Hvorfor er tykk-filmvarmeteknologi
det optimale valget for øyeblikket?
Vanlige oppvarmingsmetoder har delt seg i to teknologiske ruter-PTC-varmere og varmepumpesystemer. Men forholdet deres utelukker ikke hverandre; det er mer som et komplementært par. Hvorfor?
La oss først se på PTC-varmere.
PTC står for Positive Temperature Coefficient Thermistor. Når omgivelsestemperaturen synker, reduseres også motstanden til en PTC. På dette tidspunktet, når strømmen påføres under en konstant spenning, fører den reduserte motstanden til en økt strøm, og varmen som genereres øker tilsvarende, og oppnår dermed en varmeeffekt.
Det er to PTC-oppvarmingsmetoder: vann-basert oppvarming og luft-basert oppvarming. Førstnevnte varmer opp kjølevæsken gjennom PTC, som deretter utveksler varme med radiatoren; sistnevnte utveksler varme direkte med PTC, og blåser til slutt ut varm luft.
Teknologien er moden, men problemet ligger i det høye energiforbruket til PTC-oppvarming, som reduserer rekkevidden til elektriske kjøretøy kraftig. For eksempel bruker en 2kW PTC-varmer 2 kWh strøm for å fungere med full effekt i én time. Hvis vi regner ut fra et strømforbruk på 15 kWh per 100 kilometer, vil 2 kWh grovt sett tilsvare en kjørerekkevidde på 13 kilometer. I virkeligheten kontrollerer systemet også kraften til PTC-enheten (Power Transmission Control): Avriming av frontruten krever omtrent 2-3 kW PTC-effekt; oppvarming av kjølevæsken kan kreve rundt 6 kW.
Derfor spiller PTCs «plastmotpart», varmepumpen, inn.
En varmepumpe fungerer som en "varmetransportør"-den absorberer varme fra et "objekt" med lav-temperatur, for eksempel kald luft utenfor bilen, overfører den til arbeidsvæsken og komprimerer deretter arbeidsvæsken for å øke temperaturen. Til slutt utveksler arbeidsvæsken med høy-temperatur varme med luften inne i bilen gjennom kondensatoren, og oppnår funksjonen som varm luft.
Vi bruker vanligvis COP (Coefficient of Performance) for å måle ytelsen til et klimaanlegg. En høyere COP-verdi indikerer høyere konverteringseffektivitet og større energibesparelser. Teoretisk sett når en varmepumpes varme-COP-verdi mellom 2 og 4. Det vil si at med samme energiforbruk produserer en varmepumpe 2-4 ganger mer varme enn en PTC.
Hvis varmepumper er så gode, hvorfor trengs det fortsatt en PTC? Problemet ligger i de "teoretiske" aspektene.
I miljøer med lav-temperatur er varmepumper utsatt for feil-ved -20 grader, COP (ytelseskoeffisient) for en varmepumpe synker til 1, noe som nesten gjør den inaktiv. ved -10 grader til 0 grader er COP 1-2, noe bedre enn PTC (Potentially Transmitted Chromium) varmepumper. Derfor aktiverer Tesla en ekstra PTC ved -10 grader til 0 grader for å hjelpe til med oppvarming; når temperaturen stiger over 0 grader, går den tilbake til varmepumpen. HiPhi X bruker en indirekte varmepumpe, og krever også en PTC som en hjelpevarmekilde for rask oppvarming i lave temperaturer.
PTC-teknologien er enkel, men dens iboende begrensninger inkluderer begrenset kapasitet, ustabilitet og høyt strømforbruk; varmepumper har et høyt tak, men deres høye kostnader og umoden teknologi gjør at fremtidige teknologier som CO₂-varmepumper fortsatt er i utvikling, og krever andre komplementære løsninger.
Dette er en løsning som raskt kan erstatte PTC og fungerer godt med varmepumper-tykk-filmvarmeteknologi.
Tykk-filmoppvarmingteknologien bruker sjeldne-jordtykke-elektrotermiske materialer, trykt på ulike underlag (rustfritt stål, aluminiumoksyd, aluminiumnitrid, glass, keramikk, etc.) ved hjelp av en silketrykkprosess, for å konvertere elektrisk energi til varmeenergi.
Forskjellen i ledende materialer og tekniske prinsipper bestemmer direkte de iboende ytelsesfordelene og ulempene ved de to teknologiene.
Mer synergistisk: Tykkfilmvarmere utkonkurrerer PTC-teknologi når det gjelder startstrøm, krusningsspenning og krusningsstrøm, har mindre innvirkning på kjøretøyets elektriske system, sikrer stabiliteten og påliteligheten til kjøretøyets ytelse, og opprettholder utmerket varmeeffekt under forskjellige temperaturforhold.
Mer effektiv: Den termiske effektiviteten til varmeovner med tykk-film er hele 7 % høyere enn PTC-teknologien, noe som sparer energi og forbedrer rekkevidden til elektriske kjøretøy betydelig.
Raskere: Den fulle oppstartstiden- for en tykk-filmvarmer er bare 30 millisekunder, mens den «raske- PTC-varmeren krever omtrent 28 sekunder for å oppnå full effekt.
Med den økende penetrasjonen av 800V høyspentplattformer, forventes tykk-filmvarmeteknologi, som tåler 1500V høyspenning, å erstatte den "650V-begrensede" PTC-teknologien og bli hovedvalget i fremtidens industri. Dessuten kan varmeovner med tykk-film perfekt tilpasse seg ulike strømforsyningsspenningsspesifikasjoner, og gir alternativer for ulike kjøretøymodeller.
