เหตุใดเทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบฟิล์มหนา-จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดในปัจจุบัน

เหตุใดจึงต้องมีความหนา-เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบฟิล์ม

ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดในปัจจุบัน?

วิธีการให้ความร้อนกระแสหลักแบ่งออกเป็นสองเส้นทางทางเทคโนโลยี-เครื่องทำความร้อน PTC และระบบปั๊มความร้อน อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ของพวกเขาไม่ได้แยกจากกัน มันเหมือนเป็นคู่ที่เสริมกันมากกว่า ทำไม

มาดูเครื่องทำความร้อน PTC กันก่อน

PTC ย่อมาจากเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก เมื่ออุณหภูมิโดยรอบลดลง ความต้านทานของ PTC ก็จะลดลงเช่นกัน ในเวลานี้ เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าภายใต้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ความต้านทานที่ลดลงจะนำไปสู่กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และความร้อนที่สร้างขึ้นจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย จึงทำให้เกิดผลกระทบด้านความร้อน

มีวิธีทำความร้อน PTC สองวิธี: การทำความร้อนโดยใช้น้ำ- และการทำความร้อนโดยใช้อากาศ- แบบแรกให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นผ่าน PTC ซึ่งจะแลกเปลี่ยนความร้อนกับหม้อน้ำ ส่วนหลังจะแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตรงกับ PTC และเป่าลมอุ่นออกมาในที่สุด

เทคโนโลยีนี้เติบโตเต็มที่แล้ว แต่ปัญหาอยู่ที่การใช้พลังงานสูงของการทำความร้อน PTC ซึ่งลดระยะการขับขี่ของยานพาหนะไฟฟ้าลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น เครื่องทำความร้อน PTC ขนาด 2kW ใช้พลังงานไฟฟ้า 2 kWh ในการทำงานเต็มกำลังเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง หากเราคำนวณตามการใช้พลังงาน 15 kWh ต่อ 100 กิโลเมตร 2 kWh จะเท่ากับระยะการขับรถประมาณ 13 กิโลเมตร ในความเป็นจริง ระบบยังควบคุมกำลังของชุด PTC (Power Transmission Control) อีกด้วย การละลายน้ำแข็งที่กระจกหน้ารถต้องใช้กำลัง PTC ประมาณ 2-3 กิโลวัตต์; การทำความร้อนสารหล่อเย็นอาจต้องใช้ประมาณ 6 kW

ดังนั้นปั๊มความร้อน "คู่พลาสติก" ของ PTC จึงเข้ามามีบทบาท

ปั๊มความร้อนทำหน้าที่เป็น "ตัวขนส่ง" ความร้อน-โดยดูดซับความร้อนจาก "วัตถุ" ที่มีอุณหภูมิต่ำ- เช่น อากาศเย็นภายนอกรถ ถ่ายเทไปยังของเหลวทำงาน จากนั้นบีบอัดของเหลวทำงานเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ สุดท้ายนี้ สารทำงานที่มีอุณหภูมิสูง-จะแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศภายในรถผ่านคอนเดนเซอร์ เพื่อให้เกิดการทำงานของอากาศอุ่น

โดยปกติแล้วเราจะใช้ COP (Coefficient of Performance) ในการวัดประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศ ค่า COP ที่สูงขึ้นบ่งบอกถึงประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้นและการประหยัดพลังงานที่มากขึ้น ตามทฤษฎี ค่า COP ของการทำความร้อนของปั๊มความร้อนจะอยู่ระหว่าง 2 ถึง 4 กล่าวคือ ด้วยการใช้พลังงานเท่ากัน ปั๊มความร้อนจะผลิตความร้อนมากกว่า PTC 2-4 เท่า

ถ้าปั๊มความร้อนดีเยี่ยมทำไมยังต้องใช้ PTC? ปัญหาอยู่ที่ "ทฤษฎี"

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- ปั๊มความร้อนมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลว-ที่ -20 องศา COP (สัมประสิทธิ์สมรรถนะ) ของปั๊มความร้อนจะลดลงเหลือ 1 เกือบจะทำให้ปั๊มไม่ทำงาน ที่ -10 องศาถึง 0 องศา COP อยู่ที่ 1-2 ดีกว่าปั๊มความร้อน PTC (ที่อาจส่งผ่านโครเมียม) เล็กน้อย ดังนั้น Tesla จะเปิดใช้งาน PTC เสริมที่ -10 องศาถึง 0 องศา เพื่อช่วยในการทำความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเกิน 0 องศา มันจะเปลี่ยนกลับไปที่ปั๊มความร้อน HiPhi X ใช้ปั๊มความร้อนทางอ้อม ซึ่งต้องใช้ PTC เป็นแหล่งความร้อนเสริมเพื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิต่ำ

เทคโนโลยี PTC นั้นเรียบง่าย แต่มีข้อจำกัดโดยธรรมชาติ ได้แก่ ความจุที่จำกัด ความไม่เสถียร และการใช้พลังงานสูง ปั๊มความร้อนมีเพดานสูง แต่ต้นทุนที่สูงและเทคโนโลยีที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ หมายความว่าเทคโนโลยีในอนาคต เช่น ปั๊มความร้อน CO₂ ยังคงพัฒนาอยู่ โดยต้องการโซลูชันเสริมอื่นๆ

นี่เป็นโซลูชันที่สามารถแทนที่ PTC ได้อย่างรวดเร็วและทำงานได้ดีกับเทคโนโลยีการทำความร้อนแบบฟิล์มหนา-หนา-ของปั๊มความร้อน

การทำความร้อนแบบฟิล์มหนา-เทคโนโลยีใช้วัสดุความร้อนด้วยไฟฟ้าแบบฟิล์ม-หนาดิน-ที่หายาก พิมพ์บนพื้นผิวต่างๆ (สแตนเลส อลูมินา อลูมิเนียมไนไตรด์ แก้ว เซรามิก ฯลฯ) โดยใช้กระบวนการพิมพ์สกรีนเพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน

ความแตกต่างของวัสดุนำไฟฟ้าและหลักการทางเทคนิคจะกำหนดข้อดีและข้อเสียด้านประสิทธิภาพโดยธรรมชาติของเทคโนโลยีทั้งสองโดยตรง

ทำงานร่วมกันได้มากขึ้น: เครื่องทำความร้อนแบบฟิล์มหนา-มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยี PTC ในแง่ของกระแสสตาร์ท แรงดันริปเปิล และกระแสริปเปิล โดยมีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าของยานพาหนะน้อยกว่า ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของประสิทธิภาพของยานพาหนะ และรักษาผลการให้ความร้อนที่ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่างๆ

มีประสิทธิภาพมากขึ้น: ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องทำความร้อนแบบฟิล์มหนา-นั้นสูงกว่าเทคโนโลยี PTC ถึง 7% เต็ม ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและปรับปรุงระยะการขับขี่ของยานพาหนะไฟฟ้าได้อย่างมาก

เร็วขึ้น: เวลาเริ่มต้น-เต็มของเครื่องทำความร้อนฟิล์มหนา-อยู่ที่เพียง 30 มิลลิวินาที ในขณะที่เครื่องทำความร้อน PTC "เร็ว-" ต้องใช้เวลาประมาณ 28 วินาทีเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด

ด้วยการรุกที่เพิ่มขึ้นของแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าสูง- เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบฟิล์มหนา- ซึ่งสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูง 1500V ได้ คาดว่าจะมาแทนที่เทคโนโลยี PTC "แบบจำกัด 650V-" และกลายเป็นตัวเลือกหลักในอุตสาหกรรมในอนาคต นอกจากนี้ เครื่องทำความร้อนแบบฟิล์มหนา-ยังสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกันได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยให้ตัวเลือกสำหรับยานพาหนะรุ่นต่างๆ