การวิเคราะห์โหมดการทำความร้อนแบบใหม่สำหรับรถยนต์ไฮบริดไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้า

เนื่องจากเครื่องยนต์ของรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องทำงานในย่านประสิทธิภาพสูงบ่อยครั้ง เมื่อเครื่องยนต์ไม่สามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนภายใต้การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าอย่างเดียว รถยนต์ก็จะไม่มีแหล่งความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมอุณหภูมิภายในห้องโดยสาร จำเป็นต้องมีแหล่งความร้อนเพิ่มเติมเพื่อให้มั่นใจถึงความสะดวกสบายและความปลอดภัย เพื่อเพิ่มระยะทางการขับขี่ของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าให้สูงสุดและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง จำเป็นต้องสร้างความร้อนอย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และปลอดภัย โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ให้น้อยที่สุด บริษัทของเราได้พัฒนาเครื่องทำความร้อนแรงดันสูงชนิดใหม่โดยใช้เทคโนโลยีเทอร์โมสเฟียร์แบบใหม่
1. หน้าที่และวัตถุประสงค์ของการทำความร้อนในรถยนต์
ระบบทำความร้อนในห้องโดยสารเป็นฟังก์ชันสำคัญที่ช่วยให้การขับขี่รถยนต์ปลอดภัยและสะดวกสบาย นอกเหนือจากความสะดวกสบายและอุณหภูมิภายในห้องโดยสารแล้ว ระบบปรับอากาศ (HVAC) ยังต้องทำหน้าที่อื่นๆ ตามข้อกำหนดทางกฎหมายด้วย ตัวอย่างเช่น ตามระเบียบข้อบังคับของยุโรป 672/2010 และมาตรฐานความปลอดภัยยานยนต์ของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ FMVSS103 น้ำแข็งบนกระจกหน้ารถมากกว่า 80% ต้องถูกกำจัดออกภายใน 20 นาที การละลายน้ำแข็งและการลดความชื้นเป็นอีกสองฟังก์ชันที่กฎหมายและข้อบังคับกำหนดไว้ การควบคุมอุณหภูมิที่ดีในห้องโดยสารเป็นพื้นฐานของความสะดวกสบายและความปลอดภัย ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้การขับขี่ไม่ได้รับผลกระทบ
2 ดัชนีประสิทธิภาพ
ข้อกำหนดหลักสำหรับเครื่องทำความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานของยานพาหนะ โดยสรุปปัจจัยต่างๆ ได้ดังนี้:
(1) ประสิทธิภาพสูงสุด
(2) ต้นทุนต่ำหรือสมเหตุสมผล
(3) เวลาตอบสนองที่รวดเร็วและการควบคุมที่ดี
(4) ขนาดบรรจุภัณฑ์จะต้องลดลงให้เหลือน้อยที่สุดและน้ำหนักจะต้องเบา
(5) ความน่าเชื่อถือที่ดี
(6) ความยั่งยืนที่ดีและการปกป้องสิ่งแวดล้อม
3. แนวคิดเรื่องระบบทำความร้อน
โดยทั่วไปแล้ว แนวคิดเรื่องความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งความร้อนหลักและแหล่งความร้อนรอง แหล่งความร้อนหลักคือแหล่งความร้อนที่สามารถสร้างความร้อนได้มากกว่า 2 กิโลวัตต์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมอุณหภูมิภายในห้องโดยสาร ส่วนความร้อนที่เกิดจากแหล่งความร้อนรองนั้นมีกำลังต่ำกว่า 2 กิโลวัตต์ ซึ่งโดยปกติจะถูกส่งไปยังส่วนต่างๆ ที่เฉพาะเจาะจง เช่น เครื่องทำความร้อนเบาะนั่ง
4 เครื่องทำความร้อนอากาศและระบบทำความร้อนน้ำ
ระบบทำความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก โดยขึ้นอยู่กับวิธีการทำความร้อนว่าใช้เชื้อเพลิงหรือไฟฟ้า:
(1) เครื่องทำความร้อนอากาศจะให้ความร้อนแก่อากาศโดยตรง ซึ่งสามารถเพิ่มอุณหภูมิภายในห้องโดยสารได้อย่างรวดเร็ว
(2) เครื่องทำน้ำอุ่นที่ใช้สารหล่อเย็นเป็นตัวนำความร้อนสามารถกระจายความร้อนได้ดีขึ้นและผสานเข้ากับระบบ HVAC ได้
ในอดีต เครื่องทำความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงถูกนำมาใช้ในรถยนต์ไฮบริดไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากอัตราการใช้พลังงานต่ำทำให้สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อนรถยนต์แทนการทำความร้อนได้ แต่เนื่องจากการใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าในฤดูหนาวจะทำให้ระยะทางการขับขี่ด้วยไฟฟ้าลดลงประมาณ 50% คนส่วนใหญ่จึงมักเลือกใช้เครื่องทำความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงมากกว่า
5. แนวคิดเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า
ก่อนเริ่มการพัฒนา ได้มีการวิเคราะห์เทคโนโลยีที่มีอยู่และที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตหลายอย่าง เช่น การทำความร้อนด้วยความต้านทานแบบพันลวด หรือการทำความร้อนด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก (PTC) โดยได้ประเมินวัตถุประสงค์หลักในการพัฒนา 4 ประการ และเปรียบเทียบเทคโนโลยีที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตหลายอย่างกับวัตถุประสงค์เหล่านี้:
(1) ในแง่ของประสิทธิภาพ เครื่องทำความร้อนใหม่ต้องมีประสิทธิภาพ และต้องสามารถให้ความร้อนตามที่ต้องการได้ในช่วงอุณหภูมิของสารหล่อเย็นที่หลากหลายและภายใต้แรงดันไฟฟ้าทั้งหมด
(2) ในแง่ของคุณภาพและขนาด เครื่องทำความร้อนใหม่ต้องมีขนาดเล็กและเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
(3) ในแง่ของความสามารถในการใช้งานและต้นทุน ต้องหลีกเลี่ยงการใช้วัสดุธาตุหายากและตะกั่ว และต้นทุนของผลิตภัณฑ์ใหม่ต้องสามารถแข่งขันได้
(4) ในแง่ของความปลอดภัย จะต้องป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าช็อตหรืออุบัติเหตุน้ำร้อนลวกในทุกกรณี
ในแนวคิดปัจจุบันของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าสำหรับรถยนต์นั้น เครื่องทำความร้อนแบบ PTC ซึ่งใช้ตัวต้านทานที่ทำจากแบเรียมไททาเนต (BaTiO3) ที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก เป็นที่นิยมมากที่สุด ด้วยเหตุนี้ จึงมีการอธิบายรายละเอียดหลักการทำงานและเปรียบเทียบกับเครื่องทำความร้อนแบบหลายชั้นที่พัฒนาขึ้นตามแนวคิดดังกล่าวเครื่องทำความร้อนแรงดันสูง HVH.
องค์ประกอบ PTC มีลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างชัดเจน ความต้านทานจะลดลงที่อุณหภูมิต่ำ และจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ลักษณะนี้ทำให้กระแสไฟฟ้าถูกจำกัดในตัวเองเมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้า
บริษัท เหอเป่ย หนานเฟิง ออโต้ เอ็นจิเนียริ่ง กรุ๊ป จำกัด สามารถผลิตได้ตั้งแต่ 1.2 กิโลวัตต์ ถึง 32 กิโลวัตต์เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแรงสูง (HVCH, PTC HEATER)ด้วยเทคโนโลยีใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการของยานพาหนะหลากหลายประเภท