JezgroPTC grijač za električna vozilaOslanja se na materijalne karakteristike PTC termistora s pozitivnim temperaturnim koeficijentom, u kombinaciji s visokonaponskim sistemom napajanja i krugom za upravljanje temperaturom električnih vozila kako bi se postiglo grijanje. U suštini, električna energija se direktno pretvara u toplinsku energiju, a zatim se prenosi u kabinu ili bateriju putem medija (rashladna tekućina/zrak). Ima karakteristike samoograničavanja i samoregulacije tokom cijelog procesa, bez potrebe za dodatnim složenim uređajima za kontrolu temperature, što ga čini efikasnim i sigurnim rješenjem za grijanje za vozila s novim izvorima energije.
Cjelokupni proces je podijeljen u dva sloja: principi osnovnih materijala i stvarni tijek rada za automobilsku upotrebu. Potonji se može neznatno razlikovati ovisno o scenariju primjene (grijanje kabine/grijanje akumulatora). Glavni tok za automobilsku upotrebu jePTC grijači hlađeni tekućinom(izmjena toplote rashladne tečnosti), dok mala količina grijanja kabine koristi PTC grijače zagrijane zrakom (direktna izmjena toplote zrakom). Sljedeće je objašnjeno redom:
1. Osnovna jezgra: Princip zagrijavanja i samoograničavanja temperature PTC termistora
Jezgro grijaćeg elementaPTC grijačje PTC keramička ploča (poluprovodnička keramika na bazi barijum titanata dopirana rijetkim zemnim elementima u tragovima), koja je korijen svih njenih karakteristika:
Grijanje: PTC keramički čipovi formiraju provodne staze s unutrašnjim provodnim zrnima pri nazivnom naponu (visoki napon DC za automobilsku upotrebu, kao što je 300V+/400V+), generirajući Džulovu toplinu kada struja prolazi, postižući direktnu konverziju električne energije u toplinsku energiju s visokom efikasnošću grijanja (blizu 100%, bez gubitka energije pri konverziji);
Samoograničavajuća temperatura (karakteristika jezgra): Kada temperatura PTC keramičkih čipova ne dostigne Curiejevu temperaturu (kritična temperatura materijala, obično 120-180 ℃ za automobilsku upotrebu), vrijednost otpora je vrlo mala, te dolazi do kontinuiranog zagrijavanja velikom strujom i velikom snagom, što uzrokuje nagli porast temperature;
Kada temperatura pređe Curiejevu temperaturu, unutrašnji provodni put će se brzo prekinuti, a otpor će se eksponencijalno povećati (do 10 ³~10 ⁶ puta većeg otpora na sobnoj temperaturi). Prema Ohmovom zakonu (P=U²/R), pod konstantnim naponom, snaga grijanja će naglo opasti, a brzina zagrijavanja će biti niža od brzine odvođenja toplote. Temperatura će se prirodno stabilizovati blizu Curiejeve temperature i neće nastaviti da raste, izbjegavajući suho sagorijevanje i pregrijavanje od korijena;
Samooporavak: Kada temperatura padne ispod Curiejeve temperature zbog odvođenja toplote (kao što je protok rashladne tečnosti/zraka), otpor će se brzo oporaviti u stanje niskog otpora, nastaviti zagrijavanje velikom snagom i postići dinamičku samoregulaciju temperaturne snage.
2. Glavno rješenje za automobilsku upotrebu: Radni proces PTC grijača hlađenog tekućinom (univerzalnog za grijanje kabine/baterije)
Više od 90% električnih vozila koristi PTC grijače hlađene tekućinom pod visokim pritiskom (kompaktna struktura, ujednačena izmjena topline, pogodne za krug toplog zraka u kabini i krug kontrole temperature baterije), integrirane u krug cirkulacije rashladne tekućine vozila na novu energiju. Grijanje kabine i baterije postiže se samo preključivanjem između različitih krugova istog PTC sistema grijanja. Osnovni proces je isti, podijeljen u četiri koraka:
Pokretanje napajanja: VCU (Vehicle Control Unit) vozila šalje signal za pokretanje PTC grijaču na osnovu signala komande klima uređaja u kabini/senzora temperature akumulatora (ako je potrebno zagrijati akumulator ispod 5 ℃), i istovremeno povezuje strujni krug napajanja visokonaponskog akumulatora vozila. Visokonaponski jednosmjerni napon se dovodi na PTC grijaći element;
Pretvaranje električne energije u toplotu: PTC keramičke ploče brzo generiraju toplotu pod visokim naponom, dostižući radnu temperaturu u roku od nekoliko sekundi, a toplota se prenosi u komoru za odvođenje toplote/cijev za izmjenu toplote PTC grijača;
Izmjena toplote rashladne tečnosti: Elektronska vodena pumpa sistema za termičko upravljanje vozilom pokreće rashladnu tečnost da cirkuliše u cijevima za izmjenu toplote PTC grijača. Nakon apsorpcije toplote iz PTC grijaćeg elementa, rashladna tečnost postaje rashladna tečnost visoke temperature (obično 40-60 ℃, podešava se prema potrebi);
Prijenos topline
Grijanje kabine: Visokotemperaturna rashladna tekućina struji u topli zrak unutar automobila, a ventilator klima uređaja vozila potiskuje hladan zrak kroz topli zrak. Hladni zrak apsorbira toplinu rashladne tekućine i postaje vruć zrak, koji se zatim šalje u automobil kroz izlaz zraka kako bi se postiglo grijanje kabine;
Zagrijavanje baterije: Visokotemperaturna rashladna tekućina direktno teče u vodom hlađeni krug ploče/izmjenjivača topline baterijskog paketa i ravnomjerno zagrijava baterijski modul provođenjem topline, podižući temperaturu baterije do odgovarajućeg raspona punjenja i pražnjenja (obično 10-35 ℃), rješavajući probleme degradacije izdržljivosti na niskim temperaturama i ograničenog punjenja i pražnjenja.
Dodatak: Nakon što rashladna tekućina završi izmjenu topline, temperatura se smanjuje i zatim se vraća u PTC grijač kroz cjevovod kako bi ponovo apsorbirala toplinu, formirajući zatvoreni ciklus i kontinuirano zagrijavajući; Kada kabina/baterija dostigne ciljanu temperaturu, VCU isključuje visokonaponsko napajanje PTC-a i zaustavlja grijanje.
3. Rješenje malog obima: Radni tok PTC grijača zagrijanog vjetrom (koristi se samo za djelomično grijanje kabine)
Grijanje kabine nekih mikroelektričnih vozila i modela niže klase koristit će zrakom hlađene PTC grijače (bez izmjene topline rashladne tekućine, direktno zagrijavanje zraka), s jednostavnijom strukturom i osnovnim procesom:
Visokonaponski ulazni PTC keramički grijaći element direktno generira toplinsku energiju;
Ventilator klima uređaja duva hladan vazduh preko površine PTC grejnog elementa, a hladan vazduh direktno izmjenjuje toplotu sa visokotemperaturnom PTC keramičkom pločom, pretvarajući se u vruć vazduh;
Vrući zrak se direktno ubacuje u kabinu kroz otvor za zrak kako bi se postiglo brzo zagrijavanje.
Nedostaci: Neravnomjeran prijenos topline, sklonost lokalnom vrućem zraku i PTC grijaći element koji direktno dodiruje zrak, što zahtijeva veću otpornost na prašinu i vodu. Stoga se koristi samo za jeftine modele malih automobila, a tekuće hlađenje se koristi za vozila srednje i visoke klase s novom energijom.
Vrijeme objave: 30. januar 2026.
