Varför är Thick-Film Heating Technology
det optimala valet för närvarande?
Vanliga uppvärmningsmetoder har avvikit från två tekniska vägar-PTC-värmare och värmepumpsystem. Men deras förhållande utesluter inte varandra; det är mer som ett kompletterande par. Varför?
Låt oss först titta på PTC-värmare.
PTC står för Positive Temperature Coefficient Thermistor. När omgivningstemperaturen sjunker, minskar också motståndet hos en PTC. Vid denna tidpunkt, när ström appliceras under en konstant spänning, leder det minskade motståndet till en ökad ström, och den alstrade värmen ökar i enlighet därmed, vilket uppnår en uppvärmningseffekt.
Det finns två PTC-uppvärmningsmetoder: vatten-baserad uppvärmning och luftbaserad-uppvärmning. Den förstnämnda värmer kylvätskan genom PTC, som sedan utbyter värme med kylaren; den senare utbyter värme direkt med PTC och blåser slutligen ut varm luft.
Tekniken är mogen, men problemet ligger i den höga energiförbrukningen av PTC-uppvärmning, som kraftigt minskar elbilens räckvidd. Till exempel förbrukar en 2kW PTC-värmare 2 kWh el för att fungera med full effekt i en timme. Om vi räknar utifrån en strömförbrukning på 15 kWh per 100 kilometer skulle 2 kWh ungefär motsvara en räckvidd på 13 kilometer. I verkligheten styr systemet också effekten hos PTC-enheten (Power Transmission Control): Avfrostning av vindrutan kräver ungefär 2-3 kW PTC-effekt; uppvärmning av kylvätskan kan kräva cirka 6 kW.
Därför kommer PTC:s "plastmotsvarighet", värmepumpen, in i bilden.
En värmepump fungerar som en "värmetransportör"-den absorberar värme från ett "objekt" med låg-temperatur, till exempel kall luft utanför bilen, överför den till arbetsvätskan och komprimerar sedan arbetsvätskan för att höja dess temperatur. Slutligen utbyter arbetsvätskan med hög-temperatur värme med luften inuti bilen genom kondensorn och uppnår funktionen som varm luft.
Vi använder vanligtvis COP (Coefficient of Performance) för att mäta prestandan hos en luftkonditioneringsanläggning. Ett högre COP-värde indikerar högre konverteringseffektivitet och större energibesparingar. Teoretiskt sett når en värmepumps värme-COP-värde mellan 2 och 4. Det vill säga att med samma energiförbrukning producerar en värmepump 2-4 gånger mer värme än en PTC.
Om värmepumpar är så utmärkta, varför behövs fortfarande en PTC? Problemet ligger i de "teoretiska" aspekterna.
I miljöer med låg-temperatur är värmepumpar benägna att gå sönder-vid -20 grader sjunker COP (koefficienten för prestanda) för en värmepump till 1, vilket nästan gör den inaktiv; vid -10 grader till 0 grader är COP 1-2, något bättre än PTC (Potentially Transmitted Chromium) värmepumpar. Därför aktiverar Tesla en extra PTC vid -10 grader till 0 grader för att hjälpa till med uppvärmning; när temperaturen stiger över 0 grader växlar den tillbaka till värmepumpen. HiPhi X använder en indirekt värmepump, som också kräver en PTC som en extra värmekälla för snabb uppvärmning i låga temperaturer.
PTC-tekniken är enkel, men dess inneboende begränsningar inkluderar begränsad kapacitet, instabilitet och hög strömförbrukning; Värmepumpar har högt i tak, men deras höga kostnad och omogna teknologi gör att framtida teknologier som CO₂-värmepumpar fortfarande utvecklas och kräver andra kompletterande lösningar.
Det här är en lösning som snabbt kan ersätta PTC och fungerar bra med värmepumps-tjocka-filmuppvärmningsteknik.
Uppvärmning av tjock-filmTekniken använder sällsynta-jordartstjocka-elektrotermiska material, tryckta på olika substrat (rostfritt stål, aluminiumoxid, aluminiumnitrid, glas, keramik, etc.) med hjälp av en screentrycksprocess, för att omvandla elektrisk energi till värmeenergi.
Skillnaden i ledande material och tekniska principer avgör direkt de inneboende prestandaför- och nackdelarna med de två teknologierna.
Mer synergistiskt: Värmare med tjocka-filmer överträffar PTC-tekniken när det gäller startström, krusningsspänning och krusningsström, har mindre inverkan på fordonets elektriska system, säkerställer stabiliteten och tillförlitligheten hos fordonets prestanda och upprätthåller utmärkta värmeeffekter under olika temperaturförhållanden.
Effektivare: Den termiska verkningsgraden för värmare med tjocka-filmer är hela 7 % högre än för PTC-teknik, vilket sparar energi och avsevärt förbättrar räckvidden för elfordon.
Snabbare: Den fulla starttiden- för en tjockfilmsvärmare är bara 30 millisekunder, medan den "snabba- PTC-värmaren tar cirka 28 sekunder för att nå full effekt.
Med den ökande penetrationen av 800V hög-högspänningsplattformar förväntas tjock-filmvärmeteknik, som klarar 1500V högspänning, ersätta den "650V-begränsade" PTC-tekniken och bli det vanliga valet i framtidens industri. Dessutom kan värmare med tjocka-filmer perfekt anpassa sig till olika nätspänningsspecifikationer, vilket ger alternativ för olika fordonsmodeller.
