Kärnan iPTC-värmare för elbilarförlitar sig på materialegenskaperna hos PTC-termistorn med positiv temperaturkoefficient, i kombination med högspänningsströmförsörjningssystem och värmehanteringskretsar i elfordon för att uppnå uppvärmning. I huvudsak omvandlas elektrisk energi direkt till värmeenergi och överförs sedan till kupén eller batteriet via mediet (kylvätska/luft). Den har självbegränsande och självreglerande egenskaper genom hela processen, utan behov av ytterligare komplexa temperaturkontrollanordningar, vilket gör den till en effektiv och säker uppvärmningslösning för nya energifordon.
Den övergripande processen är uppdelad i två lager: kärnmaterialprinciper och faktiska arbetsflöden för fordonsanvändning. Det senare kan variera något beroende på applikationsscenariot (kupévärme/batterivärme). Huvuddelen för fordonsanvändning ärvätskekylda PTC-värmare(kylvätskeväxling), medan en liten mängd kupévärme använder luftuppvärmda PTC-värmare (direkt luftvärmeväxling). Följande förklaras:
1. Grundkärna: Principen för uppvärmning och självbegränsande temperatur hos PTC-termistorn
Kärnvärmeelementet iPTC-värmareär PTC-keramisk plåt (bariumtitanatbaserad halvledarkeramik dopad med spår av sällsynta jordartsmetaller), vilket är roten till alla dess egenskaper:
Uppvärmning: PTC-keramiska chips bildar ledande banor med interna ledande korn vid nominell spänning (högspänningslikström för fordonsbruk, såsom 300V+/400V+), vilket genererar Joule-värme när strömmen passerar igenom, vilket uppnår direkt omvandling av elektrisk energi till termisk energi med hög uppvärmningseffektivitet (nära 100%, ingen energiomvandlingsförlust);
Självbegränsande temperatur (kärnkarakteristik): När temperaturen på PTC-keramiska chips inte når Curie-temperaturen (kritisk materialtemperatur, vanligtvis 120-180 ℃ för fordonsbruk), är resistansvärdet mycket litet, och kontinuerlig hög ström och hög effekt uppvärmning sker, vilket gör att temperaturen stiger snabbt;
När temperaturen överstiger Curietemperaturen kommer den interna ledande vägen snabbt att brytas, och resistansen kommer att öka exponentiellt (upp till 10³~10⁶ gånger resistansen vid rumstemperatur). Enligt Ohms lag (P=U²/R) kommer värmeeffekten att minska kraftigt under konstant spänning, och uppvärmningshastigheten kommer att vara lägre än värmeavledningshastigheten. Temperaturen kommer naturligt att stabiliseras nära Curietemperaturen och kommer inte att fortsätta att stiga, vilket undviker torrförbränning och överhettning från roten;
Självåterställning: När temperaturen sjunker under Curietemperaturen på grund av värmeavledning (t.ex. kylvätska/luftflöde), återgår resistansen snabbt till ett lågt resistanstillstånd, återgår till hög effektuppvärmning och uppnår dynamisk självreglering av temperatureffekten.
2. Vanlig lösning för fordonsbruk: Arbetsprocess för vätskekyld PTC-värmare (universell för kupé-/batterivärme)
Mer än 90 % av elfordon använder högtrycksvätskekylda PTC-värmare (kompakt struktur, jämn värmeväxling, lämplig för kupévärmkrets och batteritemperaturreglerkrets), integrerade i kylvätskecirkulationskretsen i nya energifordon. Uppvärmning av kupé och batteri uppnås endast genom att växla mellan olika kretsar i samma PTC-värmesystem. Kärnprocessen är densamma, uppdelad i fyra steg:
Strömförsörjningsstart: Fordonets VCU (fordonsstyrenhet) skickar en startsignal till PTC-värmaren baserat på kupéluftkonditioneringens kommando/batteritemperatursensorns signal (om batteriet behöver värmas upp till under 5 ℃), och ansluter samtidigt strömförsörjningskretsen till fordonets högspänningsbatteri. Högspänningslikströmmen matas in i PTC-värmeelementet;
Omvandling av elektricitet till värme: PTC-keramiska plattor genererar snabbt värme under högspänningsström och når driftstemperatur inom några sekunder. Värmen överförs sedan till PTC-värmarens värmeavledningskammare/värmeväxlarrör.
Kylvätskeväxling: Den elektroniska vattenpumpen i fordonets värmehanteringssystem driver kylvätskan att cirkulera i PTC-värmarens värmeväxlingsrör. Efter att ha absorberat värmen från PTC-värmeelementet blir kylvätskan en högtemperaturkylvätska (vanligtvis 40-60 ℃, justerad efter behov);
Värmeöverföring
Kupéuppvärmning: Högtemperaturkylvätska strömmar in i varmluftskärnan inuti bilen, och fläkten i fordonets luftkonditionering trycker kall luft genom varmluftskärnan. Den kalla luften absorberar kylvätskans värme och blir varmluft, som sedan skickas in i bilen genom luftutloppet för att uppnå kupéuppvärmning;
Batteriuppvärmning: Högtemperaturkylvätska flödar direkt in i den vattenkylda plattan/värmeväxlarkretsen i batteripaketet och värmer batterimodulen jämnt genom värmeledning, vilket höjer batteritemperaturen till ett lämpligt laddnings- och urladdningsområde (vanligtvis 10-35 ℃), vilket löser problemen med försämrad uthållighet vid låg temperatur och begränsad laddning och urladdning.
Tillägg: Efter att kylvätskan har slutfört värmeväxlingen sjunker temperaturen och strömmar sedan tillbaka till PTC-värmaren genom rörledningen för att absorbera värme igen, vilket bildar en sluten cykel och kontinuerlig uppvärmning; När kupén/batteriet når måltemperaturen stänger VCU av PTC:ns högspänningsströmförsörjning och stoppar uppvärmningen.
3、 Småskalig lösning: Arbetsflöde för vinduppvärmd PTC-värmare (används endast för delvis uppvärmning av kupén)
Kupéuppvärmningen i vissa mikroelektriska fordon och modeller i lägre prisklassen kommer att använda luftkylda PTC-värmare (utan kylvätskeväxling, direkt uppvärmning av luften), med en enklare struktur och en kärnprocess av:
PTC keramiskt värmeelement med hög spänning genererar direkt termisk energi;
Luftkonditioneringsfläkten blåser kall luft över ytan på PTC-värmeelementet, och den kalla luften utbyter värme direkt med den högtemperaturbaserade PTC-keramiska plattan och blir varmluft;
Varmluft skickas direkt in i kupén genom luftutloppet för att uppnå snabb uppvärmning.
Nackdelar: Ojämn värmeöverföring, benägenhet för lokal varmluft, och PTC-värmeelementet är i direkt kontakt med luften, vilket kräver högre damm- och vattenbeständighet. Därför används det endast för billiga småbilsmodeller, och vätskekylning används för nya energifordon i mellan- till högklass.
Publiceringstid: 30 januari 2026
