Le cœur deChauffage Ev PTCCe système exploite les propriétés des thermistances à coefficient de température positif (CTP), associées au système d'alimentation haute tension et au circuit de gestion thermique des véhicules électriques, pour produire du chauffage. L'énergie électrique est ainsi directement convertie en énergie thermique, puis transférée à l'habitacle ou à la batterie via le fluide caloporteur (liquide de refroidissement ou air). Grâce à ses propriétés d'autorégulation et d'autolimitation, il ne nécessite aucun dispositif de contrôle de température complexe supplémentaire, ce qui en fait une solution de chauffage efficace et sûre pour les véhicules à énergies nouvelles.
Le processus global se divise en deux phases : les principes fondamentaux des matériaux et le flux de travail proprement dit pour une utilisation automobile. Ce dernier peut varier légèrement selon le scénario d’application (chauffage de l’habitacle/chauffage de la batterie). La norme pour une utilisation automobile est :résistances PTC refroidies par liquide(échange thermique du fluide de refroidissement), tandis qu'une petite partie du chauffage de la cabine utilise des résistances PTC à air pulsé (échange thermique direct). Les explications suivantes s'appliquent :
1. Principe de base : Chauffage et autorégulation de la température par thermistance PTC
L'élément chauffant principal deChauffage PTCLa feuille de céramique PTC (céramique semi-conductrice à base de titanate de baryum dopée avec des traces d'éléments de terres rares) est à l'origine de toutes ses caractéristiques :
Chauffage : les puces céramiques PTC forment des chemins conducteurs avec des grains conducteurs internes à la tension nominale (courant continu haute tension pour une utilisation automobile, comme 300 V+/400 V+), générant de la chaleur par effet Joule lorsque le courant les traverse, réalisant une conversion directe de l'énergie électrique en énergie thermique avec un rendement de chauffage élevé (proche de 100 %, aucune perte de conversion d'énergie) ;
Température d'autolimitation (caractéristique du noyau) : Lorsque la température des puces céramiques PTC n'atteint pas la température de Curie (température critique des matériaux, généralement 120-180 ℃ pour une utilisation automobile), la valeur de la résistance est très faible et un chauffage continu à courant élevé et à puissance élevée se produit, provoquant une augmentation rapide de la température ;
Une fois la température supérieure à la température de Curie, le circuit conducteur interne se rompt rapidement et la résistance augmente de façon exponentielle (jusqu'à 10³ à 10⁶ fois la résistance à température ambiante). Selon la loi d'Ohm (P = U²/R), sous tension constante, la puissance de chauffage diminue fortement et la vitesse de chauffage devient inférieure à la vitesse de dissipation thermique. La température se stabilise alors naturellement près de la température de Curie et cesse d'augmenter, évitant ainsi la combustion à sec et la surchauffe.
Auto-récupération : Lorsque la température descend en dessous de la température de Curie en raison de la dissipation de chaleur (par exemple, par un flux de liquide de refroidissement/d'air), la résistance revient rapidement à un état de faible résistance, reprend le chauffage à haute puissance et assure une autorégulation dynamique de la puissance thermique.
2. Solution courante pour l'automobile : Processus de fonctionnement du chauffage PTC refroidi par liquide (universel pour le chauffage de l'habitacle/de la batterie)
Plus de 90 % des véhicules électriques utilisent des résistances PTC à refroidissement liquide haute pression (structure compacte, échange thermique uniforme, adaptées au circuit de chauffage de l'habitacle et au circuit de régulation de la température de la batterie), intégrées au circuit de refroidissement des véhicules à énergies nouvelles. Le chauffage de l'habitacle et de la batterie est assuré par la commutation entre différents circuits du même système de chauffage PTC. Le processus de base est identique et se divise en quatre étapes :
Mise en marche de l'alimentation électrique : l'unité de commande du véhicule (VCU) envoie un signal de démarrage au réchauffeur PTC en fonction de la commande de climatisation de l'habitacle/du signal du capteur de température de la batterie (si la batterie doit être chauffée en dessous de 5 °C), et connecte simultanément le circuit d'alimentation de la batterie haute tension du véhicule. L'alimentation CC haute tension est ensuite appliquée à l'élément chauffant PTC ;
Conversion de l'électricité en chaleur : les plaques céramiques PTC génèrent rapidement de la chaleur sous un courant à haute tension, atteignant la température de fonctionnement en quelques secondes, et la chaleur est transférée à la chambre de dissipation de chaleur/tube d'échange thermique du chauffage PTC ;
Échange thermique du liquide de refroidissement : La pompe à eau électronique du système de gestion thermique du véhicule entraîne le liquide de refroidissement dans les tubes d’échange thermique du réchauffeur PTC. Après avoir absorbé la chaleur de l’élément chauffant PTC, le liquide de refroidissement devient un liquide de refroidissement haute température (généralement 40-60 °C, ajusté selon les besoins) ;
Transfert de chaleur
Chauffage de l'habitacle : un liquide de refroidissement à haute température circule dans le radiateur d'air chaud de l'habitacle, et le ventilateur de la climatisation du véhicule y insuffle de l'air froid. Cet air froid absorbe la chaleur du liquide de refroidissement et se réchauffe, puis est diffusé dans l'habitacle par la sortie d'air pour le chauffer.
Chauffage de la batterie : Le liquide de refroidissement à haute température circule directement dans le circuit d'échange thermique à plaque refroidie par eau du bloc-batterie et chauffe uniformément le module de batterie par conduction thermique, élevant la température de la batterie à une plage de charge et de décharge appropriée (généralement 10-35 ℃), résolvant ainsi les problèmes de dégradation de l'endurance à basse température et de charge et de décharge limitées.
Addendum : Une fois l’échange thermique du fluide de refroidissement terminé, sa température diminue puis il retourne vers le réchauffeur PTC par la canalisation pour absorber à nouveau de la chaleur, formant ainsi un cycle fermé et un chauffage continu ; lorsque la cabine/batterie atteint la température cible, le VCU coupe l’alimentation haute tension du PTC et arrête le chauffage.
3. Solution à petite échelle : Fonctionnement d'un chauffage PTC éolien (utilisé uniquement pour le chauffage partiel de la cabine)
Le chauffage de l'habitacle de certains micro-véhicules électriques et modèles d'entrée de gamme utilisera des résistances PTC refroidies par air (sans échangeur de chaleur par fluide frigorigène, chauffant directement l'air), avec une structure plus simple et un processus de base composé des éléments suivants :
L'élément chauffant en céramique PTC à entrée haute tension génère directement de l'énergie thermique ;
Le ventilateur de climatisation souffle de l'air froid sur la surface de l'élément chauffant PTC, et l'air froid échange directement de la chaleur avec la plaque céramique PTC haute température, devenant ainsi de l'air chaud ;
De l'air chaud est directement envoyé dans la cabine par la sortie d'air pour obtenir un chauffage rapide.
Inconvénients : Transfert de chaleur inégal, sensibilité à la surchauffe locale et élément chauffant PTC en contact direct avec l’air, nécessitant une meilleure résistance à la poussière et à l’eau. Par conséquent, ce système est réservé aux petits modèles de voitures économiques, tandis que le refroidissement liquide est privilégié pour les véhicules à énergies nouvelles de moyenne et haute gamme.
Date de publication : 30 janvier 2026
