Ao dirigir no inverno, a experiência calorosa no carro esconde um conjunto de sistemas sofisticados de engenharia. Este artigo analisará profundamente os princípios de trabalho dos sistemas de aquecimento de veículos de combustível e veículos elétricos tradicionais e revelarão a lógica científica e a inovação tecnológica por trás da fonte de calor.

1. "Economia do calor residual" de motores de combustão interna: análise de sistemas de ar quente tradicional
Quando o motor é iniciado, o líquido de arrefecimento circula na faixa de alta temperatura de 88-105 ℃ e 30% -40% do calor que carrega seria descarregado na atmosfera através do radiador. Os engenheiros automotivos usaram inteligentemente esse recurso de calor residual e instalaram um dispositivo de troca de calor em miniatura atrás do painel - o Aquecedor do carro essencial.

Esse componente, que consiste em aletas de alumínio e tubos de cobre, controla o fluxo do líquido de arrefecimento através de uma válvula de três vias. Quando o motorista inicia o aquecedor:

O líquido de arrefecimento flui através da superfície do núcleo do aquecedor
O soprador sopra o ar frio para o núcleo de alta temperatura
O ar é aquecido por 15-25 ℃ através da condução de calor
O amortecedor de mistura ajusta a proporção de circulação interna e externa. Todo o processo leva apenas 3-5 minutos para produzir ar quente estável, e o consumo de energia vem apenas do motor do ventilador (cerca de 150-300W), que é um modelo de recuperação de calor.
2. A revolução do aquecimento na era elétrica: dos desafios de consumo de energia à inovação tecnológica
O sistema de aquecimento de veículos elétricos enfrenta desafios graves devido à falta de calor residual do motor. As soluções convencionais apresentam três principais rotas técnicas:

Aquecedor de resistência do PTC: aquece através de elementos de cerâmica, aquece rapidamente, mas consome muita energia (energia de 5kW), o que pode reduzir a duração da bateria em 20%a 30%
Sistema de bomba de calor: Usando o princípio do ciclo de carnot reverso, a taxa de eficiência energética (COP) atinge 2-3, que é 60% mais eficiente em termos de energia do que o aquecimento de resistência
Recuperação de calor residual da bateria: a patente da Tesla mostra que o calor residual pode ser recuperado através de controladores de motor e refrigerantes de bateria
O sistema de bomba de calor CO₂ recentemente desenvolvido pela CATL ainda pode manter um policial superior a 2,0 a -30 ℃ e, com a tecnologia inteligente de controle de temperatura de zoneamento, está reescrevendo as regras da duração da bateria de inverno dos veículos elétricos.

A evolução do sistema de aquecimento automotivo é essencialmente uma busca incessante da eficiência energética. A sabedoria dos veículos tradicionais para obter uma taxa de conversão de calor residual de 85%e a inovação de sistemas de bombas de calor de veículos elétricos que rompem os limites físicos, interpretam em conjunto a filosofia central da engenharia automotiva "para obter benefícios de todos os joules de energia". Com a inovação de baterias de estado sólido e materiais supercondutores, o futuro sistema de gerenciamento térmico a bordo pode redefinir o contrato de energia entre humanos e máquinas.