聯(lián)系人:李鋒
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這兩年搞過裝修的同學(xué)們都知道,隨著家里用電器越來越多,就要買越來越粗的電線。搞一次裝修,花上個一萬塊錢買各種電線,是很正常的事情。
家用電線一般是單股的銅芯線,粗細用平方毫米(mm2)表示,“4平”也就是截面積為4mm2。
高中物理老師告訴我們:
W=I^{2}Rt
相同溫度下,每條電線對應(yīng)的載流量是固定的。導(dǎo)線電阻跟截面積成反比,導(dǎo)線越粗,電阻率越小,通過相同電流時發(fā)熱越小。而實際電流一旦超過電線所允許的最大電流,會導(dǎo)致電線過熱、乃至于燒毀。
反過來,這就意味著,越粗、“平”數(shù)越大的導(dǎo)線可以承受更大的電流,相同電壓下承受更大的功率。家用電的電壓為220V,根據(jù)用電器的額定電流和額定功率選出最適合的電線。
那房間里不只一個用電器,空調(diào)和熱水器都有怎么算?家用電器都為并聯(lián)情況,將幾個用電器的電流相加,再與電線的推薦電流比較即可。
其實以上原理其他用電場合同樣適用,例如新能源汽車。我在網(wǎng)上看到一篇文章,將兩臺車的兩種高壓線放到一起拍照。根據(jù)我們上面的結(jié)論,越粗的線用料扎實,可用功率越大。所以結(jié)論是是“e-Lavida德系用料,良心之選。榮威的高壓線束細,偷工減料”。
新能源車上用到的高壓線束,不是只有一根。有3mm2、4mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2甚至70mm2等等很多種。以榮威Ei5這款車型為例,同在近400V高壓下,85kW電機所用的高壓線,與6.6kW充電器所用的高壓線當(dāng)然不同——“粗細”即銅線截面積的差別,這也顯而易見。
具體在車上的位置分布,我們用下面的圖來表示。
所以說,兩種都是新能源汽車必備的高壓線束,只是根據(jù)功率需求的不同,裝配在了不同的位置上。那如果車上都用粗一點的線不行嗎?這樣不是更安全嗎?
既然說到了這里,就再介紹一下車用高壓線的特別設(shè)計:
1、家用電纜為一根實銅芯,而車用的高壓電纜,很可能由多根細銅絲組成。
這樣做的原因,是為了增加導(dǎo)電能力——當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變磁場時,會產(chǎn)生“趨膚效應(yīng)”,電流會集中在導(dǎo)線的“皮膚部分”,導(dǎo)體表面的電流密度大于中心的密度。粗略來講,可理解為主要靠導(dǎo)電的表面導(dǎo)電。
且交變電流的頻率越高,“趨膚效應(yīng)”就會越明顯。家用電為220V、50Hz。新能源汽車的高壓平臺在300-400V,頻率則能達到kHz級別,是家用電器的幾十倍,因此高壓線束必須將“芯”部面積減少。
而且還有其他好處,主高壓線束截面積有50mm2,是家用電的5-10倍粗。剛度更強,難以彎曲。在車內(nèi)不僅難以布局,而且還可能在碰撞后刺入駕駛艙,增加了安全風(fēng)險??紤]強度和韌度,以及安全,多芯導(dǎo)線也是更好的選擇。
2、車載高壓線束有屏蔽層
麥克斯韋大神說,電會生磁。當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,其周圍將產(chǎn)生磁場。屏蔽層可以把這種電磁場屏蔽在線束內(nèi),不影響其他元器件,同時減少電磁輻射。也可以屏蔽外來的影響,防止外界磁場的干擾。
家用電和車用線束的基本原理相同,都是根據(jù)電流和電壓需求選擇合適的導(dǎo)線,不一定是越粗越好。而且,因使用條件更苛刻,車用高壓線束的標(biāo)準(zhǔn)要求更高,在設(shè)計上也會考慮更多細節(jié),更安全和耐用。