Woher stammt die Wärmequelle des Heizsystems bei rein elektrischen Fahrzeugen?

Kraftstofffahrzeug-Heizsystem

Zunächst einmal wollen wir uns die Wärmequelle des Heizsystems des Fahrzeugs ansehen.

Der thermische Wirkungsgrad des Automotors ist relativ gering; nur etwa 30–40 % der bei der Verbrennung erzeugten Energie werden in mechanische Energie des Fahrzeugs umgewandelt, der Rest wird vom Kühlmittel und den Abgasen abgeführt. Die vom Kühlmittel abgeführte Wärmeenergie beträgt etwa 25–30 % der Verbrennungswärme.
Das Heizsystem eines herkömmlichen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor leitet das Kühlmittel des Motorkühlkreislaufs zum Luft-Wasser-Wärmetauscher in der Fahrerkabine. Wenn der Fahrtwind durch den Kühler strömt, gibt das heiße Wasser seine Wärme leicht an die Luft ab, wodurch warme Luft in die Fahrerkabine gelangt.

Neues Energieheizsystem

Wenn man an Elektrofahrzeuge denkt, liegt die Vermutung nahe, dass ein Heizsystem, das die Luft direkt mit Widerstandsdrähten erwärmt, nicht ausreicht. Theoretisch ist das durchaus möglich, doch solche Heizsysteme gibt es in Elektrofahrzeugen so gut wie gar nicht. Der Grund dafür ist der hohe Stromverbrauch der Widerstandsdrähte.

Derzeit gibt es verschiedene Kategorien von neuenEnergieheizsystemeEs gibt im Wesentlichen zwei Kategorien: PTC-Heizungen und Wärmepumpentechnologie. PTC-Heizungen lassen sich weiter unterteilen inLuft-PTC und Kühlmittel-PTC.

PTC-Heizung

Das Heizprinzip eines PTC-Thermistor-Heizsystems ist relativ einfach und leicht verständlich. Es ähnelt dem Heizdraht-Heizsystem, bei dem durch den Stromfluss Wärme über den Widerstand erzeugt wird. Der einzige Unterschied liegt im Material des Widerstands. Während der Widerstandsdraht ein gewöhnlicher hochohmiger Metalldraht ist, verwendet man in Elektrofahrzeugen PTC-Thermistoren aus Halbleitern. PTC steht für „Positiver Temperaturkoeffizient“. Der Widerstandswert steigt mit der Temperatur. Diese Eigenschaft bewirkt, dass sich der PTC-Heizkörper bei konstanter Spannung bei niedrigen Temperaturen schnell aufheizt. Steigt die Temperatur, erhöht sich der Widerstandswert, der Stromfluss verringert sich und der PTC verbraucht weniger Energie. Durch die relativ konstante Temperatur wird im Vergleich zur reinen Widerstandsdrahtheizung Strom gespart.

Es sind diese Vorteile der PTC-Technologie, die bei rein elektrischen Fahrzeugen (insbesondere bei Modellen der unteren Preisklasse) weit verbreitet sind.

PTC-Heizung wird unterteilt inPTC-Kühlmittel- und Lufterhitzer.

PTC-Wassererhitzerwird häufig mit dem Motorkühlwasser kombiniert. Wenn Elektrofahrzeuge mit laufendem Motor fahren, erwärmt sich dieser ebenfalls. Auf diese Weise kann das Heizsystem einen Teil des Motors zur Vorwärmung während der Fahrt nutzen und gleichzeitig Strom sparen. Das Bild unten zeigt einHochspannungs-Kühlmittelerhitzer für Elektrofahrzeuge.