Warum verwenden die meisten Elektroautos eine PTC-Heizung?
PTC ist die Abkürzung für Positive Temperature Coefficient, was positiven Temperaturkoeffizienten bedeutet und sich im Allgemeinen auf Halbleitermaterialien oder Komponenten mit einem großen positiven Temperaturkoeffizienten bezieht. Normalerweise bezieht sich der von uns erwähnte PTC auf den Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten, kurz PTC-Thermistor. Der PTC-Thermistor ist ein typischer temperaturempfindlicher Halbleiterwiderstand. Wenn es eine bestimmte Temperatur (Curie-Temperatur) überschreitet, erhöht sich sein Widerstandswert schrittweise mit steigender Temperatur.
Merkmale der PTC-Heizung:
Heizgeräte aus PTC-Keramikheizelementen verfügen über hervorragende Temperaturregulierungs- und Energiespareigenschaften, eine extrem geringe thermische Trägheit, Sicherheit ohne offene Flammen und Strahlung sowie eine gute Vibrationsfestigkeit. Der Grund, warum PTC-Heizungen energiesparend sind, liegt darin, dass ihre Ausgangsleistung mit steigender Umgebungstemperatur deutlich abnimmt. Bei unveränderter Luftmenge, wenn durch die Erwärmung die Umgebungstemperatur ansteigt, hat die PTC-Leistung abgenommen. Diese Funktion ist bis zu einem gewissen Grad bedingt. Bei der Funktion der automatischen Leistungsanpassung gilt hingegen auch, dass mit steigender Raumtemperatur die PTC-Ausgangsleistung umso größer und die Erwärmung umso schneller erfolgt.
Mit steigender Raumtemperatur nimmt die PTC-Ausgangsleistung allmählich ab und die Heizwirkung wird langsamer. Eine hohe Leistungsdichte ist auch eines der wesentlichen Merkmale von PTC-Heizungen. PTC-Heizungen nutzen erzwungene Konvektion, um die Raumtemperatur zu erwärmen. Da der Wärmeübertragungskoeffizient der erzwungenen Konvektionsluft um ein Vielfaches höher ist als der der natürlichen Konvektion, kann die für die Übertragung der gleichen Wärme erforderliche Wärmeaustauschfläche nur wenige Zehntel betragen. Das ist genau das Gleiche. Unter Hochleistungsbedingungen liegt der Schlüssel zur Kleinheit und Leichtigkeit des PTC-Heizers darin, dass seine Größe und sein Gewicht nur etwa ein Fünftel eines elektrischen Heizölheizers mit der gleichen Leistung betragen können.
Die Alterungsdämpfung ist einer der wichtigsten Parameter zur Messung der Qualität von PTC-Heizungen. PTC-Komponenten altern in den ersten 400 Betriebsstunden am schnellsten und altern dann allmählicher. Nach 1,000 Stunden Dauerbetrieb nimmt die Ausgangsleistung einer guten PTC-Komponente um etwa 10 % ab. nach links und rechts und pendelt sich dann ein, was kaum Auswirkungen auf die Heizfunktion der PTC-Heizung hat.
Der PTC-Thermistor mit konstanter Temperaturheizung verfügt über Heizeigenschaften bei konstanter Temperatur. Das Prinzip besteht darin, dass sich der PTC-Thermistor nach dem Einschalten selbst erwärmt und der Widerstandswert in die Übergangszone eintritt. Die Oberflächentemperatur des PTC-Thermistors mit Konstanttemperaturheizung bleibt auf einem konstanten Wert. Diese Temperatur hängt nur vom PTC ab. Die Curie-Temperatur des Thermistors hängt von der angelegten Spannung ab und hat grundsätzlich nichts mit der Umgebungstemperatur zu tun. PTC-Thermistoren mit konstanter Temperaturerwärmung können in einer Vielzahl von Formen und Strukturen sowie unterschiedlichen Spezifikationen hergestellt werden. Zu den gebräuchlichsten gehören Scheibenform, Rechteck, Streifenform, Ringform, poröse Wabenform usw. Die oben genannten PTC-Heizelemente und Metallkomponenten können kombiniert werden, um verschiedene Formen von Hochleistungs-PTC-Heizgeräten zu bilden.
PTC-Heizungen werden nach dem Leitungsmodus klassifiziert:
PTC-Keramikheizungen, die hauptsächlich auf Wärmeleitung basieren, zeichnen sich durch eine Elektrodenplatte (elektrische Leitung und Wärmeübertragung) aus, die auf der Oberfläche des PTC-Heizelements installiert ist (elektrische Leitung und Wärmeübertragung), eine Isolierschicht (elektrische Isolierung und Wärmeübertragung) und eine wärmeleitende Wärmespeicherplatte (bei einigen ist auch Wärmeleitkleber angebracht). Mehrschichtige Wärmeübertragungsstrukturen wie PTC-Elemente übertragen die vom PTC-Element abgegebene Wärme an das erhitzte Objekt. Verschiedene PTC-Keramik-Lufterhitzer nutzen die gebildete Heißluft zur Konvektionswärmeübertragung. Sie zeichnen sich durch hohe Ausgangsleistung und automatische Anpassung aus. Die Eigenschaften des Infrarot-Strahlungsheizgeräts bestehen darin, dass es tatsächlich die von der Oberfläche des PTC-Elements oder der wärmeleitenden Platte schnell abgegebene Wärme nutzt, um den mit der Oberfläche in Kontakt stehenden Ferninfrarot-Lack oder das Ferninfrarot-Material direkt oder indirekt zum Abstrahlen von Infrarot anzuregen Strahlen. PTC-Keramik-Infrarot-Strahlungsheizung.
Die Arbeitseffizienz und der Auslastungsgrad der Klimaanlage von Elektrofahrzeugen haben großen Einfluss auf die Reichweite. Insbesondere durch die Nutzung warmer Luft wird mehr elektrische Energie verbraucht. Bei Autos mit Benzinmotor nutzt die warme Luft direkt die Wärmeabfuhr des Motors. Im Allgemeinen verbraucht kalte Luft mehr Energie als warme Luft. Beim Heizen von Elektrofahrzeugen handelt es sich eigentlich um einen Prozess, bei dem die elektrische Energie der Leistungsbatterie durch ein Heizgerät in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die meisten Elektrofahrzeuge verwenden derzeit PTC-Heizgeräte (Positive Temperature Coefficient). PTC-Heizgeräte können in zwei Formen unterteilt werden: direktes Erhitzen der Luft oder Erhitzen und Kühlen von zirkulierendem Wasser und anschließende Wärmeerzeugung.
