Solusi Pemanasan untuk Kendaraan Listrik Murni
Konservasi energi dan perlindungan lingkungan adalah tema umum yang diadvokasi oleh dunia saat ini, dan kendaraan listrik murni akan menjadi tren yang tak terelakkan dalam perkembangan industri otomotif di masa depan. Sebagai alat transportasi yang nyaman, kenyamanan berkendara juga menjadi faktor kuncinya. Kendaraan listrik murni mematikan mesin dan tidak mempunyai panas buangan cairan pendingin mesin sebagai sumber panas. Ini merupakan tantangan besar bagi pemanasan kabin kendaraan listrik murni, dan juga membawa peluang pengembangan untuk metode pemanasan lainnya. Saat ini, pemanas bahan bakar, pemanas listrik, dan pemanas pompa panas dapat dipertimbangkan untuk memecahkan masalah pemanasan kabin pada kendaraan listrik murni.
Kebanyakan metode pemanasan listrik menggunakan pemanasan PTC. PTC adalah singkatan dari PositiveTemperature Coefisien yang artinya koefisien temperatur positif, dan umumnya mengacu pada bahan atau komponen semikonduktor dengan koefisien temperatur positif yang besar. Biasanya PTC yang kita maksud mengacu pada termistor koefisien suhu positif, atau disingkat termistor PTC. Termistor PTC adalah resistor semikonduktor sensitif terhadap suhu. Ketika melebihi suhu tertentu (suhu Curie), nilai resistansinya meningkat tajam seiring dengan meningkatnya suhu. Artinya, kekuatan pemanas PTC akan tiba-tiba berkurang ke nilai minimum, menyebabkan suhu kembali di bawah suhu Curie. Karena karakteristik ini, pemanas PTC memiliki keunggulan berupa pemanasan suhu konstan, tidak ada nyala api terbuka, dan masa pakai yang lama.
Pemanasan udara tegangan rendah
Pompa air, pipa air, katup tiga arah, inti pemanas, motor, dan tangki air radiator ditambahkan ke ruang mesin untuk membentuk sistem sirkulasi air tertutup, dan pemanas udara bertegangan rendah ditambahkan ke struktur HVAC. Saat sakelar pemanas pengontrol AC dihidupkan, katup tiga arah B mengubah arah cairan pendingin sehingga cairan pendingin melewati inti pemanas. Menurut suhu kontrol sensor suhu interior mobil, suhu interior mobil, suhu pembukaan pompa air, dan kontrol suhu katup tiga arah A dan suhu cairan pendingin untuk mengontrol status kerja PTC dan inti pemanas. Ketika sakelar pemanas pengontrol AC dimatikan, katup tiga arah B kembali mengubah arah cairan pendingin sehingga cairan pendingin tidak melewati inti pemanas.
Keuntungan
Karena inti pemanas menggunakan panas buangan cairan pendingin, maka dapat menghemat keluaran daya pemanas udara bertegangan rendah dan berbagi sebagian fungsi pendinginan motor, sehingga mengurangi keluaran daya tangki air radiator.
Kekurangan
1) Jumlah modifikasi pada bagian yang diwariskan relatif besar, dan biaya modifikasinya tinggi.
2) Penggunaan pemanas udara bertegangan rendah memerlukan sejumlah ruang perbaikan di bagian bawah pemanas AC kendaraan asli. Namun, menambahkan perangkat pemanas tambahan PTC akan menyebabkan perubahan pada casing rakitan blower pemanas. Jika ingin menambahkan alat bantu PTC di bawah inti pemanas, saluran udara dan saluran penghembus kaki di bagian bawah casing harus dipindahkan ke bawah.
3) Rangkaian kendali perlu diubah lagi, dan komponen kendali serta beberapa saluran pipa perlu ditambah agar pengontrol dapat mengendalikan pompa air dan katup tiga arah. Pengendaliannya rumit dan biayanya meningkat pesat.
4) PTC diatur di dalam kokpit, yang menimbulkan risiko keselamatan tertentu.
Pemanasan udara tegangan tinggi
Lepaskan pipa masuk dan keluar kendaraan asli serta inti pemanas, ganti inti pemanas dengan pemanas udara PTC dengan ukuran dan metode pemasangan yang sama dengan inti pemanas kendaraan asli, kemudian ubah sirkuit kontrol yang relevan, dan isolasi ukuran inti PTC.
Keuntungan
1) Tidak diperlukan perubahan pada struktur HVAC.
2) Tidak seperti pemanas pemanas udara bertegangan rendah, yang dibatasi oleh banyak faktor seperti kapasitas keluaran daya, pemanas pemanas udara bertegangan tinggi dapat memberikan keluaran daya yang sangat kuat dan pemanasan efisiensi tinggi.
3) Memanaskan udara secara langsung, suhu ruang mengemudi meningkat dengan cepat.
Kekurangan
1) Agar sistem pendingin udara dan pemanas memenuhi peraturan pencairan es dan penghilangan kabut serta persyaratan pemanasan, daya pemanas PTC harus minimal 3000 W atau lebih. Tenaga ini merupakan konsumsi yang sangat besar dibandingkan dengan total kapasitas baterai, yang sangat mempengaruhi jangkauan berkendara kendaraan listrik murni.
2) PTC dengan daya pemanasan lebih dari 3 000 W disusun dalam HVAC, yang dapat menyebabkan bahaya keselamatan. Kisaran tegangan kerja PTC pemanas udara tegangan tinggi umumnya 250~450 V (DC), dan tindakan isolasi tegangan tinggi perlu diambil. EN60335 mensyaratkan bahwa tingkat insulasi produk tegangan tinggi harus lebih besar dari atau sama dengan 2 000 V. Saat merancang produk, perlu mempertimbangkan langkah-langkah keamanan insulasi multi-lapisan (Gambar 8), yang sangat meningkatkan biaya produk itu sendiri dan membuat penerapan produk menjadi sulit.
3) Pemanas pemanas udara tegangan tinggi diatur dalam HVAC. Tindakan isolasi diperlukan untuk pemanas pemanas udara bertegangan tinggi. Jika tidak, bila suhu pemanas pemanas udara bertegangan tinggi tinggi, cangkang HVAC akan menghasilkan bau dan mempengaruhi kualitas udara di dalam kabin.
Pemanasan air tegangan tinggi
Pemanas pemanas air tegangan tinggi, tangki air, pompa air, dan pipa air ditambahkan ke ruang mesin untuk membentuk sistem sirkulasi air tertutup dengan inti pemanas mobil asli.
Keuntungan
1) Perangkat tegangan tinggi disusun di ruang mesin untuk memastikan keamanan tegangan tinggi dan memberikan solusi optimal dengan tingkat keamanan tertinggi sekaligus memastikan kinerjanya.
2) Pemanasan air, tidak berbau saat bekerja.
3) Tidak diperlukan perubahan pada struktur HVAC.
4) Apabila daya baterai berlebih akibat pemulihan energi pengereman atau faktor lainnya, pemanas air tegangan tinggi dapat mengubah kelebihan energi listrik menjadi energi panas dan menyimpannya dalam sistem sirkulasi air untuk mencegah bahaya akibat pengisian daya baterai yang berlebihan.
5) Berbeda dengan sistem 12V, yang memiliki banyak batasan pada kemampuan keluaran daya, sistem tegangan tinggi dapat memberikan keluaran daya yang sangat kuat dan kemampuan pemanasan efisiensi tinggi.
6) Dalam sistem HVAC elektronik murni, daya tidak dipengaruhi oleh faktor lain, namun mudah diatur oleh sistem manajemen suhu, sehingga memungkinkan kontrol suhu interior secara tepat.
Kekurangan
1) Strukturnya rumit dan banyak bagian tambahan yang ditambahkan, sehingga menyulitkan tata letak ruang mesin.
2) Kecepatan pemanasan air lambat.
3) Daya listrik pemanas air PTC heater sekitar 5,5 kW. Tenaga tersebut merupakan konsumsi yang sangat besar dibandingkan dengan total kapasitas baterai, sehingga sangat mempengaruhi jangkauan berkendara kendaraan listrik.
