ระบบทำความร้อนโดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนนำไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

นักวิจัยของ Fraunhofer จะจัดแสดงแบบจำลองสาธิตของระบบทำความร้อนแบบประหยัดพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ IAA: ฟิล์มเคลือบที่สร้างความร้อนที่แผ่กว้าง

ผู้ขับขี่รถยนต์ไฟฟ้ามีอีกหนึ่งเหตุผลที่จะรักฤดูร้อนเพราะ ในฤดูหนาว ช่วงของรถจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากต้องการพลังงานเพิ่มเติมจากระบบทำความร้อน . รถยนต์ไฟฟ้าไม่เกิดความร้อนเมื่อเทียบกับรถยนต์นั่งทั่วไป ซึ่งสร้างความร้อนให้กับเครื่องยนต์มากเกินพอที่จะให้ความร้อนภายในห้องโดยสาร จำเป็นต้องมีเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพิ่มเติม นี้มาพร้อมกับพลังงานจากแบตเตอรี่เดียวกันกับที่ให้พลังงานกับมอเตอร์ Serhat Sahakalkan ผู้จัดการโครงการที่ Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA ในสตุตการ์ตกล่าวว่า 'ในกรณีที่เสียเปรียบที่สุด คุณสามารถขับรถไปได้เพียงครึ่งเดียวจากระยะทางปกติ'

นักวิจัยที่ IPA ได้พัฒนา a แผ่นทำความร้อนแบบแผ่นฟิล์ม ซึ่งให้ความอบอุ่นอย่างรวดเร็วในรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเดินทางระยะสั้น มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบเดิม . แนวคิดการทำความร้อนขึ้นอยู่กับฟิล์มที่เคลือบด้วยท่อนาโนคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (CNTs) ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงฉีดพ่น CNT บนชั้นบางๆ ของการกระจายตัวของ CNT “ฟิล์มติดกาวที่ขอบประตูด้านใน และสร้างความอบอุ่นสบายบริเวณที่วางแขนภายในเวลาอันสั้น” ซาฮากาลคานอธิบาย เครื่องทำความร้อนทำงานตามหลักการจูล: เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านฟิล์ม จะเกิดการต้านทานตามธรรมชาติระหว่างอนุภาคนาโนแต่ละตัว “การชนกัน” เหล่านี้สร้างความร้อน

ฟิล์มความร้อนบางเฉียบช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่าย

เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้าแบบธรรมดาที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าก็ใช้หลักการนี้เช่นกัน โดยปกติวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ใช้คือลวดทองแดงซึ่งฝังอยู่ในแผ่นซิลิโคนเป็นต้น วิธีแก้ปัญหาของนักวิจัยจากสตุตการ์ตมีข้อดีหลายประการ: ในขณะที่เครื่องทำความร้อนลวดทองแดงที่มีอยู่ในปัจจุบันค่อนข้าง 'เทอะทะ' และใช้พื้นที่ในการติดตั้งค่อนข้างมาก ฮีตเตอร์ฟิล์มประกอบด้วยชั้นของวัสดุนำไฟฟ้าที่มีความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตร . สามารถใช้กับพื้นผิวต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่น และช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่ายเนื่องจากมีน้ำหนักเบา

CNTs เองมีความจุความร้อนต่ำ อันเป็นผลมาจากความร้อนที่สร้างขึ้นถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยตรง ความร้อนจะกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิวของฟิล์ม ซึ่งต่างจากรุ่นที่ใช้ลวด ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ เมื่อคนขับปิดการทำความร้อน วัสดุจะเย็นลงอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกัน “ เวลาตอบสนองที่รวดเร็วเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระยะทางสั้นๆ เช่น การเดินทางในเมือง ” สหกาลกาญจน์อธิบาย ผู้ใช้สามารถปรับความร้อนที่ต้องการได้อย่างไม่จำกัด แม้แต่ข้อบกพร่องที่แยกออกมาก็ไม่ทำให้การทำงานเสียหาย ตัวอย่างเช่น ในระบบทำความร้อนแบบใช้ลวด แม้แต่การแตกหักเล็กน้อยในโลหะก็อาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้

เพื่อให้ติดฟิล์มกับขอบประตูโค้งอย่างสม่ำเสมอ นักวิจัยแบ่งออกเป็นโมดูลเล็กๆ แล้วทากาวที่ขอบประตูเป็นท่อนๆ : “รอยพับเล็กน้อยเกิดขึ้นที่ส่วนโค้ง ซึ่งเปลี่ยนระยะห่างของอิเล็กโทรด แม้แต่การกระจายความร้อนก็ไม่มั่นใจอีกต่อไป” นักวิทยาศาสตร์กล่าว ในระยะยาว ผู้เชี่ยวชาญจากสตุตการ์ตตั้งใจที่จะลดความซับซ้อนของขั้นตอนเพิ่มเติมและฉีดพ่น CNT dispersion ลงบนส่วนประกอบยานพาหนะที่เกี่ยวข้องโดยตรง “สิ่งนี้จะทำให้กระบวนการผลิตมีความประหยัดมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันแบบใช้สายไฟ” Sahakalkan กล่าว นักวิทยาศาสตร์จะนำเสนอโมเดลสาธิตเครื่องทำความร้อนฟิล์มรุ่นแรกในเดือนกันยายนที่ IAA ในแฟรงค์เฟิร์ต งานแสดงสินค้าจะมีขึ้นตั้งแต่วันที่ 17 ถึง 27 กันยายนวันแถลงข่าว 15 และ 16 กันยายน

แหล่งที่มา: ฟรอนโฮเฟอร์