没有发动机，电动汽车如何取暖？

随着电动汽车技术的逐渐发展和完善，人们对汽车性能及乘坐舒适性的要求也不断提高，但这时有两个令人尴尬的问题出现了。

第一个问题，不同于传统燃油汽车，电动汽车没有发动机余热可以利用，乘员舱冬季采暖缺少能量来源，所以需要设计新的采暖方案；

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第二个问题，锂离子电池系统在低温工况下运行时，其功率输出受到很大的抑制，特别是在我国北方寒冷的冬季，电池内部温度过低，在断电保护机构作用下，甚至不能启动。

如何化解取暖尴尬？

电动汽车冬季乘员舱采暖方案主要有三种：燃油加热器、PTC加热系统和热泵空调系统。

燃油加热器是传统汽车发动机预热、乘员舱采暖的主要布置方案之一，具有升温速率快，加热性能稳定的优点，但是它的燃烧产物为HC、CO等，与发展电动汽车减少环境污染的目标相悖。

热泵系统方案在现阶段仍然存在着难以克服的问题，如低温下室外换热器的结霜问题，这会造成热泵系统制热能力急剧降低。

PTC加热系统具有体积小、输出功率大、恒温自控等优点，在现阶段是最为稳定可靠的方案。PTC加热系统可以分为风暖方案和水暖方案两种：风暖方案具有实施简单、风温调节迅速的优点，但由于系统进风与暖风芯体之间的高换热温差，风量因素对输出功率和HVAC出风温度影响显著，波动性大；水暖方案是以冷却液作为中间工质，虽然降低了与进风的换热温差，但削弱了风量因素对出风温度的影响。

电池预热方案

PTC加热系统在目前仍然是最稳定、高效且无污染的方案。PTC加热系统应用范围广泛：从电动车种类来划分，它既可以应用于纯电动汽车，也可以应用于混合动力电动汽车；从功能模式划分，它既可以单独的进行乘员舱加热、电池预热，也可以与热泵系统联合使用。

随着纯电动汽车的发展和普及，开发紧凑高效的PTC加热装置完全符合电动汽车的发展潮流。

陶瓷PTC是什么？

PTC热敏电阻(即Positive Temperature Coefficient Ceramic Resistance)是一种基于PTC效应原理，具有正温度系数的陶瓷电阻。PTC效应于上世纪50年代，海曼等人在研究BaTiO3陶瓷过程中发现，它表现为具有温度敏感性的半导体电阻，在温度超过一定温度（居里温度）后，电阻值呈阶跃性升高。目前工业生产中广泛应用的PTC陶瓷材料是以BaTiO3为基，掺杂其它元素制造而成的。

未经掺杂的BaTiO3是优秀的绝缘材料，广泛用于电子陶瓷、热敏电阻等多种电子元器件的制造。通过往其中掺入微量的 Ta、Bi、Nb、La、Sb、Y 等氧化物进行原子价控制而使之半导化，再添加增大其正电阻温度系数的 Mn、Fe、Cu、Cr 的氧化物和起其他作用的添加物热处理后使陶瓷表现出良好的 PTC 效应。

由于研究起步比较早，国外发达国家在 PTC 陶瓷材料方面的研究一直都处于领先地位，特别是日本，因为其在 PTC 陶瓷材料的研究上投入了大量的资源，进行了很多深入的研究工作，这使得日本在该领域中走在了世界的前列，在整个 PTC 产业中拥有着许多论文及专利，正是凭着这些论文和专利，日本的村田、NGK、松下等公司占有了很大的 PTC 陶瓷材料市场份额。

我国在上世纪 60 年代才开始对 PTC 陶瓷材料进行初步探索，直到 70 年代初期，国内的一些高等院校、科研机关和工厂才陆陆续续开展了对 PTC 陶瓷材料的研究工作。随着各种电子产品对 PTC 需求的不断提高，生产PTC 元件的工厂也开始变得越来越多，PTC 陶瓷材料开始进一步实用到各个领域。目前，出于环境保护的目的，世界各国对电动汽车的需求变得越来越急迫，这使得 PTC材料在电动汽车电池加热系统中有着很大的需求量，蓄电量高、供电稳定成为了电动汽车发展的重要突破点，这就要求既要提高 PTC材料的居里温度又要提高其抗电强度。

参考来源：

[1]谷勇炜.车载瓷陶瓷PTC电阻加热器

[2]钟志勇.钛酸铅钡基热敏陶瓷两步合成法制备技术研究

[3]骆兴国.电动汽车PTC加热系统研究

文章来源：粉体网

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