EsmėEv PTC šildytuvasŠildymui naudojamas PTC teigiamo temperatūros koeficiento termistoriaus medžiagos savybės, kartu su aukštos įtampos maitinimo sistema ir elektrinių transporto priemonių šilumos valdymo grandine. Iš esmės elektros energija tiesiogiai paverčiama šilumos energija, o po to per terpę (aušinimo skystį / orą) perduodama į saloną arba akumuliatorių. Viso proceso metu jis pasižymi savaiminio ribojimo ir reguliavimo savybėmis, nereikalaujant papildomų sudėtingų temperatūros reguliavimo įtaisų, todėl tai yra efektyvus ir saugus šildymo sprendimas naujo tipo energijos transporto priemonėms.
Bendras procesas yra padalintas į du sluoksnius: pagrindinius medžiagų principus ir faktinį darbo eigą, skirtą naudoti automobiliuose. Pastarasis gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo taikymo scenarijaus (salono šildymas / akumuliatoriaus šildymas). Pagrindinė automobilių naudojimo taisyklė yraSkysčiu aušinami PTC šildytuvai(aušinimo skysčio šilumos mainai), o nedideliam salono šildymo kiekiui naudojami oru šildomi PTC šildytuvai (tiesioginiai oro šilumos mainai). Toliau pateikiami atitinkami paaiškinimai:
1. Pagrindinis branduolys: PTC termistoriaus šildymo ir savaiminio ribojimo temperatūros principas
Pagrindinis kaitinimo elementasPTC šildytuvasyra PTC keraminis lakštas (bario titanato pagrindu pagaminta puslaidininkinė keramika, legiruota retųjų žemių elementų pėdsakais), kuris yra visų jo savybių pagrindas:
Šildymas: PTC keramikos lustai, esant vardinei įtampai (aukštos įtampos nuolatinė srovė automobiliams, pvz., 300 V+/400 V+), sudaro laidžius takus su vidiniais laidžiais grūdeliais, generuodami džaulio šilumą, kai praeina srovė, ir taip tiesiogiai paverčiant elektros energiją šilumine energija, pasižymint dideliu šildymo efektyvumu (beveik 100 %, be energijos konversijos nuostolių);
Savaime ribojanti temperatūra (šerdies charakteristika): kai PTC keraminių lustų temperatūra nepasiekia Curie temperatūros (kritinė medžiagų temperatūra, paprastai 120–180 ℃, skirta naudoti automobiliuose), varžos vertė yra labai maža, atsiranda nuolatinė didelė srovė ir didelė galia, todėl temperatūra greitai kyla;
Kai temperatūra viršija Curie temperatūrą, vidinis laidumo kelias greitai nutrūksta, o varža padidėja eksponentiškai (iki 10³~10⁶ kartų didesnė už varžą kambario temperatūroje). Pagal Ohmo dėsnį (P=U²/R), esant pastoviai įtampai, šildymo galia smarkiai sumažėja, o šildymo greitis bus mažesnis nei šilumos išsklaidymo greitis. Temperatūra natūraliai stabilizuosis arti Curie temperatūros ir nebekils, taip išvengiant sauso degimo ir perkaitimo iš šaknų;
Savaiminis atsistatymas: Kai dėl šilumos išsklaidymo (pvz., aušinimo skysčio / oro srauto) temperatūra nukrenta žemiau Curie temperatūros, varža greitai atsigauna iki mažos varžos būsenos, atnaujina didelės galios šildymą ir pasiekia dinaminį temperatūros galios savireguliavimą.
2. Įprastas sprendimas automobiliams: skysčiu aušinamo PTC šildytuvo veikimo procesas (universalus salono / akumuliatoriaus šildymui)
Daugiau nei 90 % elektromobilių naudoja aukšto slėgio skysčiu aušinamus PTC šildytuvus (kompaktiškos konstrukcijos, tolygaus šilumos mainų, tinka salono šilto oro kontūrui ir akumuliatoriaus temperatūros reguliavimo grandinei), integruotus į naujų energijos transporto priemonių aušinimo skysčio cirkuliacijos grandinę. Salono ir akumuliatoriaus šildymas pasiekiamas tik perjungiant skirtingus tos pačios PTC šildymo sistemos kontūrus. Pagrindinis procesas yra tas pats, suskirstytas į keturis etapus:
Maitinimo šaltinio paleidimas: transporto priemonės VCU (transporto priemonės valdymo blokas) siunčia paleidimo signalą į PTC šildytuvą, remdamasis salono oro kondicionavimo komandos / akumuliatoriaus temperatūros jutiklio signalu (jei akumuliatorių reikia šildyti žemiau 5 ℃), ir tuo pačiu metu prijungia transporto priemonės aukštos įtampos akumuliatoriaus maitinimo grandinę. Aukštos įtampos nuolatinė srovė tiekiama į PTC kaitinimo elementą;
Elektros pavertimas šiluma: PTC keraminės plokštės, veikiamos aukštos įtampos srovės, greitai generuoja šilumą, per kelias sekundes pasiekdamos darbinę temperatūrą, o šiluma perduodama į PTC šildytuvo šilumos išsklaidymo kamerą / šilumos mainų vamzdį;
Aušinimo skysčio šilumos mainai: Transporto priemonės šilumos valdymo sistemos elektroninis vandens siurblys varo aušinimo skystį, kuris cirkuliuoja PTC šildytuvo šilumos mainų vamzdžiuose. Absorbavęs šilumą iš PTC kaitinimo elemento, aušinimo skystis tampa aukštos temperatūros aušinimo skysčiu (paprastai 40–60 ℃, reguliuojama pagal poreikį);
Šilumos perdavimas
Salono šildymas: aukštos temperatūros aušinimo skystis teka į šilto oro šerdį automobilio viduje, o transporto priemonės oro kondicionieriaus pūstuvas stumia šaltą orą per šilto oro šerdį. Šaltas oras sugeria aušinimo skysčio šilumą ir virsta karštu oru, kuris vėliau per oro išleidimo angą tiekiamas į automobilį, kad būtų šildomas salonas;
Akumuliatoriaus šildymas: aukštos temperatūros aušinimo skystis teka tiesiai į vandeniu aušinamą akumuliatoriaus bloko plokštelinę/šilumokaičio grandinę ir tolygiai šildo akumuliatoriaus modulį per šilumos laidumą, padidindamas akumuliatoriaus temperatūrą iki tinkamo įkrovimo ir iškrovimo diapazono (paprastai 10–35 ℃), išspręsdamas žemos temperatūros ištvermės pablogėjimo ir riboto įkrovimo bei iškrovimo problemas.
Papildymas: Aušinimo skysčiui baigus šilumos mainus, temperatūra sumažėja ir jis grįžta į PTC šildytuvą per vamzdyną, kad vėl sugertų šilumą, sudarydamas uždarą ciklą ir nuolat šildydamas; Kai kabina / akumuliatorius pasiekia tikslinę temperatūrą, VCU nutraukia PTC aukštos įtampos maitinimo šaltinį ir sustabdo šildymą.
3. Mažo masto sprendimas: vėjo šildomo PTC šildytuvo darbo eiga (naudojama tik daliniam salono šildymui)
Kai kurių mikroelektrinių transporto priemonių ir žemos klasės modelių salono šildymui bus naudojami oru aušinami PTC šildytuvai (be aušinimo skysčio šilumos mainų, tiesiogiai šildantys orą), kurių konstrukcija paprastesnė, o pagrindinis procesas:
Aukštos įtampos įvesties PTC keraminis kaitinimo elementas tiesiogiai generuoja šiluminę energiją;
Oro kondicionieriaus pūstuvas pučia šaltą orą virš PTC kaitinimo elemento paviršiaus, o šaltas oras tiesiogiai keičiasi šiluma su aukštos temperatūros PTC keramine plokšte ir virsta karštu oru;
Karštas oras tiesiai į kabiną tiekiamas per oro išleidimo angą, kad būtų pasiektas greitas šildymas.
Trūkumai: netolygus šilumos perdavimas, polinkis į vietinį karštą orą, o PTC kaitinimo elementas tiesiogiai liečiasi su oru, todėl reikalingas didesnis atsparumas dulkėms ir vandeniui. Todėl jis naudojamas tik nebrangiems mažiems automobilių modeliams, o skystasis aušinimas naudojamas vidutinės ir aukštos klasės naujos energijos transporto priemonėms.
Įrašo laikas: 2026 m. sausio 30 d.
