ניתוח של מצבי חימום חדשים עבור כלי רכב חשמליים היברידיים וכלי רכב חשמליים

מכיוון שמנועי כלי רכב חשמליים היברידיים וכלי רכב חשמליים צריכים לפעול לעתים קרובות באזור בעל יעילות גבוהה, כאשר לא ניתן להשתמש במנוע כמקור חום תחת הנעה חשמלית טהורה, לרכב לא יהיה מקור חום. במיוחד עבור ויסות הטמפרטורה של תא הנהג, נדרשים מקורות חום נוספים כדי להבטיח נוחות ובטיחות. על מנת למקסם את טווח הנסיעה של ההנעה החשמלית ולשפר את יעילות הדלק, יש צורך לייצר חום במהירות, ביעילות ובבטחה עם צריכת החשמל הנמוכה ביותר של סוללת המשיכה. חברתנו פיתחה סוג חדש של תנור מתח גבוה המבוסס על טכנולוגיית תרמוספירה חדשה.
1 תפקיד ומטרה של חימום רכב
חימום תא הנהג הוא פונקציה חשובה להבטחת נהיגה בטוחה ונוחה של הרכב. בנוסף לנוחות תא הנהג והטמפרטורה בתוך הרכב, מערכת מיזוג האוויר (HVAC) חייבת גם להבטיח פונקציות מסוימות, כולל עמידה בדרישות הרגולציה. לדוגמה, על פי תקנה אירופית 672/2010 ותקן הבטיחות הפדרלי לרכבים מנועים של ארה"ב FMVSS103, יש להסיר יותר מ-80% מהקרח על השמשה הקדמית לאחר 20 דקות. הפשרה וייבוש לחות הן שתי פונקציות נוספות הנדרשות על פי חוקים ותקנות. ויסות טמפרטורה טוב של תא הנהג הוא הבסיס לנוחות ובטיחות, שהוא גם גורם חשוב להבטחת שהנהיגה לא תושפע.
2 מדד ביצועים
הדרישות העיקריות לתנור תלויות בשימוש ברכב. הגורמים הבאים מסוכמים:
(1) היעילות הגבוהה ביותר;
(2) עלות נמוכה או סבירה;
(3) זמן תגובה מהיר ויכולת שליטה טובה;
(4) גודל החבילה יהיה מינימלי ומשקלה יהיה קל;
(5) אמינות טובה;
(6) קיימות טובה והגנה על הסביבה.
3 קונספט חימום
באופן כללי, ניתן לחלק את מושג החום למקור חום ראשוני ומקור חום משני. מקור החום העיקרי הוא מקור החום שיכול לייצר יותר מ-2 קילוואט של חום הנדרש לוויסות טמפרטורת תא הנהג. החום הנוצר על ידי מקור החום המשני הוא מתחת ל-2 קילוואט, שבדרך כלל מופנה לחלקים ספציפיים, כגון תנורי מושבים.
4 מחמם אוויר ומערכת חימום מים
ניתן לחלק את מערכת החימום לשתי קטגוריות עיקריות, התלויות בחימום המבוצע על ידי תנורי חימום חשמליים או תנורי חימום חשמליים:
(1) מחמם האוויר מחמם את האוויר ישירות, מה שיכול להעלות במהירות את טמפרטורת תא הנהג;
(2) מחממי מים המשתמשים בנוזל קירור כנשא חום בינוני יכולים לפזר חום טוב יותר ולהשתלב במערכות מיזוג אוויר.
בעבר, תנורי חימום המופעלים על ידי דלק הוכנסו לרכבים חשמליים היברידיים ולרכבים חשמליים, שצריכת החשמל הנמוכה שלהם יכולה להפוך את האנרגיה החשמלית לנסיעה ברכב, במקום לחימום. מכיוון ששימוש בתנורי חימום חשמליים בחורף מקצר את טווח הנסיעה החשמלי בכ-50%, אנשים בדרך כלל בוחרים בשיטת חימום בדלק.
5. קונספט של תנור חשמלי
לפני הפיתוח, נותחו מספר טכנולוגיות קיימות ופוטנציאליות, כגון התנגדות לפפיחת חוט או חימום עם מקדם טמפרטורה חיובי (PTC). הוערכו ארבע מטרות פיתוח עיקריות ומספר טכנולוגיות פוטנציאליות הושוו מול מטרות אלו:
(1) מבחינת יעילות, על גוף החימום החדש להיות יעיל, ועליו להיות מסוגל לספק את תפוקת החום הנדרשת בטווח רחב של טמפרטורות נוזל קירור ותחת כל מתחים;
(2) מבחינת איכות וגודל, על גוף החימום החדש להיות קטן וקל ככל האפשר;
(3) מבחינת שימושיות ועלות, יש להימנע משימוש בחומרי אדמה נדירים וב-Pb, ועלותם של מוצרים חדשים חייבת להיות תחרותית;
(4) מבחינת בטיחות, יש למנוע כל סכנת התחשמלות או תאונת כוויות בכל התנאים.
בקונספט הקיים של תנורי חימום חשמליים לרכב, הפופולרי ביותר הוא תנור PTC המשתמש בנגד העשוי מטיטנאט בריום (BaTiO3) בעל מקדם טמפרטורה חיובי. מסיבה זו, מוסברים מספר פרטים על עקרון הפעולה שלו ומושוו לתנור השכבות שפותח בהתאם ל...תנור מתח גבוה HVH.
לאלמנטי PTC יש מאפיינים לא ליניאריים ברורים מאוד. ההתנגדות יורדת בטמפרטורה נמוכה יותר, ולאחר מכן עולה בחדות כאשר הטמפרטורה עולה. מאפיין זה גורם להגבלה עצמית של הזרם כאשר מופעל מתח.
חברת Hebei Nanfeng Automobile Equipment Group Co., Ltd. יכולה לייצר 1.2kw-32kwתנורי חימום חשמליים במתח גבוה (HVCH, PTC HEATER)עם טכנולוגיה חדשה כדי לענות על הצרכים של כלי רכב שונים.