De werking van een warmtepomp in elektrische auto’s en het effect op energie-efficiëntie

Published by Redactie on september 24, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

De technologische ontwikkelingen in de automobielindustrie zijn sneller dan ooit, vooral in het kader van de overgang naar duurzame voertuigen. Elektrische auto’s (EVs) vormen een centraal deel van deze transformatie. Echter, het comfort en de efficiëntie van deze voertuigen zijn afhankelijk van technologische innovaties zoals de warmtepomp. Deze technologie speelt een essentiële rol in het verhogen van het rijbereik en het verlagen van het stroomverbruik in koude omstandigheden.

In dit artikel leggen we de werking van een warmtepomp in elektrische auto’s uit, bespreken we de voordelen t.o.v. traditionele verwarmingsmethoden, en geven we een overzicht van de toepassing en de technische aspecten. Daarnaast geven we een overzicht van welke modellen deze technologie standaard of als optie aanbieden.

Wat is een warmtepomp in elektrische auto’s?

Een warmtepomp in een elektrische auto is een systeem dat warmte uit de omgeving of uit de eigen elektronica van het voertuig haalt en deze gebruikt om het interieur te verwarmen. Het werkt op een vergelijkbare manier als een koelkast of airco, maar in de andere richting. In plaats van warmte uit een ruimte af te voeren (zoals bij een koelkast), haalt de warmtepomp warmte uit de buitenlucht of andere warmtebronnen binnen de auto, zoals de elektromotor of de batterij, en brengt die naar het interieur.

De warmtepomp maakt gebruik van een koudemiddel dat onder druk verdampt en condenseert. Bij het verdampen neemt het koudemiddel warmte op, en bij het condenseren geeft het die weer af – bijvoorbeeld in de cabine van de auto. Deze cyclus wordt voortdurend herhaald, waardoor warmte continu wordt getransporteerd.

Omdat elektrische auto’s geen verbrandingsmotor hebben die afvalwarmte genereert zoals bij benzine- of dieselauto’s, is het gebruik van een warmtepomp een efficiëntere oplossing. Het systeem verbruikt wel elektriciteit, maar aanzienlijk minder dan een klassieke elektrische verwarmingsketel, waardoor het rijbereik van de auto behouden blijft of zelfs verhoogd kan worden in koude omstandigheden.

Hoe werkt een warmtepomp in een elektrische auto?

De werking van een warmtepomp in een elektrische auto kan worden opgedeeld in meerdere stappen:

Verdamping: Het koudemiddel wordt in de verdamper geleid, waar het warmte opneemt uit de omgeving – zoals de buitenlucht of afvalwarmte uit componenten van de auto (elektromotor, accu, etc.). Het koudemiddel verdampt, waardoor het gasvormig wordt.
Compressie: Het gasvormige koudemiddel wordt door een compressor samengeperst, waardoor de druk en de temperatuur sterk stijgen. De temperatuur kan tot 80°C of hoger oplopen.
Condensatie: Het samengeperste gas wordt in de condensor geleid, waar het warmte afgeeft aan de omgeving. In dit geval is de omgeving de lucht in de cabine van de auto, waardoor deze verwarmd wordt.
Expansie: Het vloeibare koudemiddel passeert een expansieventiel, wat de druk verlaagt. Het koudemiddel keert terug naar de verdamper om het proces opnieuw te starten.

Deze cyclus is energiezuinig en maakt het mogelijk om het interieur van de auto te verwarmen zonder het grootste deel van de energie uit de hoofdbatterij te trekken. In de winter vermindert dit de druk op de batterij, wat resulteert in een groter elektrisch bereik.

Warmtepomp versus klassieke elektrische verwarming

Elektrische auto’s zonder warmtepomp gebruiken vaak een elektrische kachel (zoals een PTC-kachel of High Voltage Heater) om het interieur te verwarmen. Deze systemen werken door elektrische energie om te zetten in warmte via een resistief verwarmingselement – vergelijkbaar met een föhn. Ondanks hun eenvoud zijn deze systemen energie-intensief en trekken ze een aanzienlijk deel van de batterijleiding. Dit heeft als gevolg dat het rijbereik in koude omstandigheden aanzienlijk afneemt.

Een warmtepomp daarentegen haalt warmte uit de omgeving en gebruikt deze om het interieur te verwarmen, wat veel efficiënter is. In de praktijk is het effect duidelijk: elektrische auto’s met een ingebouwde warmtepomp hebben gemiddeld 10 tot 20% meer rijbereik in de wintermaanden, vergeleken met auto’s zonder deze technologie.

Daarnaast is een warmtepomp niet alleen bedoeld voor verwarming, maar ook voor afkoeling. Zo gebruikt de Audi Q7 EV de warmtepomp zowel voor verwarming als voor koeling, waardoor het klimaatsysteem in beide richtingen energie-efficiënter werkt.

Voordelen van een warmtepomp in een elektrische auto

De toepassing van een warmtepomp in een elektrische auto biedt meerdere voordelen:

Verhoogd rijbereik in de winter: Aangezien de warmtepomp minder energie uit de batterij verbruikt dan een klassieke elektrische verwarming, blijft er meer energie over voor het rijden. Dit is vooral belangrijk in koudere klimaten.
Energiezuinig gebruik van afvalwarmte: In elektrische auto’s is er afvalwarmte uit de elektromotor, de omvormer en de accu. De warmtepomp kan deze warmte recupereren en gebruiken voor verwarming of batterijbeheer. Dit vermindert de hoeveelheid energie die uit de hoofdbatterij moet worden getrokken.
Duurzaamheid: Door energie-efficiënter te werken, draagt een warmtepomp bij aan een duurzamere elektrische auto. Dit is van belang voor automerken die hun CO2-voetafdruk willen verminderen.
Comfort: Het gebruik van een warmtepomp zorgt voor snellere verwarming van de cabine en een comfortabeler inzitgevoel, zowel in de winter als in de zomer.

Beperkingen en technische uitdagingen

Ondanks de voordelen van een warmtepomp zijn er ook beperkingen en technische uitdagingen:

Hoog opstartvermogen: Bij zeer lage temperaturen kan een warmtepomp minder efficiënt werken, wat soms leidt tot de aansluiting van een extra elektrische verwarmingssysteem. Dit vermindert de energiebesparing ten opzichte van verwarmingssystemen met een warmtepomp.
Complexiteit bij installatie: Een warmtepomp is een complex systeem met meerdere componenten, waaronder een verdamper, compressor, condensor, en een expansieventiel. Daarom is het bijna altijd noodzakelijk om de warmtepomp tijdens de productie van het voertuig in te bouwen. Na aflevering is het meestal niet mogelijk om een warmtepomp aan te brengen.
Extra ruimte nodig: De aanwezigheid van een warmtepomp vereist extra ruimte in de auto, wat kan leiden tot een beperkte mogelijkheid tot andere technische verbeteringen of extra comfortuitrusting.
Extra kosten: Hoewel steeds meer merken de warmtepomp standaard aanbieden, blijft het vaak een optie die extra moet worden gekocht. Dit kan de aankoopkosten van een elektrische auto verhogen.

Welke elektrische auto’s zijn uitgerust met een warmtepomp?

Steeds meer autofabrikanten kiezen ervoor om een warmtepomp standaard in hun elektrische modellen in te bouwen. Dit is vooral het geval bij modellen in het hogere segment. Voorbeelden van modellen met standaard warmtepomp zijn:

Audi Q8 e-tron
BMW iX
Hyundai Ioniq 5 en Ioniq 6
Kia EV6
Volkswagen ID.4
Tesla Model Y

Bij andere modellen is de warmtepomp optioneel, afhankelijk van de uitvoering. Denk hierbij aan:

Renault Megane E-Tech
Peugeot e-3008
Skoda Enyaq iV

In sommige gevallen is de warmtepomp opgenomen in een optiepakket, bijvoorbeeld samen met verwarmbare zitbanken of een verwarmd stuurwiel. Het is daarom belangrijk om bij de configuratie van een elektrische auto of bij aankoop bij de dealer te controleren of de warmtepomp aanwezig is. Veel automerken geven dit in de configurator van het voertuig aan, of in het onderhoudsboekje.

De rol van de warmtepomp in het batterijbeheer

Een warmtepomp speelt ook een rol in het beheer van de temperatuur van de hoofdbatterij. Lithium-ionbatterijen presteren minder efficiënt bij lage temperaturen. De warmtepomp kan warmte gebruiken om de batterij te verwarmen, waardoor de prestaties verbeteren en het risico op beschadiging of verminderde capaciteit verlaagt. In de zomer draagt de warmtepomp bij aan het koelen van de batterij, wat de levensduur kan verlengen.

Dit betekent dat de warmtepomp niet alleen een comfortfactor is, maar ook een technische noodzaak voor het optimaliseren van de prestaties van een elektrische auto.

Toekomstperspectieven

De technologie van de warmtepomp is relatief nieuw in de context van elektrische auto’s, maar ze ontwikkelt zich snel. Nissan was in 2012 de eerste automerken die een warmtepomp integreerde in zijn volledig elektrische Nissan Leaf. Sindsdien zijn andere merken gevolgd, en is de technologie nu steeds vaker standaard.

De toekomstige ontwikkelingen zullen waarschijnlijk gericht zijn op het verhogen van de efficiëntie van de warmtepomp, het verlagen van de kosten, en het integreren van slimme technologieën die het verwarmingssysteem aanpassen aan de omgevingstemperatuur en de rijgedrag van de automobilist.

Conclusie

Een warmtepomp in een elektrische auto is een technologische oplossing die aanzienlijk bijdraagt aan het verhogen van het rijbereik, het verlagen van het stroomverbruik en het verbeteren van het comfort van de automobilist. In tegenstelling tot klassieke elektrische verwarmingsmethoden, haalt de warmtepomp warmte uit de omgeving of uit de eigen elektronica, wat energie-efficiënter is. De technologie wordt steeds vaker toegepast in elektrische auto’s en is in veel gevallen standaard bij modellen in het hogere segment.

Aangezien de technologie zich snel ontwikkelt, is het belangrijk voor automobilisten om bij aankoop van een elektrische auto rekening te houden met de aanwezigheid van een warmtepomp. Dit kan niet alleen het gebruiksgemak van de auto verbeteren, maar ook het duurzaamheidsaspect ondersteunen.