电动汽车ptc什么意思,纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

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目前,纯电动汽车空调制热系统有两种类型:PTC热敏电阻加热器和热泵系统。不同类型的制热系统的工作原理有很大区别。

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PTC热敏电阻型加热系统的生热原理比较简单,也比较容易理解,与电炉丝类似,都是靠电流通过电阻生热,唯一的区别是电阻的材质。电炉是用普通的电阻丝,而纯电动汽车上用的PTC是一种半导体热敏电阻。由于PTC加热器具有结构简单、成本低、制热快等特点,目前已被纯电动汽车(尤其是中低端车型)广泛采用。当然也有例外,定位中高端的蔚来ES8依然采用了PTC暖风系统,而且装了两个PTC加热器。

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由于PTC加热器的缺点也很明显:热能利用率低,耗电量大,对纯电动汽车续航里程有很大影响,因此,一些中高端纯电动汽车,为了降低加热系统对续航里程的影响,不得已而采用热泵空调系统。

热泵暖风系统的工作原理图

热泵的功能是将低温热源的热能转移到高温热源的,工作原理与空调制冷系统类似,只是热量转移的方向正好相反。空调制冷时,是将室内的热量转移到室外,而热泵制热系统则是将车外的热量转移到车内。热泵制热系统一般都与空调制冷系统融合在一起,通过阀门控制热量的转移路径。另外,制热时,能有效利用动力电池冷却系统的预热。在这方面类似与传统汽车的暖风系统。因此,与PTC加热器相比,热泵系统的热效率更高,能耗更低,对续航里程的影响相对小一些。但劣势也很明显:结构复杂、成本高、制热速度慢,尤其是在低温条件下,加热效果差。

基于以上,在一些中高端纯电动车,为了保证车厢内的温度,往往采用热泵+PTC的混合模式。在刚起步阶段,由于动力电池冷却系统温度较低时,先开启PTC加热器,待冷却液温度上升以后,再启动热泵制热系统。

宝马i3暖风系统:热泵+PTC

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电动汽车在低温环境中无法充电,解决方式只有更换充电场所电动汽车的充放电效率对环境温度非常敏感,在低温或超高温环境中均会出现续航里程与充电时间的变化,其中以低温影响最为严重。且早期的电动汽车因缺少智能温控系统会出现温度过低无法充电的现象,那么这一问题应该如何解决呢?

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尴尬的解决方式1:转为室内或地下停车场充电

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因缺少温控系统无法为电池组内部升温,想要正常充电则需要环境温度达到理想标准;能达到高温标准的环境自然是室内,不过大部分汽车用户应不具备这一条件。那么剩下的合理选项则只有地下停车场了,由于空气流动性较差且有上层建筑隔离冷空气,地下停车场会像地窖一样接近恒温状态;即使在寒冷的冬季也能保证温度在零上甚至10~20℃,在这种环境中充电可以保证有合理的效率。

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存在一定风险的解决方式2:保温毯电加热或启动充电

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保温毯可以选择无电源或电加热两种,一般的保温毯实现隔离低温的方式与盖棉被保暖的原理相同,其概念为通过透气性差的覆盖物隔离内部高温空气与外部冷空气的交换,温度自然能够长时间保证合理性。电动汽车即使是车龄比较高的老旧车型,其动力电池组也会有行驶中的温控系统,电池组会被加温实现合理的续航;也就是说车辆运行中可以保证电池组升温,此时用保温毯留存高温则可以在充电时保证稳定性。

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至于启动充电则是最无奈的方式,尝试车辆是否具备启动后自动激活电池组升温系统的功能,如果冷却液可以循环并加热电池组,那么不具备硬件配套或改装条件就只能用这种方式充电了。早期的电动汽车被普遍认定为不适合北方汽车用户,其原因正在于此;不过这一问题早已克服,近几年的电动汽车应不会再有此类问题,原因为温控系统的行业标准升级。

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电池预加热系统功能1:电动汽车为满足全国各地区用户的正常用车需要,电池组的温控系统进行了智能化升级。指车辆接入充电桩之后熄火会自动识别为充电状态,此时不论环境温度有多低车辆都会激活智能温控系统;比如利用PTC模块对防冻冷却液进行加热,之后通过高温防冻液对电池组实现加热升温。在温度达到合理标准后电池组开始通过电网进行高效率充电,重点是在充电过程中会通过电网电流稳定地为电池组实现恒温。

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功能2:冬季电动汽车的续航里程下降明显,其原因为PTC陶瓷电加热模块的电耗非常高,尤其是从冷却液(冷车状态)的低温加热到高温,实现满足暖空调与电池组恒高温的过程中电耗会非常高。那么通过充电过程中的智能预加热系统实现冷却液的恒高温,在取下充电枪后随即正常驾驶车辆,用车过程中则免去了电耗最高的加热升温过程,电动汽车的续航里程则能够稳定在合理的范围内。

总结:老旧电动汽车在北方地区的用户体验确实挺糟糕,不过随着技术的进步这些问题都已经得到解决;下一步电动汽车将会以低成本高使用寿命的磷酸铁锂电池替代镍类三元锂,电动汽车将会出现价格接近⅓的下滑,或者是续航里程以现有标准的¼~⅓增长。2020年会是电动汽车出现销量快速增长的一年,技术升级的速度还是很理想的。

编辑:天和Auto

内容:原创发布

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2022-06-10

2022-06-10