¿Por qué la tecnología de calentamiento de película gruesa es actualmente la mejor opción?

Veamos primero los calentadores PTC.

PTC significa termistor de coeficiente de temperatura positivo. Cuando la temperatura ambiente disminuye, la resistencia de un PTC también disminuye. En este momento, cuando se aplica corriente bajo un voltaje constante, la disminución de la resistencia conduce a un aumento de la corriente y el calor generado aumenta en consecuencia, logrando así un efecto de calentamiento.

Hay dos métodos de calentamiento PTC: calentamiento a base de agua y calentamiento a base de aire. El primero calienta el refrigerante a través del PTC, que luego intercambia calor con el radiador; este último intercambia calor directamente con el PTC y, en última instancia, expulsa aire caliente.

La tecnología está madura, pero el problema radica en el elevado consumo de energía de la calefacción PTC, que reduce gravemente la autonomía de conducción de los vehículos eléctricos. Por ejemplo, un calentador PTC de 2 kW consume 2 kWh de electricidad para funcionar a máxima potencia durante una hora. Si calculamos en base a un consumo de energía de 15 kWh cada 100 kilómetros, 2 kWh equivaldrían aproximadamente a una autonomía de 13 kilómetros. En realidad, el sistema también controla la potencia de la unidad PTC (Power Transmission Control): la descongelación del parabrisas requiere aproximadamente 2-3 kW de potencia PTC; calentar el refrigerante puede requerir alrededor de 6 kW.

Por lo tanto, entra en juego la "contraparte plástica" del PTC, la bomba de calor.

Una bomba de calor actúa como un "transportador" de calor: absorbe calor de un "objeto" de baja temperatura, como el aire frío fuera del automóvil, lo transfiere al fluido de trabajo y luego lo comprime para elevar su temperatura. Finalmente, el fluido de trabajo de alta temperatura intercambia calor con el aire del interior del coche a través del condensador, logrando la función de aire caliente.

Normalmente utilizamos COP (Coeficiente de Rendimiento) para medir el rendimiento de un aire acondicionado. Un valor COP más alto indica una mayor eficiencia de conversión y un mayor ahorro de energía. Teóricamente, el valor COP de calefacción de una bomba de calor alcanza entre 2 y 4. Es decir, con el mismo consumo de energía, una bomba de calor produce de 2 a 4 veces más calor que una PTC.

Si las bombas de calor son tan excelentes, ¿por qué se sigue necesitando un PTC? El problema reside en los aspectos "teóricos".

En entornos de baja temperatura, las bombas de calor son propensas a fallar: a -20 °C, el COP (coeficiente de rendimiento) de una bomba de calor cae a 1, casi dejándola inactiva; a -10°C a 0°C, el COP es 1-2, ligeramente mejor que las bombas de calor PTC (cromo potencialmente transmitido). Por lo tanto, Tesla activa un PTC auxiliar entre -10°C y 0°C para ayudar con la calefacción; una vez que la temperatura supera los 0°C, vuelve a la bomba de calor. El HiPhi X utiliza una bomba de calor indirecta y también requiere un PTC como fuente de calor auxiliar para un calentamiento rápido en bajas temperaturas.

La tecnología PTC es simple, pero sus limitaciones inherentes incluyen capacidad limitada, inestabilidad y alto consumo de energía; Las bombas de calor tienen un techo alto, pero su alto costo y su tecnología inmadura significan que tecnologías futuras como las bombas de calor de CO₂ aún están en desarrollo, lo que requiere otras soluciones complementarias.