Beschreibung

PTC-Heizgeräte (Positive Temperature Coefficient) sind eine Kernkomponente des Wärmemanagementsystems für Elektrofahrzeuge mit neuer Energie und hauptsächlich für die Beheizung des Innenraums und das Wärmemanagement des Batteriepacks verantwortlich.

Dank ihrer unersetzlichen Sicherheit und schnellen Heizleistung sind PTC-Heizgeräte zu einer wichtigen Komponente in Elektrofahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie geworden. Sie gewährleisten den Komfort der Passagiere, die Aufrechterhaltung der Batterieleistung und die Fahrsicherheit in kalten Umgebungen. Dank des technologischen Fortschritts werden sie zunehmend in Wärmepumpensysteme integriert, um ein hocheffizientes und intelligentes Wärmemanagementsystem für Elektrofahrzeuge zu schaffen.

Spezifikation

Produktname: PTC-Elektrofahrzeugheizung

Nennspannung: 350 V

Leistung: 1500-2000W

Merkmale

Die Vorteile von PTC-Heizungen in Elektrofahrzeugen sind erheblich und spiegeln sich vor allem in den folgenden Aspekten wider:

1. Ausgezeichnete Sicherheit (selbstbegrenzende Temperatur)

Dies ist der Hauptvorteil von PTC. Wenn die Temperatur ihren Curiepunkt erreicht (normalerweise durch die Materialzusammensetzung bestimmt, z. B. 85 °C oder 150 °C), steigt ihr Widerstand dramatisch an, wodurch Strom und Leistung automatisch abnehmen und die Temperatur nicht mehr ansteigt.

Diese Funktion verhindert grundsätzlich Sicherheitsunfälle wie Überhitzung und Feuer, die durch schlechte Wärmeableitung, Verstopfung der Luftkanäle oder Ausfall des Steuerungssystems verursacht werden, und erfüllt somit die extrem hohen Sicherheitsanforderungen für Automobilkomponenten.

2. Hohe Effizienz, Energieeinsparung und schnelles Aufheizen

Sofortige Erwärmung beim Einschalten mit schnellem Temperaturanstieg. Dank des geringen Wärmewiderstands und der hohen Anfangsleistung können PTC-Heizgeräte nach einem Kaltstart sehr schnell warme Luft liefern und so den Fahrkomfort bei kaltem Wetter deutlich verbessern.

Obwohl der Stromverbrauch relativ hoch ist (typischerweise 5–8 kW), setzen viele Marken für High-End-Modelle und kalte Regionen auf eine Wärmepumpen-Klimaanlage mit PTC-Unterstützung. Der PTC liefert bei extrem niedrigen Temperaturen schnell Wärme und sorgt so für ein ausgewogenes Verhältnis von Komfort und Energieverbrauch.

3. Kompakte Struktur und einfache Integration

Es können verschiedene Strukturen, wie beispielsweise Waben- und Lamellenstrukturen, mit hoher Leistung pro Volumeneinheit und flexiblem Design verwendet werden.

Es lässt sich problemlos als Lufterhitzer in die HVAC-Baugruppe (Heizung, Lüftung und Klimaanlage) des Fahrzeugs integrieren oder als eigenständiges Flüssigkeitsheizmodul (in Kühlmittel eingetaucht) zur Batterieheizung und Kabinenumwälzheizung verwenden.

4. Keine offene Flamme, stabiler Betrieb und lange Lebensdauer

Da es sich um ein Festkörper-Halbleiterbauelement handelt, treten bei ihm die Probleme des Glühens, der Oxidation und des Verbrennens, die bei herkömmlichen Heizdrähten auftreten, nicht auf. Er ist stoßfest und korrosionsbeständig, und seine Lebensdauer übertrifft die herkömmlicher Heizelemente bei weitem und entspricht im Wesentlichen der Lebensdauer eines Fahrzeugs.

Anwendung

Die Anwendung von PTC-Heizgeräten in Elektrofahrzeugen lässt sich in zwei Hauptbereiche unterteilen:

1. Klimaanlage und Heizung im Fahrgastraum (luftbeheizter PTC)

Funktionsprinzip: Das PTC-Heizelement wird direkt im Warmluftkanal der Klimaanlage eingebaut. Die vom Gebläse angesaugte Kaltluft strömt durch das beheizte PTC-Element und erwärmt sich sofort zu warmer Luft, bevor sie ins Cockpit geleitet wird.

Merkmale: Dies ist die direkteste und am weitesten verbreitete Methode, die eine schnelle Erwärmung und eine relativ einfache Systemstruktur bietet.

2. Batterie-Wärmemanagementsystem (wasserbeheizter PTC)

Funktionsprinzip: Das PTC-Heizelement ist in einen geschlossenen Metallkessel eingetaucht. Das Kühlmittel im Kessel wird erhitzt und eine elektrische Wasserpumpe pumpt die Wärme in die Kühlmittelleitungen im Akkupack und versorgt so den Akkupack mit Wärme.

Anwendungsszenarien:

Vorwärmen bei niedrigen Temperaturen: Vor dem Laden oder Starten in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen wird der Akkupack erwärmt, um schnell seinen optimalen Betriebstemperaturbereich (typischerweise 15–35 °C) zu erreichen. Dies verbessert die Ladeeffizienz, stellt die Entladeleistung wieder her und verlängert die Lebensdauer des Akkus.

Temperaturerhaltung: Verhindert das Einfrieren der Batterie in kalten Umgebungen während der Fahrt.

Merkmale: Eine gleichmäßige Erwärmung schützt die Batterie, eine zentrale und empfindliche Komponente von Elektrofahrzeugen, wirksam und ist eine Schlüsseltechnologie zur Gewährleistung der Reichweite des Fahrzeugs und der Batteriegesundheit.

3. Andere Anwendungen

Lenkrad- und Sitzheizung: Einige PTC-Komponenten mit geringem Stromverbrauch werden auch verwendet, um Komfortfunktionen wie beheizte Lenkräder und beheizte Sitze mit extrem schnellen Reaktionszeiten bereitzustellen.

Glasentfrostung: Entfrostet und beschlägt die Front- und Heckscheibe sowie die Seitenfenster schnell und sorgt so für Fahrsicherheit.