Miks on Thick{0}}Film küttetehnoloogia?
optimaalne valik praegu?
Peamised küttemeetodid on lahknenud kaheks tehnoloogiliseks teeks-PTC-küttekehad ja soojuspumbasüsteemid. Kuid nende suhe ei välista üksteist; see on rohkem nagu täiendav paar. Miks?
Vaatame kõigepealt PTC küttekehasid.
PTC tähistab positiivse temperatuuri koefitsiendi termistorit. Kui ümbritseva õhu temperatuur langeb, väheneb ka PTC takistus. Sel ajal, kui voolu rakendatakse konstantse pinge all, põhjustab vähenenud takistus voolu suurenemist ja tekkiv soojus suureneb vastavalt, saavutades seega kütteefekti.
On kaks PTC-küttemeetodit: vee{0}}põhine küte ja õhu-küte. Esimene soojendab jahutusvedelikku läbi PTC, mis seejärel vahetab soojust radiaatoriga; viimane vahetab otse soojust PTC-ga, puhudes lõpuks sooja õhu välja.
Tehnoloogia on küps, kuid probleem seisneb PTC-kütte suures energiatarbimises, mis vähendab oluliselt elektrisõidukite sõiduulatust. Näiteks 2 kW võimsusega PTC küttekeha kulutab 2 kWh elektrit, et töötada täisvõimsusel ühe tunni jooksul. Kui arvutada 15 kWh 100 kilomeetri kohta energiatarbimise põhjal, võrdub 2 kWh ligikaudu 13-kilomeetrise sõiduulatusega. Tegelikkuses juhib süsteem ka PTC (Power Transmission Control) üksuse võimsust: tuuleklaasi sulatamiseks on vaja ligikaudu 2-3 kW PTC võimsust; jahutusvedeliku soojendamiseks võib vaja minna umbes 6 kW.
Seetõttu tuleb mängu PTC "plastikust vaste" soojuspump.
Soojuspump toimib soojuse "transporterina"-see neelab soojust madalal-temperatuuril "objektilt", nagu külm õhk väljaspool autot, edastab selle töövedelikule ja seejärel surub töövedeliku kokku, et tõsta selle temperatuuri. Lõpuks vahetab kõrge-temperatuuriline töövedelik kondensaatori kaudu soojust autos oleva õhuga, saavutades sooja õhu funktsiooni.
Tavaliselt kasutame õhukonditsioneeri jõudluse mõõtmiseks COP-i (Coefficient of Performance). Kõrgem COP väärtus näitab suuremat muundamise efektiivsust ja suuremat energiasäästu. Teoreetiliselt ulatub soojuspumba kütte COP väärtus 2 ja 4 vahele. See tähendab, et sama energiakulu juures toodab soojuspump 2-4 korda rohkem soojust kui PTC.
Kui soojuspumbad on nii suurepärased, siis miks on PTC-d ikkagi vaja? Probleem seisneb "teoreetilistes" aspektides.
Madala-temperatuuriga keskkondades on soojuspumbad altid rikke--20 kraadi juures, soojuspumba COP (toimivuskoefitsient) langeb 1-ni, muutes selle peaaegu passiivseks; temperatuuril -10 kraadi kuni 0 kraadi on COP 1-2, veidi parem kui PTC (potentsiaalselt ülekantav kroom) soojuspumpadel. Seetõttu aktiveerib Tesla lisa-PTC temperatuuril -10 kraadi kuni 0 kraadi, et abistada soojendamist; kui temperatuur tõuseb üle 0 kraadi, lülitub see tagasi soojuspumbale. HiPhi X kasutab kaudset soojuspumpa, mis nõuab ka PTC-d lisasoojuse allikana kiireks soojendamiseks madalatel temperatuuridel.
PTC-tehnoloogia on lihtne, kuid selle loomupärased piirangud hõlmavad piiratud võimsust, ebastabiilsust ja suurt energiatarbimist; soojuspumpadel on kõrge lagi, kuid nende kõrge hind ja ebaküps tehnoloogia tähendavad, et tulevikutehnoloogiad, nagu CO₂-soojuspumbad, alles arenevad ja nõuavad muid täiendavaid lahendusi.
See on lahendus, mis asendab kiiresti PTC ja töötab hästi soojuspumba{0}}pakskilega-küttetehnoloogiaga.
Paks{0}}kilekütetehnoloogia kasutab elektrienergia muundamiseks soojusenergiaks mitmesugustele aluspindadele (roostevaba teras, alumiiniumoksiid, alumiiniumnitriid, klaas, keraamika jne) prinditud elektrotermilisi haruldasi{0}}muldkihte, klaas, keraamika jne.
Juhtivate materjalide ja tehniliste põhimõtete erinevus määrab otseselt kahe tehnoloogia omased eelised ja puudused.
Sünergilisem: paks{0}}kilesoojendid ületavad PTC-tehnoloogiat käivitusvoolu, pulsatsioonipinge ja pulsatsioonivoolu osas, avaldades vähem mõju sõiduki elektrisüsteemile, tagades sõiduki jõudluse stabiilsuse ja töökindluse ning säilitades suurepärase kütteefekti erinevates temperatuuritingimustes.
Tõhusam: paksukile{0}}küttekehade soojustõhusus on tervelt 7% kõrgem kui PTC-tehnoloogial, säästes energiat ja parandades oluliselt elektrisõidukite sõiduulatust.
Kiirem: paksu kile-soojendi täielik käivitusaeg on vaid 30 millisekundit, samas kui "kiire-tempoga" PTC-soojendil kulub täisvõimsuse saavutamiseks umbes 28 sekundit.
Seoses 800 V kõrgepinge{1}}platvormide levikuga asendab 1500 V kõrgepinget taluv paksukile küttetehnoloogia eeldatavasti "650 V-limited" PTC tehnoloogia ja sellest saab tulevase tööstuse peavoolu valik. Lisaks võivad paksud{7}}kilesoojendid ideaalselt kohanduda erinevate toitepinge spetsifikatsioonidega, pakkudes valikuvõimalusi erinevate sõidukimudelite jaoks.
