O núcleo deQuentador PTC Evbaséase nas características do material do termistor de coeficiente de temperatura positivo PTC, combinado co sistema de alimentación de alta tensión e o circuíto de xestión térmica dos vehículos eléctricos para lograr o quecemento. Esencialmente, a enerxía eléctrica convértese directamente en enerxía térmica e logo transfírese á cabina ou á batería a través do medio (refrixerante/aire). Ten características de autorregulación e autolimitación durante todo o proceso, sen necesidade de dispositivos complexos de control de temperatura adicionais, o que o converte nunha solución de calefacción eficiente e segura para vehículos de novas enerxías.
O proceso xeral divídese en dúas capas: os principios básicos dos materiais e o fluxo de traballo real para o uso na automoción. Este último pode variar lixeiramente dependendo do escenario da aplicación (quecemento da cabina/quecemento da batería). O principal para o uso na automoción équentadores PTC refrixerados por líquido(intercambio de calor do refrixerante), mentres que unha pequena cantidade de calefacción da cabina usa quentadores PTC con calefacción por aire (intercambio de calor directo por aire). Explícanse respectivamente o seguinte:
1. Núcleo básico: Principio de quecemento e autolimitación da temperatura do termistor PTC
O elemento calefactor central deQuentador PTCé unha lámina cerámica PTC (cerámica semicondutora a base de titanato de bario dopada con oligoelementos de terras raras), que é a raíz de todas as súas características:
Quecemento: os chips cerámicos PTC forman camiños condutores con grans condutores internos a tensión nominal (CC de alta tensión para uso automotriz, como 300V+/400V+), xerando calor en Joules cando pasa a corrente, conseguindo a conversión directa de enerxía eléctrica en enerxía térmica cunha alta eficiencia de quecemento (preto do 100%, sen perda de conversión de enerxía);
Temperatura autolimitante (característica do núcleo): cando a temperatura dos chips cerámicos PTC non alcanza a temperatura de Curie (temperatura crítica dos materiais, xeralmente 120-180 ℃ para uso automotriz), o valor da resistencia é moi pequeno e prodúcese un quecemento continuo de alta corrente e alta potencia, o que fai que a temperatura aumente rapidamente;
Unha vez que a temperatura supera a temperatura de Curie, a vía condutiva interna romperá rapidamente e a resistencia aumentará exponencialmente (ata 10³~10⁶ veces a resistencia á temperatura ambiente). Segundo a lei de Ohm (P=U²/R), baixo unha tensión constante, a potencia de quecemento diminuirá bruscamente e a velocidade de quecemento será inferior á velocidade de disipación da calor. A temperatura estabilizarase naturalmente preto da temperatura de Curie e non seguirá subindo, evitando a queimadura en seco e o sobrequecemento desde a raíz;
Autorrecuperación: Cando a temperatura baixa por debaixo da temperatura de Curie debido á disipación da calor (como o fluxo de refrixerante/aire), a resistencia recuperarase rapidamente a un estado de baixa resistencia, retomará o quecemento de alta potencia e logrará a autorregulación dinámica da potencia da temperatura.
2. Solución convencional para uso automotriz: proceso de funcionamento do calefactor PTC refrixerado por líquido (universal para calefacción de cabina/batería)
Máis do 90 % dos vehículos eléctricos empregan quentadores PTC de alta presión refrixerados por líquido (estrutura compacta, intercambio de calor uniforme, axeitados para o circuíto de aire quente da cabina e o circuíto de control da temperatura da batería), integrados no circuíto de circulación do refrixerante dos vehículos de novas enerxías. O quecemento da cabina e da batería só se consegue alternando entre diferentes circuítos do mesmo sistema de calefacción PTC. O proceso principal é o mesmo, dividido en catro pasos:
Arranque da fonte de alimentación: A VCU (unidade de control do vehículo) do vehículo envía un sinal de arranque ao calefactor PTC baseado no sinal do sensor de temperatura da batería/comando do aire acondicionado da cabina (se é necesario quentar a batería por debaixo de 5 ℃) e, ao mesmo tempo, conecta o circuíto de alimentación da batería de alta tensión do vehículo. A alimentación CC de alta tensión entrégase ao elemento calefactor PTC;
Conversión de electricidade a calor: as placas cerámicas PTC xeran rapidamente calor baixo corrente de alta tensión, alcanzando a temperatura de funcionamento en segundos, e a calor transfírese á cámara de disipación de calor/tubo de intercambio de calor do quentador PTC;
Intercambio de calor do refrixerante: A bomba de auga electrónica do sistema de xestión térmica do vehículo fai circular o refrixerante polos tubos de intercambio de calor do calefactor PTC. Despois de absorber a calor do elemento calefactor PTC, o refrixerante convértese nun refrixerante de alta temperatura (normalmente 40-60 ℃, axustado segundo a demanda);
Transferencia de calor
Quecemento da cabina: o refrixerante a alta temperatura flúe cara ao núcleo de aire quente do interior do coche e o soprador do aire acondicionado do vehículo empurra aire frío a través do núcleo de aire quente. O aire frío absorbe a calor do refrixerante e convértese en aire quente, que logo se envía ao interior do coche a través da saída de aire para conseguir o quecemento da cabina;
Quecemento da batería: o refrixerante a alta temperatura flúe directamente ao circuíto de intercambio de calor/placas refrixeradas por auga da batería e quenta uniformemente o módulo da batería mediante condución térmica, elevando a temperatura da batería a un rango de carga e descarga axeitado (xeralmente de 10 a 35 ℃), o que resolve os problemas de degradación da resistencia a baixa temperatura e a carga e descarga limitadas.
Apéndice: Despois de que o refrixerante complete o intercambio de calor, a temperatura diminúe e logo flúe de volta ao quentador PTC a través da tubaxe para absorber a calor de novo, formando un ciclo pechado e quentándose continuamente; Cando a cabina/batería alcanza a temperatura obxectivo, a VCU corta a subministración de enerxía de alta tensión PTC e detén o quentamento.
3. Solución a pequena escala: fluxo de traballo dun quentador PTC quentado polo vento (só se usa para a calefacción parcial da cabina)
A calefacción da cabina dalgúns microvehículos eléctricos e modelos de gama baixa empregará quentadores PTC refrixerados por aire (sen intercambio de calor do refrixerante, quentando directamente o aire), cunha estrutura máis simple e un proceso central de:
O elemento calefactor cerámico PTC de entrada de alta tensión xera directamente enerxía térmica;
O soprador do aire acondicionado sopra aire frío sobre a superficie do elemento calefactor PTC, e o aire frío intercambia calor directamente coa placa cerámica PTC de alta temperatura, converténdose en aire quente;
O aire quente envíase directamente á cabina a través da saída de aire para lograr un quecemento rápido.
Desvantaxes: Transferencia de calor desigual, propensa ao aire quente local e o elemento calefactor PTC entra en contacto directo co aire, o que require unha maior resistencia ao po e á auga. Polo tanto, só se usa para modelos de coches pequenos de baixo custo e a refrixeración líquida úsase para vehículos de novas enerxías de gama media e alta.
Data de publicación: 30 de xaneiro de 2026
