Kjernen iPTC-varmer for elbilerer avhengig av materialegenskapene til PTC-termistor med positiv temperaturkoeffisient, kombinert med høyspenningsstrømforsyningssystemet og termisk styringskrets i elektriske kjøretøy for å oppnå oppvarming. I hovedsak omdannes elektrisk energi direkte til varmeenergi, og overføres deretter til kupeen eller batteriet gjennom mediet (kjølevæske/luft). Den har selvbegrensende og selvregulerende egenskaper gjennom hele prosessen, uten behov for ytterligere komplekse temperaturkontrollenheter, noe som gjør den til en effektiv og sikker oppvarmingsløsning for nye energikjøretøyer.
Den overordnede prosessen er delt inn i to lag: kjerneprinsipper for materialbruk og faktisk arbeidsflyt for bilbruk. Sistnevnte kan variere noe avhengig av bruksscenarioet (kupéoppvarming/batterioppvarming). Hovedregelen for bilbruk ervæskekjølte PTC-varmere(kjølevæskevarmeveksling), mens en liten mengde kupéoppvarming bruker luftoppvarmede PTC-varmere (direkte luftvarmeveksling). Følgende forklares henholdsvis:
1. Grunnleggende kjerne: Oppvarmings- og selvbegrensende temperaturprinsipp for PTC-termistor
Kjernevarmeelementet tilPTC-varmerer PTC-keramisk plate (bariumtitanatbasert halvlederkeramikk dopet med spor av sjeldne jordartsmetaller), som er roten til alle dens egenskaper:
Oppvarming: PTC-keramiske brikker danner ledende baner med interne ledende korn ved nominell spenning (høyspenningslikestrøm for bilbruk, for eksempel 300V+/400V+), og genererer Joule-varme når strømmen passerer gjennom, og oppnår direkte omdannelse av elektrisk energi til termisk energi med høy oppvarmingseffektivitet (nær 100 %, ingen energiomdannelsestap);
Selvbegrensende temperatur (kjerneegenskap): Når temperaturen på PTC-keramiske brikker ikke når Curie-temperaturen (kritisk materialtemperatur, vanligvis 120-180 ℃ for bilbruk), er motstandsverdien svært liten, og det oppstår kontinuerlig høy strøm og høy effektoppvarming, noe som fører til at temperaturen stiger raskt;
Når temperaturen overstiger Curie-temperaturen, vil den indre ledende banen raskt brytes, og motstanden vil øke eksponentielt (opptil 10³~10⁶ ganger motstanden ved romtemperatur). I følge Ohms lov (P=U²/R) vil varmeeffekten synke kraftig under konstant spenning, og oppvarmingshastigheten vil være lavere enn varmespredningshastigheten. Temperaturen vil naturlig stabilisere seg nær Curie-temperaturen og vil ikke fortsette å stige, noe som unngår tørrforbrenning og overoppheting fra roten;
Selvgjenoppretting: Når temperaturen faller under Curie-temperaturen på grunn av varmespredning (som kjølevæske/luftstrøm), vil motstanden raskt gjenopprettes til en lav motstandstilstand, gjenoppta høyeffektsoppvarming og oppnå dynamisk selvregulering av temperatureffekten.
2. Vanlig løsning for bilbruk: Arbeidsprosess for væskekjølt PTC-varmer (universell for kupé-/batterioppvarming)
Mer enn 90 % av elbiler bruker høytrykksvæskekjølte PTC-varmere (kompakt struktur, jevn varmeveksling, egnet for varmluftkrets i kupeen og temperaturkontrollkrets for batteri), integrert i kjølevæskesirkulasjonskretsen i nye energibiler. Oppvarming av kupeen og batteriet oppnås kun ved å bytte mellom forskjellige kretser i samme PTC-varmesystem. Kjerneprosessen er den samme, delt inn i fire trinn:
Oppstart av strømforsyning: Kjøretøyets VCU (Vehicle Control Unit) sender et oppstartssignal til PTC-varmeren basert på signalet fra kupéklimaanlegget/batteritemperatursensoren (hvis batteriet må varmes opp til under 5 ℃), og kobler samtidig strømforsyningskretsen til kjøretøyets høyspenningsbatteri. Høyspennings-likestrømmen mates inn i PTC-varmeelementet;
Omdanning fra elektrisitet til varme: PTC-keramiske plater genererer raskt varme under høyspenningsstrøm, når driftstemperatur i løpet av sekunder, og varmen overføres til varmeavledningskammeret/varmevekslingsrøret til PTC-varmeren;
Kjølevæskevarmeveksling: Den elektroniske vannpumpen i kjøretøyets termiske styringssystem driver kjølevæsken til å sirkulere i varmevekslingsrørene til PTC-varmeren. Etter å ha absorbert varmen fra PTC-varmeelementet, blir kjølevæsken til en høytemperaturkjølevæske (vanligvis 40–60 ℃, justert etter behov);
Varmeoverføring
Kupéoppvarming: Kjølevæske med høy temperatur strømmer inn i varmluftkjernen inne i bilen, og viften i bilens klimaanlegg skyver kald luft gjennom varmluftkjernen. Den kalde luften absorberer varmen fra kjølevæsken og blir til varm luft, som deretter sendes inn i bilen gjennom luftutløpet for å oppnå kupéoppvarming;
Batterioppvarming: Kjølevæske med høy temperatur strømmer direkte inn i den vannkjølte platen/varmevekslingskretsen i batteripakken, og varmer opp batterimodulen jevnt gjennom varmeledning, noe som hever batteritemperaturen til et passende lade- og utladningsområde (vanligvis 10–35 ℃), og løser problemene med forringelse av utholdenhet ved lav temperatur og begrenset lading og utlading.
Tillegg: Etter at kjølevæsken har fullført varmevekslingen, synker temperaturen og strømmer deretter tilbake til PTC-varmeren gjennom rørledningen for å absorbere varme igjen, danne en lukket syklus og kontinuerlig oppvarming; Når kupeen/batteriet når måltemperaturen, kutter VCU-en av PTC-høyspenningsstrømforsyningen og stopper oppvarmingen.
3. Småskalaløsning: Arbeidsflyt for vindoppvarmet PTC-varmer (brukes kun til delvis oppvarming av kupé)
Kupéoppvarmingen i noen mikroelektriske kjøretøy og lavprismodeller vil bruke luftkjølte PTC-varmere (uten kjølevæskevarmeveksling, som varmer opp luften direkte), med en enklere struktur og en kjerneprosess av:
PTC keramisk varmeelement med høy spenning genererer direkte termisk energi;
Klimaanleggets vifte blåser kald luft over overflaten av PTC-varmeelementet, og den kalde luften utveksler varme direkte med den høytemperatur PTC-keramiske platen, og blir til varm luft;
Varmluft sendes direkte inn i kupeen gjennom luftutløpet for å oppnå rask oppvarming.
Ulemper: Ujevn varmeoverføring, utsatt for lokal varmluft, og PTC-varmeelementet er i direkte kontakt med luften, noe som krever høyere støv- og vannmotstand. Derfor brukes det kun til rimelige småbilmodeller, og væskekjøling brukes til nye energikjøretøy i mellom- til høyprissegmentet.
Publisert: 30. januar 2026
