Pendant la conduite d'hiver, de nombreux propriétaires de voitures seront confrontés à un choix apparemment contradictoire: utilisera un chauffe-voiture augmenter la consommation de carburant? Derrière cette question se trouve une interaction complexe des principes thermodynamiques, de la conception de l'ingénierie des véhicules et des habitudes de comportement des utilisateurs.
1. Principe de travail et caractéristiques de consommation d'énergie du système de chauffage
Le système de radiateur d'un véhicule à carburant traditionnel est essentiellement un "dispositif de récupération de chaleur des déchets". Sa source de chaleur centrale provient du liquide de refroidissement du moteur. Lorsque la température de fonctionnement du moteur atteint le seuil de 80 à 90 ℃, le liquide de refroidissement traverse le réservoir d'eau du chauffage et le ventilateur envoie l'air chauffé dans la voiture. En théorie, ce processus ne consomme pas directement du carburant supplémentaire. Cependant, les recherches du Département américain de l'énergie (DOE) montrent que dans un environnement à basse température de moins 6 ℃, le temps requis pour que le moteur atteigne la température de fonctionnement normale est d'environ 40% plus long que celui d'un environnement de température normal. Au cours de cette période, l'augmentation de l'injection de carburant entraîne une augmentation significative de la consommation de carburant. Si le radiateur est allumé trop tôt à ce moment, le temps de chauffage du moteur sera prolongé, ce qui affectera indirectement l'économie de carburant.
2. Analyse quantitative de la consommation de carburant
Les données de test de SAE (Society of Automotive Engineers) en 2021 ont montré que dans un environnement de -10 ℃, le véhicule a immédiatement tourné le radiateur après un démarrage à froid et la consommation de carburant a augmenté de 1,2-1,8 litres pour 100 kilomètres; Lorsque le moteur a été entièrement préchauffé et que le radiateur a été utilisé, la consommation de carburant n'a augmenté que de 0,3 à 0,5 litre. Cette différence est due à la stratégie de compensation de température de l'unité de contrôle du moteur (ECU): à basse température, l'ECU augmentera le volume d'injection pour maintenir la stabilité du ralenti, tandis que la charge thermique du système de chauffage retardera la hausse de la température du liquide de refroidissement, forçant le moteur à être dans un état d'huile riche pendant une longue période.
Il convient de noter que le système de gestion thermique des véhicules électriques (EV) présente différentes caractéristiques. Le test du modèle Y de Tesla 2023 a montré que lors de l'utilisation de la climatisation de la pompe à chaleur pour le chauffage, la plage de croisière est réduite d'environ 18%; S'il repose entièrement sur le chauffage électrique PTC, la perte de plage de croisière peut atteindre 30%. Cela nous rappelle de faire la distinction entre les types de systèmes électriques lors de la discussion de l'économie de carburant.
3. Optimisation de l'utilisation des stratégies technologiques
Sur la base de l'analyse ci-dessus, il est recommandé d'adopter une stratégie de gestion de la température progressive: au début initial du véhicule, les équipements de chauffage locaux tels que le chauffage des sièges et le chauffage des volants (la puissance est généralement inférieure à 100 W) doit être utilisée en premier, et l'air chaud doit être progressivement activé après que la température du liquide de refroidissement atteigne 60 ° C. Des expériences de Bosch en Allemagne ont montré que cette méthode peut réduire la consommation complète de carburant en hiver de 7 à 12%.
L'entretien régulier est également critique. Un filtre de climatisation obstrué augmentera la charge du ventilateur de 15%, ce qui entraînera une vitesse plus élevée pour maintenir le volume d'air; L'efficacité de la conduction thermique du liquide de refroidissement vieillissant (non remplacé pendant plus de 5 ans) diminue de 20%. Ces facteurs cachés augmenteront la consommation de carburant. Le guide de conduite hivernal du ministère des Transports canadien recommande de vérifier le système de circulation du réservoir d'eau de chauffage tous les 20 000 kilomètres pour s'assurer que le débit de liquide de refroidissement n'est pas inférieur à 85% de la valeur de conception.
4. Innovation technologique et tendances futures
De nouveaux systèmes de gestion thermique perdent des limites traditionnelles. La technologie de «gestion thermique intelligente» de BMW peut raccourcir le temps de réchauffement du moteur de 30% grâce aux pompes à eau électroniques et au contrôle de la température de la zone; Le dispositif de récupération de chaleur d'échappement de Toyota peut fournir 5 kW supplémentaires d'énergie thermique; Et le système de toit solaire de Hyundai peut fournir 40% d'énergie auxiliaire pour le système de chauffage par jour ensoleillé. Ces innovations prouvent que les avancées technologiques remodèlent les limites de l'efficacité énergétique de la conduite hivernale.