摘要:本文通过对发电机、蓄电池、启动机电气回路的构成分析,举例说明各自回路导线线径的选定方法。
1 发电机回路
对于发电机供电回路导线线径的选取,主要取决于以下因素:①发电机的冷态输出电流;②发电机的热态输出电流;③发电机冷态输出电流的时间区间、热态输出电流的时间区间(即需要了解冷态电流到热态电流的转换时间);④导线的发烟曲线。
对于发电机供电回路所采用的熔断器的容量,一般取发电机冷态额定转速条件下的输出电流值。因为在一般情况下,发电机工作在冷态条件下的时间较短,且熔断器是可以长时工作在其额定电流值下的。
以图1、图2、图3、图4为例,说明如何选择发电机供电回路的导线线径及熔断器。
根据发电机输出特性曲线(图1),发电机的额定转速为6 000 r/min,其冷态电流输出电流为150A,发电机冷态输出电流与热态输出电流的切换时间点为60~70s之间,达到热态后,发电机的额定转速为6 000 r/min时,其热态电流输出电流为121 A,且熔断器可以长时工作在其额定电流上,故我们选择的熔断器为慢熔型150 A的熔断器。
根据发电机输出特性与AVX(汽车用乙烯树脂耐热低压线缆,A: low voltage wires for automobiles,V : vinyl, X : cross-linked) 20 mm,导线的发烟曲线(图2),在不同的环境温度下,AVX 20 mm“的导线可以满足要求(以发电机为依据,默认发电机冷态输出电流与热态输出电流的切换时间点为60~70s之间)。
出于导线压接工艺及降低成本的考虑,根据图3及图4,我们知道在不同的环境温度下,AVX8 mm“的导线可以满足发电机在额定转速下一半输出电流值的要求,故对于发电机供电回路的导线,我们可以选择2个AVX 8 mm“的导线进行合股压接。
2 蓄电池回路
对于蓄电池供电回路导线线径的选取,主要取决于以下因素:①蓄电池的充电电流;②导线的发烟曲线。
蓄电池供电回路导线线径也受发电机电压取样方式的影响。目前常以检测蓄电池端充电电压与发电机输出端电压为依据,分别称为蓄电池电压取样与发电机电压取样(即自身电压取样)。日系车大多采用蓄电池电压取样的方式,这种方式可保证蓄电池端的充电电压在额定电压上,能自动补偿充电线上的电压降,因此充电线只需考虑载流量,而不必考虑电压降,本文介绍的蓄电池供电回路导线线径的选取就是以这种取样方式为基础的。欧洲车大多采用发电机电压取样的方式,其特点是保证发电机的输出电压在额定电压上,但要考虑充电线上的电压降问题,最大电流下也要小于0.3 V(德国标准)。
以图5、图6为例,说明如何选择蓄电池供电回路的导线线径。
根据蓄电池充电电流曲线(图5),结合导线的发烟曲线,可以绘制出图6。在不同的环境温度下,HEB(汽车蓄电池用低压厚壁线缆,H : Heavy-duty,E : Earth , B : Bond) 15 mm2的导线可以满足要求。