PTC水暖加热器决定电动汽车的性能之我见 3

分享 收藏 已有 4659 次阅读  2013-07-30 20:04   标签加热器  电动汽车  除霜  电动空调 
    开头先重温一下前几年专业人士的文章,后面纯属自编,欢迎批评改正,相互学习借鉴。
    对于正在寻找今后汽车研发课题的人士来说,有专业人士在几年前推荐电动汽车用加热器这一研究方向。之所以这样说,是因为电动汽车使用冷暖空调会导致续航距离大为下降。特别是使用供暖空调时耗电量更大。由于以往的汽油车可利用发动机的余热,因此,与致冷相比供暖只需非常小的耗电量即可,但电动汽车的余热较少(温度也较低),供暖时充电电池的能量被加热器消耗掉是一件令人头疼的事。
    2009年电动汽车以来,采用PTC(PositiveTemperatureCoefficient)加热器的居多。例如,三菱汽车推出的“i‐MiEV”采用通过PTC加热器加热循环水的方式,日产汽车将于2010年度推出的“Leaf”采用通过PTC加热器直接加热空气的方式。后来日产的空气加热器据了解应该进行了相当大的变化,或者摒弃,改用点对点,面对面加热。
    而时至今日,电动汽车加热器的种类变得五花八门,国外的花样最多。
    比如德国埃贝赫PTC水暖加热器,性能很好,非常小巧,空间利用率高,制热效果好,采用PTC加热技术,PTC具有很好的自控温、自恒温、自节能的特点。
    比如德国伟博思通采用燃烧天然气,加热腔体内的防冻液,实现液体加热。
    再比如,美国康明斯镍铬丝水暖加热器,用镍铬丝作为发热单元,加热防冻液,完成即热式循环加热,其水暖加热器的成本是PTC水暖加热器的一半。
    众多国外车载加热器巨头虽然选材不同,但基本确定了一条,那就是最终的理想答案还是水暖加热器。为什么?日产为什么放弃了PTC空气加热器??
    PTC空气加热器有明显的几个缺点:
    1.安放位置不好设置,这是一个很矛盾的话题,PTC片外观上看是陶瓷片,固体,它的尺寸都是固定的,使用这种加热器,需要将其安装在空调总成的风道里,而这里的空间是很局促的,因此,现有大多数车型的空调总成一般只能安放2KW左右的空气加热器。但是在冬天,2KW是达不到除霜要求的。当然可以重新开模具,重构空调总成,将功率继续做大。
    2.安全隐患,一般在冬季,空调总成出风口的温度在50度以上,那么就需要PTC空气加热器的表面温度要达到接近一百多接近两百度,这样就存在两个安全隐患,一个是风机停转,另一个是温控器失效时,加热器持续干烧产生的高温会融化风道,这种事故在现实中真的有。
    然而,空气加热器其实在国内市场很大,几乎绝大多数的大型汽车厂家都选用PTC空气加热器,因为国内没有水暖加热器,只能向国外采购,单价动辄上万,这是力求严格控制成本,将电动汽车落地的国内汽车厂家不希望看到的,一台车才多少钱呢。
    水暖虽然贵,但是却有很大的优势。
    首先,基因好。现行所有的燃油汽车的暖风系统都是水暖加热器,两者的工作流程是一样的,只不过将发动机的热源更换成了PTC水暖加热器,这种继承关系,可以节约将现有车型改装成电动汽车的成本。而且效果差不多。
    其次是BMS优势,有了PTC水暖加热器,就可以将水道铺进电池箱,一来可以冬季保温,二来可以夏季散热。因为国内大多数城市夏季的特殊路况,你懂得,所以防水是很重要的事情。电池夏天需要散热,冬天需要加热,这种矛盾可以因为水暖而解决。
    再其次就是安全性的考虑和布局。PTC水暖加热器,因为通过水流过蒸发器来散热,那就不用塞进空调总成里了,可以安装在其他位置,而国内外的技术也开始想轻量化,小型化,智能化发展。至于安全性也正在于此,将PTC加热器搬出了空调总成,没有了融化风道的隐患,防冻液的温度也就是之前说的水温,它是有沸点的,也就是天然的温度保护。PTC水暖加热器具有很好的防护能力,温度控制又有机械保护和程序控制的双保险,安全性自然在更高的等级。
    这就是为什么国外巨头都将目光装在水暖加热器里的原因。
    再看国内电动汽车加热器的发展情况。
    因为各种各样的原因,国内主要是使用PTC空气加热器。至于PTC水暖加热器,台州市德诚电器有限公司已经独立研发出来,产品已经升级到第四代,也开始跟国内大型车企接洽,并进一步开发出适合铅酸电动汽车的最新产品。
    德诚电器PTC水暖加热器第四代产品技术参数(锂电池专用):
*重量:3.7KG
*体积:315mm(长)*163mm(宽)*112mm(高)
*功率控制方式:PWM控制或使能信号控制
*故障检测与报告:通过CAN通信接口
*存储或运行温度区间:-40 ℃——125 ℃
*低压直流电源输入:12V(9——16V)
*高压直流电源输入:320V(250V——450V)
*高压电容放电时间:4S
*绝缘电阻:>20MΩ
*防护等级:>IP67
*PTC冲击电流防护:通过MCU程序控制,冲击电流<14A(包含启动瞬间、热态不稳定等情况)
*保护性措施:超温保护、过流保护、短路保护、输入过压/欠压保护(450V/250V)、反接保护、防干烧保护等
*防漏强度:耐压2--3bar



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