Khi lái xe vào mùa đông, trải nghiệm ấm áp trong xe che giấu một bộ hệ thống kỹ thuật tinh vi. Bài viết này sẽ phân tích sâu sắc các nguyên tắc làm việc của hệ thống sưởi ấm của xe nhiên liệu truyền thống và xe điện, và tiết lộ logic khoa học và đổi mới công nghệ đằng sau nguồn nhiệt.

1. "Nền kinh tế nhiệt thải" của động cơ đốt trong: Phân tích hệ thống không khí ấm truyền thống
Khi động cơ được khởi động, chất làm mát lưu thông trong phạm vi nhiệt độ cao 88-105 và 30% -40% nhiệt mà nó mang sẽ được thải vào khí quyển thông qua bộ tản nhiệt. Các kỹ sư ô tô đã khéo léo sử dụng tài nguyên nhiệt thải này và cài đặt một thiết bị trao đổi nhiệt thu nhỏ phía sau bảng điều khiển - Máy sưởi xe cốt lõi.

Thành phần này, bao gồm vây tổ ong nhôm và ống đồng, điều khiển dòng làm mát qua van ba chiều. Khi người lái bắt đầu máy sưởi:

Chất làm mát chảy qua bề mặt của lõi lò sưởi
Máy thổi thổi không khí lạnh vào lõi nhiệt độ cao
Không khí được làm nóng 15-25 ℃ thông qua dẫn nhiệt
Bộ giảm xóc trộn điều chỉnh tỷ lệ lưu thông bên trong và bên ngoài. Toàn bộ quá trình chỉ mất 3-5 phút để tạo ra không khí ấm ổn định và mức tiêu thụ năng lượng chỉ đến từ động cơ quạt gió (khoảng 150-300W), đây là mô hình thu hồi nhiệt.
2. Cuộc cách mạng sưởi ấm trong kỷ nguyên điện: Từ những thách thức tiêu thụ năng lượng đến đổi mới công nghệ
Hệ thống sưởi ấm của xe điện phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng do thiếu nhiệt thải động cơ. Các giải pháp chính trình trình bày ba tuyến kỹ thuật chính:

Máy sưởi kháng PTC: Làm nóng qua các yếu tố gốm, nóng lên nhanh chóng nhưng tiêu thụ rất nhiều năng lượng (năng lượng 5kW), có thể làm giảm 20%thời lượng pin
Hệ thống bơm nhiệt: Sử dụng nguyên tắc chu kỳ Carnot ngược, tỷ lệ hiệu quả năng lượng (COP) đạt 2-3, tiết kiệm năng lượng cao hơn 60% so với hệ thống sưởi kháng thuốc
Phục hồi nhiệt chất thải pin: Bằng sáng chế của Tesla cho thấy rằng nhiệt thải có thể được thu hồi thông qua bộ điều khiển động cơ và chất làm mát pin
Hệ thống bơm nhiệt CO₂ mới được phát triển bởi CATL vẫn có thể duy trì một cảnh sát hơn 2.0 tại -30, và với công nghệ kiểm soát nhiệt độ phân vùng thông minh, nó đang viết lại các quy tắc thời lượng pin mùa đông của xe điện.

Sự phát triển của hệ thống sưởi ấm ô tô về cơ bản là một sự theo đuổi không ngừng của hiệu quả năng lượng. Sự khôn ngoan của các phương tiện truyền thống để đạt được tỷ lệ chuyển đổi nhiệt thải là 85%và sự đổi mới của các hệ thống bơm nhiệt xe điện vượt qua các giới hạn vật lý, cùng giải thích triết lý cốt lõi của kỹ thuật ô tô "để có được lợi ích từ mọi năng lượng". Với sự đột phá của pin trạng thái rắn và vật liệu siêu dẫn, hệ thống quản lý nhiệt trên tàu tương lai có thể xác định lại hợp đồng năng lượng giữa con người và máy móc.