Tại sao công nghệ làm nóng màng dày-
Sự lựa chọn tối ưu hiện nay?
Các phương pháp sưởi ấm thông thường đã chia thành hai tuyến công nghệ-hệ thống sưởi PTC và hệ thống bơm nhiệt. Tuy nhiên, mối quan hệ của họ không loại trừ lẫn nhau; nó giống một cặp bổ sung hơn. Tại sao?
Trước tiên chúng ta hãy nhìn vào máy sưởi PTC.
PTC là viết tắt của Nhiệt điện trở hệ số nhiệt độ dương. Khi nhiệt độ môi trường giảm, điện trở của PTC cũng giảm. Tại thời điểm này, khi dòng điện được đặt dưới điện áp không đổi, điện trở giảm dẫn đến dòng điện tăng và nhiệt sinh ra cũng tăng tương ứng, do đó đạt được hiệu ứng nhiệt.
Có hai phương pháp sưởi ấm PTC: sưởi ấm-bằng nước và sưởi ấm bằng không khí-. Đầu tiên làm nóng chất làm mát thông qua PTC, sau đó trao đổi nhiệt với bộ tản nhiệt; cái sau trao đổi nhiệt trực tiếp với PTC, cuối cùng thổi ra không khí ấm.
Công nghệ này đã trưởng thành nhưng vấn đề nằm ở mức tiêu thụ năng lượng cao của hệ thống sưởi PTC, khiến phạm vi lái xe của xe điện bị giảm nghiêm trọng. Ví dụ, một lò sưởi PTC 2kW tiêu thụ 2 kWh điện để hoạt động hết công suất trong một giờ. Nếu chúng tôi tính toán dựa trên mức tiêu thụ điện năng là 15 kWh trên 100 km thì 2 kWh sẽ tương đương với phạm vi lái xe là 13 km. Trên thực tế, hệ thống cũng điều khiển công suất của bộ PTC (Điều khiển truyền lực): việc rã đông kính chắn gió cần khoảng 2-3 kW công suất PTC; làm nóng chất làm mát có thể cần khoảng 6 kW.
Do đó, "đối tác nhựa" của PTC, máy bơm nhiệt, phát huy tác dụng.
Bơm nhiệt hoạt động như một "vật vận chuyển" nhiệt-nó hấp thụ nhiệt từ một-"vật thể" có nhiệt độ thấp, chẳng hạn như không khí lạnh bên ngoài ô tô, truyền nhiệt đến chất lỏng làm việc rồi nén chất lỏng làm việc để tăng nhiệt độ. Cuối cùng, chất lỏng làm việc ở nhiệt độ cao-trao đổi nhiệt với không khí bên trong ô tô thông qua bình ngưng, đạt được chức năng của không khí ấm.
Chúng ta thường sử dụng COP (Hệ số hiệu suất) để đo hiệu suất của máy điều hòa không khí. Giá trị COP cao hơn cho thấy hiệu suất chuyển đổi cao hơn và tiết kiệm năng lượng nhiều hơn. Về mặt lý thuyết, giá trị COP sưởi ấm của bơm nhiệt đạt từ 2 đến 4. Nghĩa là, với cùng mức tiêu thụ năng lượng, bơm nhiệt tạo ra nhiệt lượng cao gấp 2-4 lần so với PTC.
Nếu máy bơm nhiệt xuất sắc như vậy thì tại sao vẫn cần PTC? Vấn đề nằm ở khía cạnh “lý thuyết”.
Trong-môi trường nhiệt độ thấp, bơm nhiệt dễ bị hỏng-ở -20 độ, COP (Hệ số hiệu suất) của bơm nhiệt giảm xuống 1, gần như khiến bơm nhiệt không hoạt động; ở -10 độ đến 0 độ, COP là 1-2, tốt hơn một chút so với bơm nhiệt PTC (Crôm có khả năng truyền qua). Do đó, Tesla kích hoạt PTC phụ ở mức -10 độ đến 0 độ để hỗ trợ sưởi ấm; khi nhiệt độ tăng lên trên 0 độ, nó sẽ chuyển sang bơm nhiệt. HiPhi X sử dụng bơm nhiệt gián tiếp, cũng cần PTC làm nguồn nhiệt phụ để làm nóng nhanh ở nhiệt độ thấp.
Công nghệ PTC tuy đơn giản nhưng những hạn chế cố hữu của nó bao gồm công suất hạn chế, tính không ổn định và mức tiêu thụ điện năng cao; máy bơm nhiệt có trần cao, nhưng chi phí cao và công nghệ chưa trưởng thành có nghĩa là các công nghệ trong tương lai như máy bơm nhiệt CO₂ vẫn đang phát triển, đòi hỏi các giải pháp bổ sung khác.
Đây là giải pháp có thể nhanh chóng thay thế PTC và hoạt động tốt với công nghệ làm nóng màng-dày{1}}bơm nhiệt.
Làm nóng màng dày-công nghệ sử dụng vật liệu nhiệt điện màng-dày đất{1}}hiếm, được in trên nhiều chất nền khác nhau (thép không gỉ, alumina, nhôm nitrit, thủy tinh, gốm sứ, v.v.) bằng quy trình in lụa để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt.
Sự khác biệt về vật liệu dẫn điện và nguyên tắc kỹ thuật trực tiếp quyết định những ưu điểm và nhược điểm về hiệu suất vốn có của hai công nghệ.
Có tác dụng hiệp đồng hơn: Bộ sưởi màng-dày hoạt động tốt hơn công nghệ PTC về dòng điện khởi động, điện áp gợn sóng và dòng điện gợn sóng, ít tác động hơn đến hệ thống điện của xe, đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy về hiệu suất của xe cũng như duy trì hiệu ứng sưởi ấm tuyệt vời trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Hiệu quả hơn: Hiệu suất nhiệt của máy sưởi màng dày-cao hơn 7% so với công nghệ PTC, tiết kiệm năng lượng và cải thiện đáng kể phạm vi lái xe của xe điện.
Nhanh hơn: Thời gian khởi động hoàn toàn-của bộ làm nóng màng-dày chỉ là 30 mili giây, trong khi bộ làm nóng PTC "nhanh-" cần khoảng 28 giây để đạt công suất tối đa.
Với sự thâm nhập ngày càng tăng của nền tảng điện áp cao-800V, công nghệ làm nóng màng-dày, có khả năng chịu được điện áp cao 1500V, được kỳ vọng sẽ thay thế công nghệ PTC "650V-giới hạn" và trở thành lựa chọn chủ đạo trong ngành tương lai. Hơn nữa,-máy sưởi màng dày có thể thích ứng hoàn hảo với các thông số điện áp nguồn điện khác nhau, cung cấp tùy chọn cho nhiều mẫu xe khác nhau.
