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越粗真的越好么?新能源车高压线束详解

发布时间:05/21 —— 2021 1765

这两年搞过装修的同学们都知道,随着家里用电器越来越多,就要买越来越粗的电线。搞一次装修,花上个一万块钱买各种电线,是很正常的事情。

家用电线一般是单股的铜芯线,粗细用平方毫米(mm²)表示,“4平”也就是截面积为4mm²。

高中物理老师告诉我们:

[公式]

相同温度下,每条电线对应的载流量是固定的。导线电阻跟截面积成反比,导线越粗,电阻率越小,通过相同电流时发热越小。而实际电流一旦超过电线所允许的最大电流,会导致电线过热、乃至于烧毁。

反过来,这就意味着,越粗、“平”数越大的导线可以承受更大的电流,相同电压下承受更大的功率。家用电的电压为220V,根据用电器的额定电流和额定功率选出最适合的电线。

那房间里不只一个用电器,空调和热水器都有怎么算?家用电器都为并联情况,将几个用电器的电流相加,再与电线的推荐电流比较即可。

其实以上原理其他用电场合同样适用,例如新能源汽车。我在网上看到一篇文章,将两台车的两种高压线放到一起拍照。根据我们上面的结论,越粗的线用料扎实,可用功率越大。所以结论是是“e-Lavida德系用料,良心之选。荣威的高压线束细,偷工减料”。

可是这本来就是两种高压线,作用不同不能直接对比啊!

甚至还堂而皇之传到了抖音上。

新能源车上用到的高压线束,不是只有一根。有3mm²、4mm²、16mm²、25mm²、35mm²、50mm²甚至70mm²等等很多种。以荣威Ei5 这款车型为例,同在近400V高压下,85kW电机所用的高压线,与6.6kW充电器所用的高压线当然不同 ——“粗细”即铜线截面积的差别,这也显而易见。

这是简化后的,典型的纯电动车的高压原理图

具体在车上的位置分布,我们用下面的图来表示。

粗的高压线用在这些地方

细的高压线则用在这些地方

所以说,两种都是新能源汽车必备的高压线束,只是根据功率需求的不同,装配在了不同的位置上。那如果车上都用粗一点的线不行吗?这样不是更安全吗?

  1. 正如我们不会给手机充电器接一根空调线,汽车上的零件的重量、空间都有严格的管理。

  2. 而且越粗的线越贵,实在是没有这个必要。

  3. 越粗的线束,转弯半径会越大。说白了就是“弯不过来”。

作为一个新能源汽车的科普号,既然说到了这里,就再介绍一下车用高压线的特别设计——

1、家用电缆为一根实铜芯,而车用的高压电缆,很可能由多根细铜丝组成。

这样做的原因,是为了增加导电能力——当导体中有交流电或者交变磁场时,会产生“趋肤效应”,电流会集中在导线的“皮肤部分”,导体表面的电流密度大于中心的密度。粗略来讲,可理解为主要靠导电的表面导电。

且交变电流的频率越高,“趋肤效应”就会越明显。家用电为220V、50Hz。新能源汽车的高压平台在300-400V,频率则能达到kHz级别,是家用电器的几十倍,因此高压线束必须将“芯”部面积减少。

而且还有其他好处,主高压线束截面积有50mm²,是家用电的5-10倍粗。刚度更强,难以弯曲。在车内不仅难以布局,而且还可能在碰撞后刺入驾驶舱,增加了安全风险。考虑强度和韧度,以及安全,多芯导线也是更好的选择。


2、车载高压线束有屏蔽层


麦克斯韦大神说,电会生磁。当导线中有电流通过时,其周围将产生磁场。屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在线束内,不影响其他元器件,同时减少电磁辐射。也可以屏蔽外来的影响,防止外界磁场的干扰

家用电和车用线束的基本原理相同,都是根据电流和电压需求选择合适的导线,不一定是越粗越好。而且,因使用条件更苛刻,车用高压线束的标准要求更高,在设计上也会考虑更多细节,更安全和耐用。


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