لماذا تستخدم معظم السيارات الكهربائية تقنية PTC للتدفئة؟
PTC هو اختصار لمعامل درجة الحرارة الإيجابية، وهو ما يعني معامل درجة الحرارة الإيجابية، ويشير عمومًا إلى مواد أو مكونات أشباه الموصلات ذات معامل درجة الحرارة الإيجابية الكبير. عادةً ما يشير PTC الذي نذكره إلى الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة الإيجابية، أو الثرمستور PTC للاختصار. يعتبر الثرمستور PTC مقاومًا نموذجيًا لأشباه الموصلات حساسًا لدرجة الحرارة. وعندما تتجاوز درجة حرارة معينة (درجة حرارة كوري)، فإن مقاومتها تزداد قيمتها تدريجيا مع زيادة درجة الحرارة.
مميزات سخان PTC:
تتميز السخانات المصنوعة من عناصر التسخين الخزفية PTC بتنظيم ممتاز لدرجة الحرارة وخصائص موفرة للطاقة، وجمود حراري منخفض للغاية، وأمان بدون لهب مفتوح وإشعاع، ومقاومة جيدة للاهتزاز. السبب وراء كون سخانات PTC موفرة للطاقة هو أن طاقة إنتاجها ستنخفض بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عندما يظل حجم الهواء دون تغيير، وعندما يؤدي التسخين إلى ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تنخفض طاقة PTC. هذه الميزة ترجع إلى حد ما. عندما يتعلق الأمر بوظيفة ضبط الطاقة التلقائي، من ناحية أخرى، يمكن أيضًا أن نفهم أنه مع زيادة درجة حرارة الغرفة، كلما زادت طاقة خرج PTC وزادت سرعة التسخين.
مع زيادة درجة حرارة الغرفة، تنخفض طاقة خرج PTC تدريجيًا، ويصبح تأثير التسخين أبطأ. تعد كثافة الطاقة العالية أيضًا إحدى الميزات المهمة لسخانات PTC. تستخدم سخانات PTC الحمل الحراري القسري لتسخين درجة حرارة الغرفة. نظرًا لأن معامل نقل الحرارة لهواء الحمل القسري يبلغ عشرات المرات معامل النقل الحراري الطبيعي، فإن مساحة التبادل الحراري المطلوبة لنقل نفس الحرارة يمكن أن تكون صغيرة مثل بضعة أعشار. هذا هو نفسه تمامًا في ظل ظروف الطاقة العالية، فإن مفتاح جعل سخان PTC صغيرًا وخفيفًا هو أن حجمه ووزنه يمكن أن يكون صغيرًا مثل حوالي خمس سخان زيت التدفئة الكهربائية بنفس الطاقة.
يعد التوهين الناتج عن الشيخوخة أحد أهم العوامل لقياس جودة سخانات PTC. تتقادم مكونات PTC بشكل أسرع خلال أول 400 ساعة من الاستخدام، ثم تصبح أكثر تدريجيًا. بعد 1,000 ساعة من التشغيل المستمر، سوف تضعف طاقة الخرج لمكون PTC الجيد بنسبة 10% تقريبًا. اليسار واليمين، ثم ينخفض المستوى، وهو ما له تأثير ضئيل على وظيفة التسخين في سخان PTC.
يتميز الثرمستور PTC للتسخين بدرجة حرارة ثابتة بخصائص تسخين بدرجة حرارة ثابتة. المبدأ هو أنه بعد تشغيل الثرمستور PTC، فإنه يسخن ذاتيًا وتدخل قيمة المقاومة إلى المنطقة الانتقالية. سوف تحافظ درجة حرارة سطح الثرمستور PTC للتسخين بدرجة حرارة ثابتة على قيمة ثابتة. ترتبط درجة الحرارة هذه فقط بـ PTC. ترتبط درجة حرارة كوري للثرمستور بالجهد المطبق ولا علاقة لها بدرجة الحرارة المحيطة. يمكن تصنيع الثرمستورات PTC ذات درجة الحرارة الثابتة في مجموعة متنوعة من الأشكال والهياكل والمواصفات المختلفة. وتشمل العناصر الشائعة شكل القرص، والمستطيل، والشكل الشريطي، والشكل الدائري، والشكل المسامي على شكل قرص العسل، وما إلى ذلك. يمكن دمج عناصر التسخين PTC المذكورة أعلاه والمكونات المعدنية لتشكيل أشكال مختلفة من سخانات PTC عالية الطاقة.
يتم تصنيف سخانات PTC وفقًا لوضع التوصيل:
تتميز سخانات السيراميك PTC التي تعتمد بشكل أساسي على التوصيل الحراري بلوحة قطب كهربائي (التوصيل الكهربائي ونقل الحرارة) مثبتة على سطح عنصر التسخين PTC (التوصيل الكهربائي ونقل الحرارة)، وطبقة عازلة (العزل الكهربائي ونقل الحرارة)، و لوحة تخزين حرارية موصلة للحرارة (بعضها يحتوي أيضًا على غراء موصل حراريًا). تقوم هياكل نقل الحرارة متعددة الطبقات مثل عناصر PTC بنقل الحرارة المنبعثة من عنصر PTC إلى الجسم الساخن. تستخدم سخانات الهواء الخزفية المختلفة PTC الهواء الساخن المتكون لإجراء نقل الحرارة بالحمل الحراري. إنها تتميز بقدرة خرج عالية وتعديل تلقائي. تتمثل خصائص سخان الأشعة تحت الحمراء في أنه يستخدم الحرارة المنبعثة بسرعة من سطح عنصر PTC أو اللوحة الموصلة الحرارية لتحفيز الطلاء بالأشعة تحت الحمراء البعيدة أو مادة الأشعة تحت الحمراء البعيدة المتلامسة مع السطح بشكل مباشر أو غير مباشر لإشعاع الأشعة تحت الحمراء أشعة. PTC السيراميك سخان الأشعة تحت الحمراء.
إن كفاءة العمل ومعدل الاستخدام لنظام تكييف الهواء في السيارات الكهربائية لهما تأثير كبير على نطاق الرحلة. وعلى وجه الخصوص، فإن استخدام الهواء الدافئ سوف يستهلك المزيد من الطاقة الكهربائية. بالنسبة للسيارات ذات محركات البنزين، يستخدم الهواء الدافئ مباشرة تبديد حرارة المحرك. بشكل عام، يستهلك الهواء البارد طاقة أكثر من الهواء الدافئ. تسخين السيارات الكهربائية هو في الواقع عملية تحويل الطاقة الكهربائية لبطارية الطاقة إلى طاقة حرارية من خلال جهاز التدفئة. تستخدم معظم السيارات الكهربائية حاليًا أجهزة التسخين PTC (معامل درجة الحرارة الإيجابية)، ويمكن تقسيم أجهزة التسخين PTC إلى شكلين: تسخين الهواء مباشرة أو تسخين وتبريد المياه المتداولة ومن ثم توليد الحرارة.
