JezgraPTC grijač za električna vozilaOslanja se na materijalne karakteristike PTC termistora s pozitivnim temperaturnim koeficijentom, u kombinaciji s visokonaponskim sustavom napajanja i krugom za upravljanje toplinom električnih vozila kako bi se postiglo grijanje. U osnovi, električna energija se izravno pretvara u toplinsku energiju, a zatim se prenosi u kabinu ili bateriju putem medija (rashladna tekućina/zrak). Ima karakteristike samoograničavanja i samoregulacije tijekom cijelog procesa, bez potrebe za dodatnim složenim uređajima za kontrolu temperature, što ga čini učinkovitim i sigurnim rješenjem za grijanje za vozila s novim izvorima energije.
Cjelokupni proces podijeljen je u dva sloja: načela osnovnih materijala i stvarni tijek rada za automobilsku upotrebu. Potonji se može neznatno razlikovati ovisno o scenariju primjene (grijanje kabine/grijanje akumulatora). Glavni dio za automobilsku upotrebu jePTC grijači hlađeni tekućinom(izmjena topline rashladne tekućine), dok mala količina grijanja kabine koristi PTC grijače grijane zrakom (izravna izmjena topline zrakom). Sljedeće je objašnjeno redom:
1. Osnovna jezgra: Princip zagrijavanja i samoograničavanja temperature PTC termistora
Jezgreni grijaći elementPTC grijačje PTC keramička ploča (poluvodička keramika na bazi barijevog titanata dopirana rijetkim zemnim elementima u tragovima), koja je korijen svih njenih karakteristika:
Grijanje: PTC keramički čipovi tvore vodljive putove s unutarnjim vodljivim zrnima pri nazivnom naponu (visoki istosmjerni napon za automobilsku upotrebu, kao što je 300V+/400V+), generirajući Jouleovu toplinu kada struja prolazi, postižući izravnu pretvorbu električne energije u toplinsku energiju s visokom učinkovitošću grijanja (blizu 100%, bez gubitka energije u pretvorbi);
Samoograničavajuća temperatura (karakteristika jezgre): Kada temperatura PTC keramičkih čipova ne dostigne Curiejevu temperaturu (kritična temperatura materijala, općenito 120-180 ℃ za automobilsku upotrebu), vrijednost otpora je vrlo mala, te dolazi do kontinuiranog zagrijavanja velikom strujom i velikom snagom, što uzrokuje brzi porast temperature;
Nakon što temperatura prijeđe Curiejevu temperaturu, unutarnji vodljivi put će se brzo prekinuti, a otpor će se eksponencijalno povećati (do 10 ³~10 ⁶ puta otpora na sobnoj temperaturi). Prema Ohmovom zakonu (P=U²/R), pod konstantnim naponom, snaga grijanja će se naglo smanjiti, a brzina grijanja bit će niža od brzine odvođenja topline. Temperatura će se prirodno stabilizirati blizu Curiejeve temperature i neće nastaviti rasti, izbjegavajući suho izgaranje i pregrijavanje od korijena;
Samooporavak: Kada temperatura padne ispod Curiejeve temperature zbog odvođenja topline (poput protoka rashladne tekućine/zraka), otpor će se brzo vratiti u stanje niskog otpora, nastaviti s zagrijavanjem velikom snagom i postići dinamičku samoregulaciju temperaturne snage.
2、 Glavno rješenje za automobilsku upotrebu: Radni proces tekućinom hlađenog PTC grijača (univerzalnog za grijanje kabine/baterije)
Više od 90% električnih vozila koristi PTC grijače s visokim tlakom hlađenim tekućinom (kompaktna struktura, ujednačena izmjena topline, pogodni za krug toplog zraka u kabini i krug kontrole temperature baterije), integrirane u krug cirkulacije rashladne tekućine vozila s novim izvorima energije. Grijanje kabine i baterije postiže se samo prebacivanjem između različitih krugova istog PTC sustava grijanja. Osnovni proces je isti, podijeljen u četiri koraka:
Pokretanje napajanja: VCU (Vehicle Control Unit) vozila šalje signal za pokretanje PTC grijaču na temelju signala naredbe klima uređaja u kabini/senzora temperature akumulatora (ako je akumulator potrebno zagrijati ispod 5 ℃) i istovremeno spaja strujni krug napajanja visokonaponskog akumulatora vozila. Visokonaponski istosmjerni napon dovodi se na PTC grijaći element;
Pretvorba električne energije u toplinu: PTC keramičke ploče brzo stvaraju toplinu pod visokim naponom, postižući radnu temperaturu u roku od nekoliko sekundi, a toplina se prenosi u komoru za odvođenje topline/cijev za izmjenu topline PTC grijača;
Izmjena topline rashladne tekućine: Elektronička vodena pumpa sustava za upravljanje toplinom vozila pokreće rashladnu tekućinu da cirkulira u cijevima za izmjenu topline PTC grijača. Nakon apsorpcije topline iz PTC grijaćeg elementa, rashladna tekućina postaje visokotemperaturna rashladna tekućina (obično 40-60 ℃, prilagođava se prema potrebi);
Prijenos topline
Grijanje kabine: Visokotemperaturna rashladna tekućina struji u topli zrak unutar automobila, a ventilator klima uređaja vozila gura hladan zrak kroz topli zrak. Hladni zrak apsorbira toplinu rashladne tekućine i postaje vrući zrak, koji se zatim šalje u automobil kroz izlaz zraka kako bi se postiglo grijanje kabine;
Zagrijavanje baterije: Visokotemperaturna rashladna tekućina izravno teče u vodom hlađeni krug ploče/izmjenjivača topline baterijskog sklopa i ravnomjerno zagrijava baterijski modul provođenjem topline, podižući temperaturu baterije na prikladan raspon 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 natrag u PTC grijač kroz cjevovod kako bi ponovno apsorbirala toplinu, formirajući zatvoreni ciklus i kontinuirano zagrijavajući; Kada kabina/baterija dosegne ciljanu temperaturu, VCU isključuje visokonaponsko napajanje PTC-a i zaustavlja grijanje.
3. Rješenje malog opsega: Radni tijek PTC grijača grijača 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, izravno zagrijavanje zraka), s jednostavnijom strukturom i osnovnim postupkom:
Visokonaponski ulazni PTC keramički grijaći element izravno generira toplinsku energiju;
Ventilator klima uređaja puše hladan zrak preko površine PTC grijaćeg elementa, a hladni zrak izravno izmjenjuje toplinu s visokotemperaturnom PTC keramičkom pločom, pretvarajući se u vrući zrak;
Vrući zrak se izravno šalje u kabinu kroz otvor za zrak kako bi se postiglo brzo zagrijavanje.
Nedostaci: Neravnomjeran prijenos topline, sklonost lokalnom vrućem zraku i PTC grijaći element izravno dodiruje zrak, što zahtijeva veću otpornost na prašinu i vodu. Stoga se koristi samo za jeftine modele malih automobila, a tekuće hlađenje koristi se za vozila srednje i visoke klase s novom energijom.
Vrijeme objave: 30. siječnja 2026.
