso: nella guida urbana con il climatizzatore acceso è stata misurata una perdita nell'economia di carburante fino al 21% , e nei giorni molto caldi e nei viaggi brevi si indica che questa cifra può superare il 25% . Nelle ibride la situazione è un po' più sottile; procedendo in modalità elettrica, la potenza assorbita dal compressore arriva direttamente dalla batteria, quando la batteria si scarica il motore entra in funzione più frequentemente e l'aumento dei consumi si manifesta su due livelli.

Da un punto di vista ingegneristico è chiaro perché l'effetto è maggiore nei viaggi brevi: quando la differenza di temperatura dell'abitacolo è massima il sistema lavora a piena capacità e non ha ancora raggiunto uno stato stabile. In un viaggio lungo, una volta raggiunta la temperatura desiderata, il climatizzatore funziona solo in modalità di mantenimento; l'efficienza a velocità costante in autostrada assorbe una parte di questo carico. In una breve distanza urbana, invece, il sistema resta per tutto il percorso nel punto di funzionamento più impegnativo, la distanza al denominatore rimane piccola e la percentuale cresce.

Perché i dati non coincidono?

È naturale vedere differenze tra le percentuali riportate riguardo all'effetto del climatizzatore, perché le condizioni di misura sono diverse: la temperatura esterna, la durata del viaggio, la ripartizione città/autostrada e la temperatura desiderata dell'abitacolo cambiano direttamente il risultato. Mentre un climatizzatore impostato su un livello medio in una giornata mite aumenta i consumi in un intervalolo di pochi punti percentuali, in un veicolo che percorre brevi distanze al culmine del caldo diurno la perdita può superare il venti percento. La conclusione pratica è questa: la cifra che descrive lo scenario peggiore vale per i tragitti brevi e con il caldo; nei viaggi miti e lunghi l'effetto è molto più piccolo.

Differenza tra compressore elettrico e compressore collegato al motore

Nel sistema classico il compressore del clima ricava la potenza dalla cinghia del motore: se il motore non gira, nemmeno il clima funziona, e anche al minimo il compressore carica il motore. Nelle ibride la soluzione più diffusa è il compressore ad azionamento elettrico; viene alimentato dalla batteria ad alta tensione, funziona indipendentemente dal regime del motore e può erogare la prestazione di raffreddamento desiderata in ogni fascia di giri. Questa indipendenza ha due conseguenze pratiche: in modalità elettrica l'abitacolo può essere raffreddato e il regime del compressore può essere regolato con precisione in base al bisogno, senza prelevare potenza inutilmente.

In termini numerici, è stato misurato che il compressore ad azionamento elettrico migliora la prestazione di raffreddamento rispetto al sistema a cinghia in una del 15-54% fascia, con una riduzione del consumo di carburante. L'origine di questo miglioramento non è soltanto l'efficienza del compressore, ma la controllabilità del sistema: l'energia non è il lavoro svolto in sé, ma è l'eseguire il lavoro al momento giusto e nella giusta dose a fare la differenza. Tuttavia occorre leggere con attenzione; secondo alcuni utenti la capacità di raffreddamento massima dei compressori elettrici può rimanere indietro rispetto a potenti unità a cinghia. In altri termini, il compressore elettrico vince in efficienza, ma nella capacità di picco non è pari in ogni applicazione.

Per gli utenti di ibride, alla guida questo significa: mentre il clima è acceso è normale che il motore si attivi improvvisamente, ma nei veicoli con compressore elettrico ciò accade meno. Il sistema HVAC può comunque innescare il motore a benzina; per chi vuole ridurre questi innescchi, le modalità di climatizzazione eco preservano l'autonomia elettrica riducendo il carico sulla batteria.

Come Influiscono su Consumo e Autonomia il Riscaldamento con Freddo?

Il freddo è il nemico più temibile dell'efficienza delle ibride. A temperature intorno ai -7°C è stata misurata una riduzione media dell'economia di carburante delle ibride del 22,8% ; le esperienze degli utenti descrivono questa perdita generalmente in una fascia tra il venti e il trenta per cento, addirittura con circa 10 MPG di perdita per pieno. Una misurazione a lungo termine del proprietario di una Honda Civic ibrida riassume la situazione: un veicolo che d'estate fa 45-47 MPG scende d'inverno a livelli di 36-38 MPG. La causa è stratificata: la batteria fredda accetta e fornisce meno potenza, il motore lavora in modo inefficiente finché non raggiunge la temperatura ideale e il riscaldamento dell'abitacolo richiede energia supplementare.

Riscaldatore a resistenza o pompa di calore?

Il bilancio energetico del riscaldamento dell'abitacolo dipende dalla tecnologia con cui si riscalda. Il riscaldatore a resistenza converte in calore il 100% dell'elettricità che consuma; il coefficiente di prestazione (COP) è 1 e con il freddo assorbe grande potenza dalla batteria, potendo ridurre l'autonomia in alcuni casi del 30%. La pompa di calore invece funziona al contrario: per ogni unità di elettricità consumata può generare 3-4 unità di calore, insieme a quello trasferito dall'aria esterna. Anche la differenza misurata è netta: con freddo mite la pompa di calore riduce l'autonomia di circa il 20% mentre il riscaldatore a resistenza la riduce del 33% ; intorno a 0°C nell'economia di carburante dei sistemi con pompa di calore è stato osservato un miglioramento fino al 13,4% è stato osservato un miglioramento.

L'effetto del riscaldamento è molto più importante nei tragitti brevi. Con abitacolo e motore freddi, il sistema cerca di scaldare a piena potenza; se il viaggio è breve, questo carico elevato non si compensa mai. L'effetto del riscaldamento sull'autonomia in modalità elettrica funziona con la stessa logica: ogni kilowatt extra prelevato dalla batteria viene dedotto dall'autonomia elettrica e il motore entra in funzione, trasformandosi in consumo di carburante.

Urbano o autostrada: dove pesa di più il carico?

L'habitat naturale dell'ibrida è il traffico con stop-and-go; grazie alla frenata rigenerativa e al supporto del motore elettrico, i valori urbani sono nella maggior parte delle ibride migliori di quelli autostradali, e i produttori riportano generalmente cifre nella fascia 48-60 MPG . Tuttavia la climatizzazione cambia questo quadro: alle basse velocità urbane, il carico extra di aria condizionata e riscaldamento si applica in proporzione notevole sul flusso totale di energia. In autostrada, poiché il consumo totale è più elevato, la quota relativa della climatizzazione diminuisce, ma a causa della resistenza aerodinamica e dell'alta velocità costante, l'efficienza autostradale dell'ibrida nella maggior parte dei modelli non raggiunge comunque il valore urbano. Lo scenario in cui senti più duramente il carico della climatizzazione è un breve tragitto urbano con freddo; quello in cui lo senti meno è un lungo viaggio in autostrada a velocità costante con temperatura stabile.

Modi Concreti per Usare la Climatizzazione in Modo Efficiente

Gran parte di queste perdite può essere ridotta con le abitudini d'uso. Nella climatizzazione dell'abitacolo l'obiettivo è fornire il comfort necessario con un minimo di energia; per questo le pratiche praticabili sono le seguenti:

• Usa la modalità ricircolo (recirculation): R raffreddare l'aria già raffreddata richiede molto meno energia che raffreddare l'aria calda esterna e raffresca l'abitacolo più rapidamente.
• Arieggia prima della partenza: ConTemperature miti, apri prima i finestrini ed espelli l'aria calda accumulata, poi accendi l'aria condizionata a un'impostazione bassa. Parcheggiare l'auto all'ombra o usare un parasole riduce direttamente il carico iniziale.
• Mantieni la ventola a velocità media: Quando alla velocità massima della ventola si raggiunge la temperatura desiderata, riduci la velocità; alla salita a bordo è logico una climatizzazione rapida con ventola alta per un breve periodo, poi velocità media.
• Preferisci il riscaldamento dei sedili e del volante: Questi riscaldatori scaldano direttamente il corpo e consumano molto meno energia che riscaldare tutta l'aria dell'abitacolo; spegnili quando l'abitacolo si è scaldato.
• Usa le modalità ECO e eco-climatizzazione: Queste modalità riducono il carico HVAC e diminuiscono l'attivazione superflua del motore. Nel traffico stop-and-go, lascia anche la posizione N.

Sul fronte del riscaldamento, la mossa più efficace è quella che si può fare prima di iniziare il viaggio: preriscaldare l'abitacolo mentre l'auto è collegata al caricabatterie copre il carico di riscaldamento dalla presa e lascia la batteria fresca e alla piena capacità per il viaggio. Nelle partenze con clima freddo, usare insieme la modalità di ricircolo con i deflettori del cruscotto e del pavimento permette all'abitacolo di raggiungere rapidamente la temperatura di comfort. Nei viaggi in autostrada, mantenere una velocità costante con il cruise control tiene prevedibile il carico su motore e batteria, limitando l'effetto relativo della climatizzazione.

Riepilogo: Misurate la perdita, poi gestitela

Nell'ibrida, clima e riscaldamento sono una variabile che fa variare i consumi da piccole differenze dell'ordine dell'uno percento, a seconda delle condizioni d'uso, fino a perdite del venti-venticinque percento. Il clima costa di più nei viaggi brevi, caldi e urbani; il riscaldamento d'inverno erode insieme sia il MPG sia l'autonomia elettrica. Tecnologie come il compressore elettrico e la pompa di calore riducono strutturalmente questo costo, ma il guadagno lato guidatore - ventilazione, ricircolo, preriscaldamento, riscaldamento localizzato - rimane lo strumento di efficienza più economico e accessibile. Se annotate separatamente, con il clima acceso e spento, i dati OBD o il consumo medio visualizzato sul quadro strumenti, potete misurare il vero coefficiente della vostra auto nel giro di alcuni serbatoi di carburante; da lì in poi è puro lavoro di gestione.

Fonti

• Il condizionatore influisce davvero sui consumi di carburante?
• L'aria condizionata dell'auto consuma più carburante?
• Aumenta l'aria condizionata, riduci l'autonomia dell'ibrido
• Come le temperature calde e fredde influenzano l'autonomia di veicoli elettrici e ibridi
• Studio: quante autonomia in più offrono le pompe di calore ai veicoli elettrici
• Impatto del compressore elettrico per sistemi di climatizzazione automobilistica sui consumi di carburante e analisi delle prestazioni
• Scelta di un compressore elettrico per veicoli fuoristrada
• Perché gli ibridi hanno consumi eccellenti in città?
• Uso del climatizzatore su ibride e PHEV
• La tua guida ai veicoli elettrici in inverno
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• Capire l'efficienza del carburante dei veicoli ibridi