KodolsEv PTC sildītājsbalstās uz PTC pozitīvā temperatūras koeficienta termistora materiāla īpašībām apvienojumā ar elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma barošanas sistēmu un termiskās vadības ķēdi, lai panāktu sildīšanu. Būtībā elektriskā enerģija tiek tieši pārveidota siltumenerģijā un pēc tam caur vidi (dzesēšanas šķidrumu/gaisu) pārnesta uz salonu vai akumulatoru. Tam ir pašregulējošas un ierobežojošas īpašības visā procesā, bez nepieciešamības pēc papildu sarežģītām temperatūras kontroles ierīcēm, padarot to par efektīvu un drošu apkures risinājumu jaunās enerģijas transportlīdzekļiem.
Kopējais process ir sadalīts divos līmeņos: pamatmateriālu principi un faktiskā darbplūsma automobiļu lietošanai. Pēdējais var nedaudz atšķirties atkarībā no pielietojuma scenārija (salona apsilde/akumulatora apsilde). Automobiļu lietošanai galvenokārt tiek izmantotsAr šķidrumu dzesējami PTC sildītāji(dzesēšanas šķidruma siltumapmaiņa), savukārt nelielā salona apsildē tiek izmantoti ar gaisu apsildāmi PTC sildītāji (tieša gaisa siltumapmaiņa). Attiecīgi ir paskaidrots sekojošais:
1. Pamata kodols: PTC termistora sildīšanas un pašregulējošās temperatūras princips
Galvenais sildelementsPTC sildītājsir PTC keramikas loksne (bārija titanāta bāzes pusvadītāju keramika, kas leģēta ar retzemju elementu pēdām), kas ir visu tās īpašību pamatā:
Sildīšana: PTC keramikas skaidas veido vadošus ceļus ar iekšējiem vadošiem graudiem pie nominālā sprieguma (augstsprieguma līdzstrāva automobiļu lietošanai, piemēram, 300 V+/400 V+), radot džoula siltumu, kad strāva plūst cauri, panākot tiešu elektroenerģijas pārveidošanu siltumenerģijā ar augstu sildīšanas efektivitāti (gandrīz 100 %, bez enerģijas pārveidošanas zudumiem);
Pašierobežojoša temperatūra (kodola raksturlielums): ja PTC keramikas mikroshēmu temperatūra nesasniedz Curie temperatūru (materiālu kritiskā temperatūra, parasti 120–180 ℃ automobiļu vajadzībām), pretestības vērtība ir ļoti maza, un notiek nepārtraukta liela strāva un lielas jaudas sildīšana, kā rezultātā temperatūra strauji paaugstinās;
Kad temperatūra pārsniedz Kirī temperatūru, iekšējais vadošais ceļš strauji pārtrūkst, un pretestība palielinās eksponenciāli (līdz pat 10³~10⁶ reizēm lielāka nekā pretestība istabas temperatūrā). Saskaņā ar Oma likumu (P=U²/R) pie nemainīga sprieguma sildīšanas jauda strauji samazinās, un sildīšanas ātrums būs zemāks par siltuma izkliedes ātrumu. Temperatūra dabiski stabilizēsies Kirī temperatūras tuvumā un neturpinās paaugstināties, izvairoties no sausās apdegšanas un pārkaršanas no saknes;
Pašatjaunošanās: Kad temperatūra siltuma izkliedes (piemēram, dzesēšanas šķidruma/gaisa plūsmas) dēļ nokrītas zem Kīrija temperatūras, pretestība ātri atjaunojas zemas pretestības stāvoklī, atsāk augstas jaudas sildīšanu un panāk dinamisku temperatūras jaudas pašregulāciju.
2. Galvenais risinājums automobiļu lietošanai: ar šķidrumu dzesējama PTC sildītāja darbības process (universāls salona/akumulatora apsildei)
Vairāk nekā 90% elektrotransportlīdzekļu izmanto augstspiediena ar šķidrumu dzesējamus PTC sildītājus (kompakta konstrukcija, vienmērīga siltuma apmaiņa, piemērota salona siltā gaisa ķēdei un akumulatora temperatūras regulēšanas ķēdei), kas ir integrēti jaunu enerģijas transportlīdzekļu dzesēšanas šķidruma cirkulācijas ķēdē. Salona un akumulatora apsilde tiek panākta, tikai pārslēdzoties starp dažādām vienas un tās pašas PTC sildīšanas sistēmas ķēdēm. Galvenais process ir vienāds, sadalīts četros posmos:
Barošanas avota ieslēgšana: transportlīdzekļa VCU (transportlīdzekļa vadības bloks) nosūta ieslēgšanas signālu PTC sildītājam, pamatojoties uz salona gaisa kondicionēšanas komandas/akumulatora temperatūras sensora signālu (ja akumulators ir jāuzsilda zem 5 ℃), un vienlaikus pieslēdz transportlīdzekļa augstsprieguma akumulatora barošanas ķēdi. Augstsprieguma līdzstrāva tiek pievadīta PTC sildelementam;
Elektroenerģijas pārveidošana siltumā: PTC keramikas plāksnes ātri ģenerē siltumu zem augstsprieguma strāvas, dažu sekunžu laikā sasniedzot darba temperatūru, un siltums tiek pārnests uz PTC sildītāja siltuma izkliedes kameru/siltuma apmaiņas cauruli;
Dzesēšanas šķidruma siltumapmaiņa: Transportlīdzekļa termiskās vadības sistēmas elektroniskais ūdens sūknis nodrošina dzesēšanas šķidruma cirkulāciju PTC sildītāja siltumapmaiņas caurulēs. Pēc siltuma absorbēšanas no PTC sildelementa dzesēšanas šķidrums kļūst par augstas temperatūras dzesēšanas šķidrumu (parasti 40–60 ℃, regulējams atbilstoši pieprasījumam);
Siltuma pārnese
Salona apsilde: Augstas temperatūras dzesēšanas šķidrums ieplūst automašīnas salona siltā gaisa karkasā, un transportlīdzekļa gaisa kondicioniera ventilators izspiež aukstu gaisu caur siltā gaisa karkasu. Aukstais gaiss absorbē dzesēšanas šķidruma siltumu un kļūst par karstu gaisu, kas pēc tam caur gaisa izvadu tiek novadīts automašīnā, lai panāktu salona apsildi;
Akumulatora sildīšana: Augstas temperatūras dzesēšanas šķidrums ieplūst tieši akumulatora bloka ūdens dzesēšanas plāksnē/siltuma apmaiņas ķēdē un vienmērīgi silda akumulatora moduli, izmantojot siltuma vadīšanu, paaugstinot akumulatora temperatūru līdz piemērotam uzlādes un izlādes diapazonam (parasti 10–35 ℃), risinot zemas temperatūras izturības degradācijas un ierobežotas uzlādes un izlādes problēmas.
Papildinājums: Pēc tam, kad dzesēšanas šķidrums ir pabeidzis siltuma apmaiņu, temperatūra samazinās un pēc tam pa cauruļvadu atgriežas PTC sildītājā, lai atkal absorbētu siltumu, veidojot slēgtu ciklu un nepārtraukti sildot; Kad kabīne/akumulators sasniedz mērķa temperatūru, VCU pārtrauc PTC augstsprieguma barošanas avotu un pārtrauc sildīšanu.
3. Maza mēroga risinājums: ar vēju apsildāma PTC sildītāja darbplūsma (izmanto tikai daļējai salona apsildei)
Dažu mikroelektrisko transportlīdzekļu un zemākās klases modeļu salona apsildei tiks izmantoti gaisa dzesēšanas PTC sildītāji (bez dzesēšanas šķidruma siltuma apmaiņas, tieši sildot gaisu), ar vienkāršāku struktūru un galveno procesu:
Augstsprieguma ieejas PTC keramikas sildelements tieši ģenerē siltumenerģiju;
Gaisa kondicionēšanas ventilators pūš aukstu gaisu virs PTC sildelementa virsmas, un aukstais gaiss tieši apmaina siltumu ar augstas temperatūras PTC keramikas plāksni, kļūstot par karstu gaisu;
Karstais gaiss tiek tieši piegādāts kabīnē caur gaisa izvadi, lai panāktu ātru uzsilšanu.
Trūkumi: nevienmērīga siltuma pārnešana, lokāla karstā gaisa iedarbība, un PTC sildelements tieši saskaras ar gaisu, tāpēc nepieciešama lielāka putekļu un ūdens izturība. Tāpēc to izmanto tikai lētiem maziem automašīnu modeļiem, bet šķidruma dzesēšana tiek izmantota vidējas un augstas klases jaunās enerģijas transportlīdzekļos.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 30. janvāris
