Per què és la tecnologia de calefacció de pel·lícula gruixuda-
l'opció òptima actualment?
Els mètodes de calefacció convencionals han divergit en dues rutes tecnològiques-escalfadors PTC i sistemes de bombes de calor. Tanmateix, la seva relació no és mútuament excloent; és més com una parella complementària. Per què?
Vegem primer els escalfadors PTC.
PTC significa Termistor de coeficient de temperatura positiu. Quan la temperatura ambient disminueix, la resistència d'un PTC també disminueix. En aquest moment, quan el corrent s'aplica sota una tensió constant, la disminució de la resistència condueix a un augment del corrent i la calor generada augmenta en conseqüència, aconseguint així un efecte d'escalfament.
Hi ha dos mètodes de calefacció PTC: calefacció per aigua-i calefacció per aire-. El primer escalfa el refrigerant a través del PTC, que després intercanvia calor amb el radiador; aquest últim intercanvia directament calor amb el PTC, i finalment expulsa l'aire calent.
La tecnologia és madura, però el problema rau en l'elevat consum energètic de la calefacció PTC, que redueix molt l'autonomia dels vehicles elèctrics. Per exemple, un escalfador PTC de 2 kW consumeix 2 kWh d'electricitat per funcionar a plena potència durant una hora. Si calculem a partir d'un consum d'energia de 15 kWh per cada 100 quilòmetres, 2 kWh equivaldria aproximadament a una autonomia de conducció de 13 quilòmetres. En realitat, el sistema també controla la potència de la unitat PTC (Power Transmission Control): la descongelació del parabrisa requereix aproximadament 2-3 kW de potència PTC; escalfar el refrigerant pot requerir uns 6 kW.
Per tant, entra en joc la "contrapart plàstica" del PTC, la bomba de calor.
Una bomba de calor actua com a "transportador" de calor-absorbeix la calor d'un "objecte" de baixa-temperatura, com ara l'aire fred de l'exterior del cotxe, la transfereix al fluid de treball i després comprimeix el fluid de treball per augmentar la seva temperatura. Finalment, el fluid de treball d'alta temperatura-intercanvia calor amb l'aire de l'interior del cotxe a través del condensador, aconseguint la funció d'aire calent.
Normalment fem servir COP (Coeficient de rendiment) per mesurar el rendiment d'un aparell d'aire condicionat. Un valor COP més alt indica una major eficiència de conversió i un major estalvi energètic. Teòricament, el valor de COP de calefacció d'una bomba de calor arriba entre 2 i 4. És a dir, amb el mateix consum d'energia, una bomba de calor produeix 2-4 vegades més calor que un PTC.
Si les bombes de calor són tan excel·lents, per què encara es necessita un PTC? El problema rau en els aspectes "teòrics".
En entorns de baixa-temperatura, les bombes de calor són propenses a fallar-a -20 graus , el COP (coeficient de rendiment) d'una bomba de calor baixa a 1, i gairebé la deixa inactiva; a -10 graus a 0 graus, el COP és 1-2, lleugerament millor que les bombes de calor PTC (crom potencialment transmès). Per tant, Tesla activa un PTC auxiliar a -10 graus a 0 graus per ajudar amb la calefacció; un cop la temperatura augmenta per sobre dels 0 graus, torna a canviar a la bomba de calor. El HiPhi X utilitza una bomba de calor indirecta, que també requereix un PTC com a font de calor auxiliar per a un escalfament ràpid a baixes temperatures.
La tecnologia PTC és senzilla, però les seves limitacions inherents inclouen capacitat limitada, inestabilitat i consum d'energia elevat; Les bombes de calor tenen un sostre alt, però el seu alt cost i la seva tecnologia immadura fan que tecnologies futures com les bombes de calor de CO₂ encara s'estan desenvolupant, i requereixen altres solucions complementàries.
Aquesta és una solució que pot substituir ràpidament el PTC i funcionar bé amb la tecnologia de calefacció de pel·lícula-gruixuda-de bombes de calor.
Escalfament de-pel·lícula gruixudaLa tecnologia utilitza materials electrotèrmics de pel·lícula de -terra gruixuda- rar, impresos en diversos substrats (acer inoxidable, alúmina, nitrur d'alumini, vidre, ceràmica, etc.) mitjançant un procés de serigrafia, per convertir l'energia elèctrica en energia tèrmica.
La diferència de materials conductors i principis tècnics determina directament els avantatges i desavantatges de rendiment inherents a les dues tecnologies.
Més sinèrgics: els escalfadors de pel·lícula gruixuda-superen la tecnologia PTC pel que fa a corrent d'arrencada, tensió ondulada i corrent ondulació, tenint menys impacte en el sistema elèctric del vehicle, garantint l'estabilitat i la fiabilitat del rendiment del vehicle i mantenint efectes de calefacció excel·lents en diferents condicions de temperatura.
Més eficient: l'eficiència tèrmica dels escalfadors-de pel·lícula gruixuda és un 7 % superior a la de la tecnologia PTC, estalviant energia i millorant significativament l'autonomia de conducció dels vehicles elèctrics.
Més ràpid: el temps d'inici-complet d'un escalfador-de pel·lícula gruixuda és de només 30 mil·lisegons, mentre que l'escalfador PTC de "ritme ràpid-" necessita aproximadament 28 segons per arribar a la màxima potència.
Amb la creixent penetració de les plataformes d'alt-tensió de 800 V, s'espera que la tecnologia d'escalfament de pel·lícula-gruixuda, capaç de suportar una alta tensió de 1500 V, substitueixi la tecnologia PTC de "650 V-limitada" i es converteixi en l'opció principal de la indústria del futur. A més, els escalfadors de pel·lícula gruixuda-s'adapten perfectament a les diferents especificacions de tensió d'alimentació, proporcionant opcions per a diversos models de vehicles.
