Tecnologia PTC nei veicoli di nuova energia
Rispetto al tradizionale sistema di gestione termica automobilistica, la differenza tra il nuovo sistema di gestione termica del veicolo energetico è che l'oggetto di gestione si estende dall'abitacolo alla batteria, al controllo elettronico del motore e ad altri campi, e il secondo è che la sua funzione si estende dal semplice raffreddamento alle funzioni di conservazione e riscaldamento del calore. Pertanto, rispetto ai veicoli tradizionali, il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia aggiunge pompe dell'acqua elettroniche, compressori elettrici, valvole di espansione elettroniche o valvole a quattro vie, piastre di raffreddamento e sistemi di riscaldamento (pompe di calore o sistemi PTC), ecc. Soluzione per impianti di climatizzazione.
La fonte di calore dell'aria calda del sistema di climatizzazione del veicolo a carburante è fornita principalmente dal liquido di raffreddamento del motore, ma il sistema di riscaldamento del veicolo elettrico è diverso. Gli schemi comuni per il riscaldamento del sistema di climatizzazione dei veicoli elettrici sono i seguenti:
① pompa di calore. Il principio di funzionamento del sistema di climatizzazione a pompa di calore per veicoli elettrici azionato dal motore DC brushless è mostrato in figura. La modalità di raffreddamento/riscaldamento del sistema di climatizzazione viene commutata dalla valvola di inversione a quattro vie, la freccia piena indica la condizione di raffreddamento e la freccia tratteggiata indica la condizione di riscaldamento. In linea di principio, il sistema non è diverso dai normali condizionatori d'aria a pompa di calore, ma è utilizzato nei veicoli elettrici e ha sviluppato appositamente un compressore a palette scorrevoli a doppia cavità, un motore DC brushless e un sistema di controllo dell'inverter. In condizioni di funzionamento della pompa di calore, quando il sistema passa dalla modalità di sbrinamento alla modalità di riscaldamento, l'acqua di condensa sullo scambiatore di calore nel condotto dell'aria evaporerà rapidamente e si formerà della brina sul parabrezza, compromettendo la sicurezza di guida.
② Riscaldatore elettrico PTC. Il riscaldatore elettrico PTC è un tipo di riscaldatore che utilizza l'elemento termistore PTC come fonte di calore. Il termistore PTC è solitamente realizzato in materiale semiconduttore, la sua resistenza cambia bruscamente con il cambiamento di umidità, quando la temperatura esterna scende, il valore di resistenza del PTC diminuisce e il potere calorifico aumenterà di conseguenza. Secondo il materiale, può essere suddiviso in termistore PTC in ceramica e termistore PTC in polimero organico. Per il condizionamento dell'aria i riscaldatori elettrici ausiliari sono termistori PTC in ceramica. Poiché l'elemento termistore PTC ha la caratteristica di cambiamento che il suo valore di resistenza aumenta o diminuisce con il cambiamento della temperatura ambiente, quindi il riscaldatore PTC ha le caratteristiche di risparmio energetico, temperatura costante, sicurezza e lunga durata. I riscaldatori elettrici ausiliari per il condizionamento dell'aria possono essere suddivisi in riscaldatori PTC ceramici incollati e riscaldatori tubolari PTC metallici. Il riscaldatore PTC ceramico incollato è un riscaldatore in cui più chip PTC ceramici e dissipatori di calore ondulati in alluminio sono uniti insieme con colla in resina resistente alle alte temperature. Ha una buona dissipazione del calore e prestazioni elettriche stabili. Tra questi, il riscaldatore PTC ceramico incollato è suddiviso in un tipo caricato sulla superficie del riscaldatore e un tipo non caricato sulla superficie del riscaldatore.
Il riscaldatore tubolare in metallo PTC utilizza filo in lega di nichel-ferro importato come materiale di riscaldamento e il tubo di riscaldamento è intarsiato con dissipatori di calore in alluminio e il suo effetto di dissipazione del calore è molto buono. Il riscaldatore è dotato di un regolatore di temperatura e di un fusibile termico per rendere il prodotto più sicuro e affidabile. Questo tipo di riscaldatore ha buone caratteristiche del materiale PTC e alcuni condizionatori d'aria utilizzano questo tipo di riscaldatore come riscaldamento ausiliario.
③Calore residuo più PTC ausiliario. Usa il calore generato quando i dispositivi ad alta potenza (conversione di potenza, motore di azionamento, controller del motore, ecc.) lavorano per scambiare calore con l'ambiente in macchina. Quando il riscaldamento è insufficiente, viene attivato il riscaldatore ausiliario PTC.
Il consumo energetico dell'aria condizionata nei veicoli a nuova energia rappresenta oltre il 15% del consumo energetico dell'intero veicolo; il metodo di riscaldamento a resistenza termica PTC consuma molta energia e la tecnologia della pompa di calore ha evidenti effetti di risparmio energetico, che è diventata una tendenza applicativa per sostituire PTC. BMW, Mitsubishi e Nissan straniere hanno iniziato ad adottare la tecnologia dei compressori scroll elettrici. Attualmente li stanno adottando anche alcuni modelli in Cina, ma il livello tecnico attuale è ancora a livello di compressori stand-alone.
Per la tecnologia delle pompe di calore, l'ulteriore aumento della densità di potenza e l'abbassamento della temperatura minima di esercizio sono al centro della prossima ricerca e sviluppo, oltre che un importante mezzo di risparmio energetico.
