هل سخان ptc طريقة تسخين جديدة للسيارات الهجينة والكهربائية؟
في السيارات الهجينة والمركبات الكهربائية ، يجب أن يعمل المحرك بشكل متكرر في منطقة عالية الكفاءة. عندما لا يمكن استخدام المحرك كمصدر للحرارة تحت محرك كهربائي خالص ، فلن يكون للسيارة مصدر حرارة. خاصة بالنسبة لتنظيم درجة حرارة الكابينة ، يلزم وجود مصدر حرارة إضافي لضمان الراحة والأمان. لتعظيم نطاق القيادة الكهربائية وتحسين كفاءة الوقود ، يجب توليد الحرارة بسرعة وكفاءة وأمان مع الحد الأدنى من استنزاف بطارية الجر. طورت Webasto سخانًا جديدًا عالي الجهد يعتمد على تقنية الطبقة الحرارية الجديدة الحاصلة على براءة اختراع. يتم تقديم مفهوم التصميم ونتائج البحث والتطوير لتحقيق هدف المشروع.
1. وظيفة والغرض من تدفئة السيارة
تعتبر تدفئة الكابينة من الوظائف المهمة لضمان القيادة الآمنة والمريحة للسيارة. بالإضافة إلى راحة المقصورة ودرجة الحرارة في السيارة ، يجب أن يضمن نظام تكييف الهواء (HVAC) أيضًا وظائف معينة بما في ذلك الامتثال للمتطلبات التنظيمية ، على سبيل المثال وفقًا للائحة الأوروبية 672/2010 ومعيار سلامة المركبات الفيدرالي الأمريكي FMVSS103 ، يجب إزالة أكثر من 80 بالمائة من الجليد الموجود على الزجاج الأمامي بعد 20 دقيقة. إزالة الجليد وإزالة الرطوبة وظيفتان أخريان تتطلبهما اللوائح. يعد التحكم الجيد في مناخ الكابينة أساس الراحة والأمان ، وهو أيضًا عامل مهم لضمان القيادة السليمة.
2. الأداء
تعتمد المتطلبات الرئيسية للسخان على تطبيق السيارة ، ويمكن تلخيصها على النحو التالي: (1) أعلى كفاءة ؛ (2) تكلفة منخفضة أو معقولة ؛ (3) وقت استجابة سريع وإمكانية تحكم جيدة ؛ (4) حجم العبوة مصغر وخفيف قدر الإمكان ؛ (5) موثوقية جيدة ؛ (6) الاستدامة الجيدة وحماية البيئة.
3. مفهوم التدفئة
بشكل عام ، يمكن تقسيم مفاهيم الحرارة إلى مصادر حرارة أولية ومصادر حرارة ثانوية. مصدر الحرارة الرئيسي هو مصدر حرارة يمكنه توليد أكثر من 2 كيلو وات من الحرارة المطلوبة لضبط درجة حرارة الكابينة. الحرارة الناتجة عن مصدر الحرارة الثانوي أقل من 2 كيلو وات وعادة ما توجه حرارته إلى مكان معين ، مثل سخان المقعد.
3.1 سخانات الهواء وأنظمة تسخين المياه
يمكن تقسيم أنظمة التدفئة إلى فئتين رئيسيتين ، اعتمادًا على ما إذا كان يتم تحقيق التسخين بواسطة سخان يعمل بالوقود أو سخان كهربائي: (1) سخانات الهواء التي تقوم بتسخين الهواء مباشرة ، والتي تقوم بتسخين الكابينة بسرعة ؛ (2) استخدام التبريد: سخان مياه مع سائل كحامل حرارة متوسط ، والذي يوزع الحرارة بشكل أفضل ومتكامل في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
تم إدخال السخانات التي تعمل بالوقود في السيارات الهجينة والكهربائية في الماضي ، ويسمح استهلاكها المنخفض للكهرباء باستخدام الكهرباء لقيادة السيارة بدلاً من تسخينها. نظرًا لأن استخدام السخان الكهربائي في الشتاء يقلل من نطاق محرك كهربائي بحوالي 50 بالمائة ، فإن تسخين الوقود هو الطريقة المفضلة غالبًا.
ومع ذلك ، فإن الحاجة إلى أنظمة مركبات خالية من الانبعاثات تستلزم البحث عن حلول تدفئة أخرى ، والتي يعتبر مفهوم السخان الكهربائي منها حلاً قابلاً للتطبيق.
3.2 مفهوم السخان الكهربائي
تم تحليل العديد من التقنيات الحالية والمحتملة ، مثل مقاومة الأسلاك أو تسخين معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC) ، قبل التطوير. تم تقييم أربعة أهداف تنموية رئيسية ، وتمت مقارنة العديد من التقنيات المحتملة مع هذه الأهداف:
(1) من حيث الكفاءة ، يجب أن يكون السخان الجديد فعالاً ويجب أن يكون قادراً على توفير ناتج الحرارة المطلوب على نطاق واسع من درجات حرارة المبرد وفي جميع الفولتية ؛
(2) من حيث الجودة والحجم ، يجب أن يكون السخان الجديد صغيرًا قدر الإمكان وخفيفًا قدر الإمكان ؛
(3) من حيث سهولة الاستخدام والتكلفة ، يجب تجنب استخدام المواد الأرضية النادرة والرصاص ، وفي الوقت نفسه ، يجب أن تكون تكلفة المنتجات الجديدة تنافسية ؛
(4) فيما يتعلق بالسلامة ، يجب منع أي خطر صدمة كهربائية أو حادث حرق في جميع الظروف.
