По мере развития автомобильной технологии системы отопления в транспортных средствах стали критической точкой обсуждения, особенно с ростом электромобилей (EVS). В то время как как электрические, так и традиционные автомобили, управляемые двигателем, направлены на то, чтобы держать пассажиров нагреться, их механизмы отопления в основном различаются по эффективности, источнику энергии и воздействию на окружающую среду.
1. Источник энергии и принцип работы
Двигатель автомобильные обогреватели (Транспортные средства для двигателя внутреннего сжигания):
У бензиновых или дизельных транспортных средств отопление кабины зависит от тепла от отходов, генерируемого двигателем. Когда двигатель работает, он производит значительную тепловую энергию, которая поглощается охлаждающей жидкостью, циркулирующей через блок двигателя. Часть этой нагретой охлаждающей жидкости перемещается на сердечник нагревателя автомобиля, небольшой компонент, похожий на радиатор. Затем вентилятор выдувает воздух над сердечником теплого нагревателя, перенося тепло в кабину.
Эта система высокоэффективна, как только двигатель достигает рабочей температуры, поскольку она перепроводит энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Тем не менее, в холодном климате водители могут испытывать отложенное отопление во время фазы разминки двигателя (обычно 3–5 минут).
Электрические обогреватели (электромобили и гибриды):
У электромобилей не хватает внутреннего двигателя сгорания, поэтому они не могут полагаться на тепло отхода. Вместо этого они используют один из двух основных методов нагрева:
Нагреватели положительного температуры (PTC): эти резистивные нагреватели преобразуют электрическую энергию непосредственно в тепло. Они обеспечивают почти мгновенное тепло, но потребляют значительную мощность аккумулятора, снижая дистанцию ​​вождения до 30% в экстремальном холоде.
Тепловые насосы: усовершенствованные EV, такие как Tesla Model Y и Hyundai Ioniq 5 используют тепловые насосы, которые работают путем переноса окружающего тепла извне автомобиля в салон. Тепловые насосы в 2–3 раза более энергоэффективны, чем нагреватели PTC, но требуют сложных систем хладагента.
2. Эффективность и воздействие диапазона
Системы управления двигателем:
Для традиционных транспортных средств отопление оказывает минимальное влияние на экономию топлива, поскольку он использует тепло отходов. Тем не менее, холостое время для поддержания тепла в холодной погоде увеличивает расход топлива и выбросы.
Электрические системы:
Электрические обогреватели, особенно подразделения PTC, ставят высокий спрос на аккумулятор. При -10 ° C (14 ° F), использование нагревателя PTC может снизить диапазон EV на 100 км или более. Тепловые насосы смягчают эту проблему, сокращая использование энергии на 50–70%, но их эффективность уменьшается при чрезвычайно низких температурах (ниже -15 ° C/5 ° F).
3. Экологические соображения
Нагреватели, управляемые двигателем: в то время как в то же время эффективно перепрофилировал тепло, эти системы зависят от ископаемого топлива, что способствует выбросам Co₂.
Электрические обогреватели: EVS с питанием от возобновляемых источников энергии предлагает более чистое решение. Однако в регионах, где сетки электроэнергии полагаются на уголь или газ, экологические преимущества уменьшаются. Тепловые насосы дополнительно улучшают устойчивость за счет снижения общего потребления энергии.
4. Пользовательский опыт
Скорость отопления: электрические нагреватели PTC согревают салон быстрее, чем двигатели, которые требуют времени прогрева двигателя.
Консистенция: системы, управляемые двигателем, поддерживают стабильную тепловую выработку, пока двигатель работает, тогда как электромобили могут снизить интенсивность нагрева для сохранения срока службы батареи.
Шум: нагреватели, управляемые двигателем, работают тихо, когда двигатель теплый, в то время как тепловые насосы в EV могут создавать слабый гул.
5. Стоимость и обслуживание
Системы, управляемые двигателем,: низкая первоначальная стоимость, но привязана к обслуживанию двигателя (например, утечки охлаждающей жидкости, сбои термостатов).
Электрические системы: нагреватели PTC являются простыми и надежными, но энергичными. Тепловые насосы имеют более высокие первоначальные затраты, но снижают долгосрочные затраты на энергоносители.
Будущее отопления автомобиля
Поскольку автопроизводители приоритет эффективности, тепловые насосы становятся стандартными в электромобилях. Между тем, такие инновации, как переоборудование тепла от отходов от батарей и зонированного климат -контроля, направлены на минимизацию потери энергии. Для двигателей внутреннего сжигания более строгие правила выбросов могут отойти от длительного холостого хода, подталкивая драйверов к вспомогательным электрическим нагревателям или гибридными растворами.