Poiché i motori dei veicoli ibridi ed elettrici devono funzionare frequentemente in modalità ad alta efficienza, quando il motore non può essere utilizzato come fonte di calore durante la trazione puramente elettrica, il veicolo si ritrova senza riscaldamento. In particolare, per la regolazione della temperatura dell'abitacolo, sono necessarie fonti di calore aggiuntive per garantire comfort e sicurezza. Al fine di massimizzare l'autonomia in modalità elettrica e migliorare l'efficienza del carburante, è necessario generare calore in modo rapido, efficiente e sicuro, riducendo al minimo il consumo di energia della batteria di trazione. La nostra azienda ha sviluppato un nuovo tipo di riscaldatore ad alta tensione basato su una nuova tecnologia a termosfera.
1 Funzione e scopo del riscaldamento del veicolo
Il riscaldamento della cabina è una funzione importante per garantire una guida sicura e confortevole. Oltre al comfort della cabina e alla temperatura interna del veicolo, l'impianto di climatizzazione (HVAC) deve anche garantire determinate funzioni, tra cui il rispetto dei requisiti normativi. Ad esempio, secondo il Regolamento europeo 672/2010 e lo standard statunitense FMVSS103 per la sicurezza dei veicoli a motore, oltre l'80% del ghiaccio sul parabrezza deve essere rimosso dopo 20 minuti. Lo sbrinamento e la deumidificazione sono altre due funzioni richieste da leggi e regolamenti. Una buona regolazione della temperatura in cabina è fondamentale per il comfort e la sicurezza, nonché un fattore importante per garantire che la guida non venga compromessa.
2 Indice di prestazione
I requisiti principali per il riscaldatore dipendono dall'utilizzo del veicolo. Di seguito sono riassunti i fattori da considerare:
(1) La massima efficienza;
(2) Costo basso o ragionevole;
(3) Tempo di reazione rapido e buona controllabilità;
(4) Le dimensioni dell'imballaggio devono essere ridotte al minimo e il peso deve essere leggero;
(5) Buona affidabilità;
(6) Buona sostenibilità e protezione ambientale.
3 Concetto di riscaldamento
In generale, il concetto di calore può essere suddiviso in fonte di calore primaria e fonte di calore secondaria. La fonte di calore primaria è quella in grado di generare più di 2 kW di calore, necessari per la regolazione della temperatura in cabina. Il calore generato dalla fonte di calore secondaria è inferiore a 2 kW e viene solitamente destinato a componenti specifici, come ad esempio i sedili riscaldati.
4 Riscaldatore ad aria esistema di riscaldamento dell'acqua
L'impianto di riscaldamento può essere suddiviso in due categorie principali, a seconda che il riscaldamento sia realizzato tramite stufe a combustibile o stufe elettriche:
(1) Il riscaldatore d'aria riscalda direttamente l'aria, il che può aumentare rapidamente la temperatura della cabina;
(2) Gli scaldabagni che utilizzano il refrigerante come mezzo di trasporto del calore possono distribuire meglio il calore e integrarsi nei sistemi HVAC.
In passato, i riscaldatori a combustibile venivano introdotti nei veicoli ibridi ed elettrici, il cui minore consumo energetico permetteva di utilizzare l'energia elettrica per la trazione anziché per il riscaldamento. Tuttavia, poiché l'utilizzo di riscaldatori elettrici in inverno riduce l'autonomia di guida elettrica di circa il 50%, si preferisce solitamente il riscaldamento a combustibile.
5 Concetto di riscaldatore elettrico
Prima dello sviluppo, sono state analizzate diverse tecnologie esistenti e potenziali, come la resistenza a filo avvolto o il riscaldamento a coefficiente di temperatura positivo (PTC). Sono stati valutati quattro principali obiettivi di sviluppo e diverse tecnologie potenziali sono state confrontate rispetto a questi obiettivi:
(1) In termini di efficienza, il nuovo riscaldatore deve essere efficiente e deve essere in grado di fornire la potenza termica richiesta in un ampio intervallo di temperatura del refrigerante e a tutte le tensioni;
(2) In termini di qualità e dimensioni, il nuovo riscaldatore deve essere il più piccolo e leggero possibile;
(3) In termini di usabilità e costo, si deve evitare l'uso di materiali delle terre rare e di Pb, e il costo dei nuovi prodotti deve essere competitivo;
(4) In termini di sicurezza, qualsiasi rischio di scossa elettrica o incidente da ustione deve essere evitato in ogni circostanza.
Nel concetto esistente di riscaldatore elettrico per automobili, il più diffuso è il riscaldatore PTC che utilizza una resistenza realizzata in titanato di bario (BaTiO3) con un coefficiente di temperatura positivo. Per questo motivo, vengono spiegati e confrontati diversi dettagli del suo principio di funzionamento con il riscaldatore a strati sviluppato secondo ilriscaldatore ad alta tensione HVH.
Gli elementi PTC presentano caratteristiche non lineari molto evidenti. La resistenza diminuisce a basse temperature, per poi aumentare bruscamente all'aumentare della temperatura. Questa caratteristica provoca un'autolimitazione della corrente quando viene applicata una tensione.
Hebei Nanfeng Automobile Equipment Group Co., Ltd. può produrre da 1,2 kW a 32 kWRiscaldatori elettrici ad alta tensione (HVCH, riscaldatore PTC)con nuove tecnologie per soddisfare le esigenze di vari veicoli.
Data di pubblicazione: 28 aprile 2024
