新能源汽車空調(diào)PTC加熱器技術(shù)及市場
發(fā)表時間：2022-09-15 09:41:04 發(fā)布：PTC電加熱器廠家PTC電加熱器廠家之前就棉紗高溫?zé)岜煤娓呻娂訜崞鞯脑砑肮δ?/a>做了詳細(xì)的介紹和說明。本期我們簡單的對新能源汽車空調(diào)PTC加熱器技術(shù)及市場進(jìn)行描述，作為專業(yè)的防爆電加熱器、液氨蒸發(fā)器、土壤修復(fù)電加熱器生產(chǎn)制造廠家江蘇眾眾電熱科技有限公司，我們將盡心整理并發(fā)布各種電加熱器相關(guān)知識，竭誠為您服務(wù)。
相較于傳統(tǒng)汽車熱管理系統(tǒng)，新能源汽車熱管理系統(tǒng)與之的差別一是管理對象從座艙延伸到電池、電機(jī)電控等領(lǐng)域，二是其功能從單純的降溫延伸到保溫、制熱功能。因此，相較于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車熱管理系統(tǒng)新增了電子水泵、電動壓縮機(jī)、電子膨脹閥或四通閥、冷卻板及制熱系統(tǒng)(熱泵或PTC 系統(tǒng))等。
新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)方案
燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)的暖風(fēng)熱源主要由發(fā)動機(jī)冷卻液提供，而電動汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)與之不同。電動汽車空調(diào)系統(tǒng)暖風(fēng)常見的方案如下：
①熱泵。由傳動帶驅(qū)動的直流無刷電動機(jī)的電動汽車熱泵式空調(diào)系統(tǒng)工作原理如圖所示。空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但是用于電動汽車上，其專門開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機(jī)、直流無刷電動機(jī)和逆變器控制系統(tǒng)。在熱泵工況下，系統(tǒng)從融霜模式轉(zhuǎn)為制熱模式時，風(fēng)道內(nèi)換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在風(fēng)窗玻璃上結(jié)霜，影響駕駛的安全性。
②新能源汽車PTC加熱器。PTC電加熱器是采用PTC熱敏電阻元件為發(fā)熱源的一種加熱器。PTC熱敏電阻通常是用半導(dǎo)體材料制成的，它的電阻隨濕度變化而急劇變化，當(dāng)外界溫度降低，PTC電阻值隨之減小，發(fā)熱量反而會相應(yīng)增加。按材質(zhì)可以分為陶瓷PTC熱敏電阻和有機(jī)高分子PTC熱敏電阻。用于空調(diào)輔助電加熱器的是陶瓷PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻元件因具有隨環(huán)境溫度高低的變化，其電阻值隨之增加或減小的變化特性，所以PTC加熱器具有節(jié)能、恒溫、安全和使用壽命長等特點。
空調(diào)輔助電加熱器可以分為粘接式陶瓷PTC加熱器和金屬PTC管狀加熱器。粘接式陶瓷PTC加熱器是將多個陶瓷PTC芯片及鋁波紋散熱片用耐高溫樹脂膠粘接在一起的加熱器，其散熱性好，電氣性能穩(wěn)定。其中粘接式陶瓷PTC加熱器又分為加熱器表面帶電型和加熱器表面不帶電型。
金屬PTC管狀加熱器采用進(jìn)口鎳鐵合金絲為發(fā)熱材料，發(fā)熱管外鑲鋁散熱片，其散熱效果非常好。加熱器配用溫度控制器和熱熔斷器，使產(chǎn)品使用更安全可靠。這種加熱器具有PTC材料的良好特性，一些空調(diào)均采用此類加熱器作為輔助加熱。
③余熱+輔助PTC。利用大功率器件(功率變換、驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器等)工作時產(chǎn)生的熱量，對車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行熱交換。當(dāng)熱量不足時，啟用輔助PTC加熱器。
新能源汽車空調(diào)能耗占整車能耗15%以上;PTC熱電阻加熱供暖方式能耗很大，熱泵技術(shù)節(jié)能效果明顯，成為替代PTC的應(yīng)用趨勢。國外的寶馬、三菱、日產(chǎn)都開始采用電動渦旋壓縮機(jī)的技術(shù)來進(jìn)行采用，目前國內(nèi)現(xiàn)在也有部分車型的采用，但是現(xiàn)在的技術(shù)水平還是處于單機(jī)的水平。
對于熱泵技術(shù)，進(jìn)一步提升功率密度，降低至低工作溫度是下一步研發(fā)的重點，也是節(jié)能重要的手段。
電動空調(diào)加熱器PTC原理
PTC電加熱器是一種自動控溫、省電的加熱器，它是以PTC熱敏陶瓷元件為發(fā)熱源，以鋁合金制成的波紋片為散熱器，經(jīng)粘、焊而組成的發(fā)熱器。
電動空調(diào)加熱器PTC一般包括MCU處理器、功率模塊Mosfet/IGBT、隔離預(yù)驅(qū)和電流檢測傳感器等。控制系統(tǒng)通過溫度傳感器將溫度信息傳至MCU，通過與按鍵輸入的目標(biāo)溫度對比MCU根據(jù)溫度差按預(yù)先設(shè)定程序不斷調(diào)節(jié)加熱器功率，使車內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度水平并且在液晶屏上實時顯示車內(nèi)溫度和設(shè)定溫度。
PTC加熱器包括PT風(fēng)加熱器和PTC液體加熱器兩種。由于PTC液體加熱器可布置在機(jī)艙內(nèi)，對現(xiàn)有汽車的空調(diào)系統(tǒng)可直接沿用，在電動汽車采暖系統(tǒng)上應(yīng)用更廣泛。
PTC應(yīng)用前景
2009年電動汽車以來，采用PTC加熱器的居多。從前幾年上市的電動汽車(主要指乘用車)普遍使用PTC水加熱器系統(tǒng)或PTC風(fēng)加熱器系統(tǒng)來實現(xiàn)采暖功能。
對于純電動車來說，一般使用PTC風(fēng)加熱，此種方式只需要將傳統(tǒng)汽車空調(diào)暖風(fēng)芯體替換為PTC風(fēng)加熱器，再輔以必要的控制設(shè)備，就能直接運(yùn)用到電動汽車上。
插電式混合動力汽車一般使用PTC水加熱器，此種方式使用傳統(tǒng)汽車空調(diào)暖風(fēng)芯體與PTC水加熱器串聯(lián)，通過PTC水加熱器的液體加熱后提供與空調(diào)暖風(fēng)芯體，空氣通過暖風(fēng)芯體被加熱使出風(fēng)溫度升高后直接吹入車內(nèi)，實現(xiàn)車內(nèi)采暖功能.
然而，PTC加熱冬天采暖時對動力電池的消耗極大，嚴(yán)重縮短了電動汽車的續(xù)駛里程。因此目前很多解決方案采用熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)空調(diào)制熱，熱效率可以得到顯著提高。
目前，國內(nèi)電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)方案現(xiàn)狀為：系統(tǒng)設(shè)計較為簡單，一方面受技術(shù)的影響，越復(fù)雜的系統(tǒng)，優(yōu)化控制難度更大，熱泵系統(tǒng)在新能源汽車(乘用車)上的應(yīng)用還處于研究及前期應(yīng)用階段;另一方面，系統(tǒng)的復(fù)雜程度也會導(dǎo)致成本的增加。
筆者分析對比了國內(nèi)外重點車型空調(diào)系統(tǒng)解決方案總結(jié)出：在空調(diào)采暖方面，國內(nèi)電動車的開發(fā)多是基于傳統(tǒng)車來進(jìn)行的改制，所以較多使有PTC加熱冷卻液的方式來進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)。所以PTC液體加熱器是一直以來較主要的解決方案。
隨著電控技術(shù)在熱管理上的大量使用，電動汽車熱管理開發(fā)會更注重考慮電動汽車整體特性，將熱管理與驅(qū)動系統(tǒng)熱管理聯(lián)合設(shè)計考慮將成為今后的重點趨勢。
PTC電加熱器廠家下次將對防爆電加熱器的工作原理做詳細(xì)介紹，如需了解更多眾眾電熱的信息，請持續(xù)關(guān)注。
新能源汽車空調(diào)PTC加熱器技術(shù)及市場由防爆電加熱器生產(chǎn)銷售廠家江蘇眾眾電熱科技有限公司于 2022-09-15 09:41:04 整理發(fā)布。
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