NucleulÎncălzitor PTC EvSe bazează pe caracteristicile materialelor termistorului cu coeficient de temperatură pozitiv PTC, combinate cu sistemul de alimentare de înaltă tensiune și circuitul de management termic al vehiculelor electrice pentru a realiza încălzirea. În esență, energia electrică este convertită direct în energie termică, apoi transferată în cabină sau baterie prin intermediul mediului (lichid de răcire/aer). Are caracteristici de autoreglare și autolimitare pe tot parcursul procesului, fără a fi nevoie de dispozitive complexe suplimentare de control al temperaturii, ceea ce îl face o soluție de încălzire eficientă și sigură pentru vehiculele cu energie nouă.
Procesul general este împărțit în două straturi: principiile materialelor de bază și fluxul de lucru propriu-zis pentru utilizarea în domeniul auto. Acesta din urmă poate varia ușor în funcție de scenariul aplicației (încălzirea cabinei/încălzirea bateriei). Principalul proces pentru utilizarea în domeniul auto esteîncălzitoare PTC răcite cu lichid(schimb de căldură cu agent de răcire), în timp ce o cantitate mică de încălzire a cabinei utilizează încălzitoare PTC încălzite cu aer (schimb direct de căldură cu aer). Următoarele sunt explicate respectiv:
1. Nucleu de bază: Principiul încălzirii și al autolimitării temperaturii termistorului PTC
Elementul de încălzire central alÎncălzitor PTCeste o placă ceramică PTC (ceramică semiconductoare pe bază de titanat de bariu dopată cu urme de elemente de pământuri rare), care este la baza tuturor caracteristicilor sale:
Încălzire: Cipurile ceramice PTC formează căi conductive cu granule conductive interne la tensiune nominală (DC de înaltă tensiune pentru uz auto, cum ar fi 300V+/400V+), generând căldură Joule atunci când trece curentul, realizând conversia directă a energiei electrice în energie termică cu o eficiență ridicată de încălzire (aproape de 100%, fără pierderi de energie prin conversie);
Temperatura de autolimitare (caracteristică a miezului): Când temperatura cipurilor ceramice PTC nu atinge temperatura Curie (temperatura critică a materialelor, în general 120-180 ℃ pentru uz auto), valoarea rezistenței este foarte mică și are loc o încălzire continuă la curent ridicat și putere mare, determinând creșterea rapidă a temperaturii;
Odată ce temperatura depășește temperatura Curie, calea conductivă internă se va rupe rapid, iar rezistența va crește exponențial (până la 10³~10⁶ ori rezistența la temperatura camerei). Conform legii lui Ohm (P=U²/R), la tensiune constantă, puterea de încălzire va scădea brusc, iar rata de încălzire va fi mai mică decât rata de disipare a căldurii. Temperatura se va stabiliza în mod natural în apropierea temperaturii Curie și nu va continua să crească, evitând arderea uscată și supraîncălzirea de la rădăcină;
Autorecuperare: Când temperatura scade sub temperatura Curie din cauza disipării căldurii (cum ar fi lichidul de răcire/fluxul de aer), rezistența va reveni rapid la o stare de rezistență scăzută, va relua încălzirea de mare putere și va realiza autoreglare dinamică a temperaturii.
2. Soluție mainstream pentru uz auto: Procesul de funcționare al încălzitorului PTC răcit cu lichid (universal pentru încălzirea cabinei/bateriei)
Peste 90% dintre vehiculele electrice utilizează încălzitoare PTC răcite cu lichid de înaltă presiune (structură compactă, schimb uniform de căldură, potrivite pentru circuitul de aer cald al cabinei și circuitul de control al temperaturii bateriei), integrate în circuitul de circulație a lichidului de răcire al vehiculelor cu energie nouă. Încălzirea cabinei și a bateriei se realizează doar prin comutarea între diferite circuite ale aceluiași sistem de încălzire PTC. Procesul de bază este același, împărțit în patru etape:
Pornirea alimentării cu energie electrică: VCU (Unitatea de control a vehiculului) a vehiculului trimite un semnal de pornire către încălzitorul PTC pe baza semnalului senzorului de comandă a aerului condiționat din cabină/temperatura bateriei (dacă bateria trebuie încălzită sub 5 ℃) și, în același timp, conectează circuitul de alimentare al bateriei de înaltă tensiune a vehiculului. Alimentarea cu curent continuu de înaltă tensiune este introdusă în elementul de încălzire PTC;
Conversia electricității în căldură: plăcile ceramice PTC generează rapid căldură sub curent de înaltă tensiune, atingând temperatura de funcționare în câteva secunde, iar căldura este transferată către camera de disipare a căldurii/tubul de schimb de căldură al încălzitorului PTC;
Schimb de căldură al lichidului de răcire: Pompa electronică de apă a sistemului de management termic al vehiculului acționează lichidul de răcire să circule în tuburile de schimb de căldură ale încălzitorului PTC. După absorbția căldurii de la elementul de încălzire PTC, lichidul de răcire devine un lichid de răcire la temperatură înaltă (de obicei 40-60 ℃, ajustat în funcție de necesități);
Transfer de căldură
Încălzirea habitaclului: Lichidul de răcire la temperatură înaltă curge în miezul de aer cald din interiorul mașinii, iar ventilatorul sistemului de aer condiționat al vehiculului împinge aer rece prin miezul de aer cald. Aerul rece absoarbe căldura lichidului de răcire și devine aer cald, care este apoi trimis în mașină prin orificiul de evacuare a aerului pentru a realiza încălzirea habitaclului;
Încălzirea bateriei: Lichidul de răcire la temperatură înaltă curge direct în circuitul cu plăci/schimbător de căldură răcit cu apă al pachetului de baterii și încălzește uniform modulul bateriei prin conducție termică, ridicând temperatura bateriei la un interval adecvat de încărcare și descărcare (în general 10-35 ℃), rezolvând problemele de degradare a rezistenței la temperaturi scăzute și de încărcare și descărcare limitată.
Addendum: După ce agentul de răcire finalizează schimbul de căldură, temperatura scade și apoi curge înapoi către încălzitorul PTC prin conductă pentru a absorbi din nou căldura, formând un ciclu închis și încălzind continuu; Când cabina/bateria atinge temperatura țintă, VCU întrerupe alimentarea cu energie de înaltă tensiune a PTC și oprește încălzirea.
3. Soluție la scară mică: Flux de lucru al încălzitorului PTC încălzit prin vânt (utilizat doar pentru încălzirea parțială a cabinei)
Încălzirea cabinei unor vehicule microelectrice și a modelelor low-end va utiliza încălzitoare PTC răcite cu aer (fără schimb de căldură cu agent de răcire, încălzind direct aerul), cu o structură mai simplă și un proces central de:
Elementul de încălzire ceramic PTC de intrare de înaltă tensiune generează direct energie termică;
Suflanta de aer condiționat suflă aer rece peste suprafața elementului de încălzire PTC, iar aerul rece schimbă direct căldură cu placa ceramică PTC la temperatură înaltă, devenind aer cald;
Aerul cald este trimis direct în cabină prin orificiul de evacuare a aerului pentru a obține o încălzire rapidă.
Dezavantaje: Transfer neuniform de căldură, predispoziție la aer cald local, iar elementul de încălzire PTC intră în contact direct cu aerul, necesitând o rezistență mai mare la praf și apă. Prin urmare, este utilizat doar pentru modele de mașini mici cu cost redus, iar răcirea cu lichid este utilizată pentru vehiculele cu energie nouă de gamă medie spre superioară.
Data publicării: 30 ian. 2026
