Perché la-tecnologia di riscaldamento a film spesso
la scelta ottimale attualmente?
I metodi di riscaldamento tradizionali si sono differenziati in due percorsi tecnologici:-riscaldatori PTC e sistemi a pompa di calore. Tuttavia, la loro relazione non si esclude a vicenda; è più come una coppia complementare. Perché?
Diamo prima un'occhiata ai riscaldatori PTC.
PTC sta per termistore a coefficiente di temperatura positivo. Quando la temperatura ambiente diminuisce, diminuisce anche la resistenza di un PTC. In questo momento, quando viene applicata corrente a tensione costante, la diminuzione della resistenza porta ad un aumento della corrente e il calore generato aumenta di conseguenza, ottenendo così un effetto riscaldante.
Esistono due metodi di riscaldamento PTC: riscaldamento-basato sull'acqua e riscaldamento-basato sull'aria. Il primo riscalda il liquido refrigerante attraverso il PTC, che poi scambia calore con il radiatore; quest'ultimo scambia direttamente il calore con il PTC, emettendo aria calda.
La tecnologia è matura, ma il problema risiede nell’elevato consumo energetico del riscaldamento PTC, che riduce notevolmente l’autonomia dei veicoli elettrici. Ad esempio, un riscaldatore PTC da 2 kW consuma 2 kWh di elettricità per funzionare a piena potenza per un'ora. Se calcolassimo sulla base di un consumo energetico di 15 kWh per 100 chilometri, 2 kWh equivarrebbero all'incirca a un'autonomia di 13 chilometri. In realtà il sistema controlla anche la potenza della centralina PTC (Power Transmission Control): lo sbrinamento del parabrezza richiede circa 2-3 kW di potenza PTC; il riscaldamento del liquido di raffreddamento può richiedere circa 6 kW.
Entra quindi in gioco la “controparte in plastica” del PTC, la pompa di calore.
Una pompa di calore agisce come un "trasportatore" di calore-assorbe calore da un "oggetto" a bassa-temperatura, come l'aria fredda all'esterno dell'auto, lo trasferisce al fluido di lavoro e quindi comprime il fluido di lavoro per aumentarne la temperatura. Infine, il fluido di lavoro ad alta-temperatura scambia calore con l'aria all'interno dell'auto attraverso il condensatore, svolgendo la funzione di aria calda.
Solitamente utilizziamo il COP (coefficiente di prestazione) per misurare le prestazioni di un condizionatore d'aria. Un valore COP più elevato indica una maggiore efficienza di conversione e un maggiore risparmio energetico. Teoricamente il valore COP di riscaldamento di una pompa di calore è compreso tra 2 e 4. Cioè, a parità di consumo energetico, una pompa di calore produce 2-4 volte più calore di una PTC.
Se le pompe di calore sono così eccellenti, perché c’è ancora bisogno di un PTC? Il problema sta negli aspetti “teorici”.
In ambienti a bassa-temperatura, le pompe di calore sono soggette a guasti-a -20 gradi, il COP (coefficiente di prestazione) di una pompa di calore scende a 1, rendendola quasi inattiva; a -10 gradi fino a 0 gradi, il COP è 1-2, leggermente migliore rispetto alle pompe di calore PTC (cromo potenzialmente trasmesso). Pertanto, Tesla attiva un PTC ausiliario da -10 gradi a 0 gradi per assistere con il riscaldamento; una volta che la temperatura risale sopra 0 gradi, ritorna alla pompa di calore. L'HiPhi X utilizza una pompa di calore indiretta, che richiede anche un PTC come fonte di calore ausiliaria per un riscaldamento rapido a basse temperature.
La tecnologia PTC è semplice, ma i suoi limiti intrinseci includono capacità limitata, instabilità e consumo energetico elevato; Le pompe di calore hanno un limite elevato, ma i loro costi elevati e la tecnologia immatura fanno sì che le tecnologie future come le pompe di calore a CO₂ siano ancora in fase di sviluppo e richiedano altre soluzioni complementari.
Si tratta di una soluzione che può sostituire rapidamente il PTC e funzionare bene con la tecnologia di riscaldamento a film spesso-delle pompe di calore.
Riscaldamento a film-spessoLa tecnologia utilizza materiali elettrotermici a pellicola-spessa-di terre rare, stampati su vari substrati (acciaio inossidabile, allumina, nitruro di alluminio, vetro, ceramica, ecc.) utilizzando un processo di serigrafia, per convertire l'energia elettrica in energia termica.
La differenza nei materiali conduttivi e nei principi tecnici determina direttamente i vantaggi e gli svantaggi prestazionali intrinseci delle due tecnologie.
Più sinergico: i riscaldatori a film spesso-superano la tecnologia PTC in termini di corrente di avviamento, tensione di ripple e corrente di ripple, avendo un impatto minore sul sistema elettrico del veicolo, garantendo la stabilità e l'affidabilità delle prestazioni del veicolo e mantenendo eccellenti effetti di riscaldamento in varie condizioni di temperatura.
Più efficiente: l'efficienza termica dei riscaldatori a film spesso- è superiore del 7% rispetto a quella della tecnologia PTC, consentendo di risparmiare energia e migliorare significativamente l'autonomia dei veicoli elettrici.
Più veloce: il tempo di avvio completo-di un riscaldatore a pellicola-spessa è di soli 30 millisecondi, mentre il riscaldatore PTC "veloce-" richiede circa 28 secondi per raggiungere la piena potenza.
Con la crescente penetrazione delle piattaforme ad alta-tensione da 800 V, si prevede che la tecnologia di riscaldamento a film spesso-, in grado di resistere all'alta tensione da 1500 V, sostituirà la tecnologia PTC "650 V-limitata" e diventerà la scelta principale nel futuro settore. Inoltre, i riscaldatori a film spesso- possono adattarsi perfettamente alle diverse specifiche di tensione di alimentazione, offrendo opzioni per vari modelli di veicoli.
