Tykkfilmsvarmere vs. PTC-varmere:
Principper,Forskelle og valgvejledning
I termisk styring af nye energikøretøjer,tykfilmsvarmereogPTC varmereer to almindelige elvarmeløsninger. De har hver deres fordele og ulemper og er velegnede til forskellige scenarier. Denne artikel vil udførligt analysere deres principper, forskelle og udvælgelsesanbefalinger.
1. Hvad er en PTC-varmer?
PTC er en forkortelse for Positive Temperature Coefficient. PTC-varmere bruger bariumtitanat-keramik som varmeelement. Dens kerneegenskab er, at modstanden stiger med temperaturen.
Arbejdsprincip
PTC-varmere fungerer baseret på selv-begrænsende temperaturegenskaber:
Lav temperatur start-op: Ved lave temperaturer har PTC-keramikken lav modstand, høj strøm og hurtig opvarmning.
Hurtig opvarmning: Der genereres en stor mængde varme, og temperaturen stiger hurtigt.
Selv-begrænsende temperatur: Når temperaturen når Curie-punktet (ca. 80-150 grader), øges modstanden kraftigt, strømmen falder automatisk, og effekten falder.
Steady State: Temperaturen stabiliseres automatisk nær Curie-punktet, hvilket ikke kræver yderligere temperaturkontrol.
Denne egenskab gør PTC-varmere i sagens natur sikre-de vil ikke overophedes eller antændes, selv når de er tørre-brændende.
To typer PTC-varmere
Luft-type PTC:Opvarmer luft direkte; varm luft blæses ud af en ventilator.
Enkel struktur, hurtig respons:Anvendes hovedsageligt til ekstra kabineopvarmning.
Vand-type PTC:Opvarmer kølevæske; varme overføres gennem væskecirkulation.
Høj effekt; kan samtidig opvarme batteri og kabine. Den vigtigste varmekilde til almindelige nye energikøretøjer.
2.Hvad er en tykfilmvarmere?
En tykfilmvarmer bruger serigrafiteknologi til at udskrive en modstandspasta (såsom sjældne jordarters materialer som RuO₂) på overfladen af et metalsubstrat (rustfrit stål eller keramik). Efter høj-temperatursintring dannes et mikron-varmekredsløb.
Enkelt sagt involverer det ikke vikling af modstandstråde på underlaget, men snarere "udskrivning" af varmekredsløbet direkte på varmelegemets overflade, som et "printkort."
Arbejdsprincip: Den tykke-filmvarmer fungerer baseret på Joule-varmeeffekten. Kerneprocessen er som følger:
Elektrificering: Strøm løber gennem det trykte tykke-filmresistive lag.
Opvarmning: Det resistive lag genererer Joule-varme (Q=I²Rt).
Ledning: Varme ledes hurtigt gennem substratlaget til væskekanalen.
Varmeveksling: Det strømmende kølemiddel absorberer varme, og dets temperatur stiger.
På grund af den ekstremt korte afstand mellem det resistive lag og væskekanalen (kun tykkelsen af substratet), er den termiske modstand minimal, hvilket resulterer i en ekstrem hurtig reaktionshastighed.
Nøglekarakteristika
Den tykke-filmvarmer har ikke en indbygget- temperaturbegrænsende funktion. Det kræver en temperatursensor og et kontrolsystem for at opnå lukket-sløjfe temperaturkontrol (typisk med en nøjagtighed på ±1 grad). Dette gør dens temperaturstyring mere præcis, men systemet er også relativt komplekst.
3. Anbefalede scenarier for brug af PTC-varmere
| Scenarie | Årsag |
| Economy Pure Electric Vehicles (400V platform) | Lave omkostninger, moden teknologi, moderate strømkrav |
| Hybrid elbiler | Lavt strømbehov (2-3kW), PTC er tilstrækkeligt |
| Energilagringssystemer | Omkostningsfølsom-, moderat effekt, pålidelig PTC |
| To-elkøretøjer med lav-hastighed | I lav-strømscenarier har PTC en klar omkostningsfordel |
| Scenarier med lave krav til systemkompleksitet | PTC kræver ingen yderligere temperaturkontrol, enkel og pålidelig |
4. Anbefalede scenarier til brug af tykfilmvarmere
| Scenarie | Årsag |
| 800V højspænding-platformskøretøjer | PTC indebærer en risiko for nedbrud under højspænding; tyk film er en naturlig pasform. |
| Avancerede-rene elektriske køretøjer | Forfølger hurtig opvarmning, præcis temperaturkontrol og lang levetid. |
| High Power Requirements (>5kW) | Tyk film giver betydelige omkostningsfordele; jo højere effekt, jo mere omkostningseffektiv- bliver den. |
| Køretøjer i kolde vinterområder | Hurtig respons, øjeblikkelig varm luft ved indstigning i køretøjet, hvilket giver en bedre brugeroplevelse. |
| Kompakte køretøjer | Cirka 30 % mindre i størrelse, hvilket letter installationen. |
| Kræver samtidig opvarmning af flere kredsløb | Dobbelt-plade tyk film kan samtidig opvarme batteriet og kabinen. |
| I forbindelse med varmepumpeanlæg | Tyk film giver hurtig respons, velegnet som en ekstra varmekilde under ekstremt kolde forhold. |
