Virtajohdot ja -liittimet: Oikeiden valinta on tärkeää sähköajoneuvolle
Valitsemme huolellisesti akun, moottorin ja ohjaimen, ja yhdistämme ne sitten käytettävissä olevilla komponenteilla. Yleinen virhe: virtajohdot ja -liittimet kuljettavat kaiken laitteen virran, ja usein juuri ne ylikuumenevat, sulavat tai katkeavat. Tämä opas selittää, miten ne mitoitetaan, yksinkertaisen laskelman avulla.
Tärkeimmät asiat
- Liian ohut johto kuumenee ja aiheuttaa jännitehäviötä, mikä puolestaan vähentää tehoa.
- Tuotettu lämpö kasvaa sähkövirran neliön suhteessa ja kaapelin pituuden mukaisesti.
- Liitin on usein heikoin lenkki: kosketus, liittimien kiinnitys ja puhtaus ovat yhtä tärkeitä kuin sen koko.
- Vaihekaapelit kuljettavat vaihevirtaa, joka on usein suurempi kuin akun virta.
Osa, AWG-mitta ja neliömillimetrit
Kaapelin paksuus ilmoitetaan kuparipinnan pinta-alalla, joka mitataan neliömillimetreinä, tai amerikkalaisella AWG-mittajärjestelmällä. Huomioi, että AWG-järjestelmä toimii päinvastoin: mitä pienempi luku, sitä paksumpi kaapeli.
| AWG | Kuparieseosa |
|---|---|
| 14 | 2,1 mm² |
| 12 | 3,3 mm² |
| 10 | 5,3 mm² |
| 8 | 8,4 mm² |
| 6 | 13,3 mm² |
| 4 | 21,2 mm² |
Samalla johdolla, jossa on erittäin hienoja lankoja ja silikonieriste, on parempi joustavuus ja se kestää lämpöä paremmin kuin jäykkä johto, jossa on tavallinen eriste. Tämäntyyppinen johto on suositeltava käytettäväksi ajoneuvossa, joka värisee.
Laskelmat, jotka ovat tärkeitä: jännitehäviö ja lämpötila
Kuparin ominaisvastus on noin 0,0172 ohmia metriltä millimetrissä neliössä. Johdon vastus on siis:
`vastus (Ω) = 0,0172 × pituus (m) ÷ poikkipinta-ala (mm²)`
Esimerkiksi: 1 metrin pituinen akku-ohjaimen välinen johto, eli 2 metriä kaapelia edestakaisin, jonka poikkipinta-ala on 8,4 mm², omaa vastuksen, joka on noin 0,0172 × 2 ÷ 8,4 ≈ 0,004 Ω. 100 ampeerin virralla se aiheuttaa noin 0,4 voltin jännitehäviön ja tuottaa noin 40 wattia lämpöä. 200 ampeerin virralla jännitehäviö kaksinkertaistuu ja lämpö nelinkertaistuu: 160 wattia.
Kaksi seurausta:
- Jännitteen lasku vähentää moottorille saatavilla olevaa jännitettä, mikä puolestaan vaikuttaa nopeuteen ja huipputehoon;
- **Lämpö** pehmentää eristettä, hapettaa kontaktipintoja ja nopeuttaa liittimien kulumista.
Kaapelin sallittu virta riippuu myös sen ympäristöstä: vapaassa ilmassa oleva kaapeli jäähdyttää paremmin kuin tiiviisti pakattu kaapelipaketti suljetussa rungossa. Valmistajien virransuuretaulukot olettavat tiettyjä olosuhteita, joten on tärkeää jättää turvamarginaalia.
Vaihekaapelit
Ohjaimen ja moottorin välillä virta on vaihevirta. Käynnistyksen ja ylämäkeen ajettaessa se voi olla huomattavasti suurempi kuin akulta otettu virta: tästä kerrotaan tarkemmin meidän ohjaimen oppaassamme. Nämä kaapelit on siksi oltava vähintään yhtä paksuja kuin akun kaapelit, ja mahdollisimman lyhyitä. Napamoottorissa nämä kaapelit kulkevat moottorin ontossa akselissa, mikä rajoittaa niiden paksuutta: tämä on tarkistettava ennen virran lisäämistä.
Liittimet
Yhdistin aiheuttaa pienen kosketusvastuksen. Uutena ja hyvin asennettuna tämä on vähäistä. Kulunut, hapettunut tai huonosti kiinnitetty liitin voi kuitenkin muodostua koko piirin kuumimmaksi kohdaksi. Kolme päätyyppiä ovat yleisiä kevyissä ajoneuvoissa:
- sylinterimäiset liittimet (bullet), pareittain, joita käytetään usein moottorivaiheissa, kuten esimerkiksi 8 mm:n bullet-liittimet;
- akkuliittimet, joissa on polariteettisuoja, jotka estävät napaisuuden kääntymisen;
- versiot, jotka on suunniteltu estämään kipinöintiä ja jotka sisältävät esilatausvastuksen: ne estävät kipinöinnin kytkennän yhteydessä, kun ohjaimen kondensaattorit latautuvat nopeasti.
Puristaminen tai hitsaus
Oikealla pihdillä ja sopivalla liittimellä tehty puristusliitos takaa vakaan ja tärinältä kestävän kontaktin. Hyvin tehty juotos johtaa virtaa hyvin, mutta jäykistää kaapelin sen ulostulossa, jossa se voi rikkoutua tärinän vaikutuksesta. Tämä suojataan kutistemuovilla, joka tukee kaapelia.
Huoltotyön vinkki.
Ylikuumunut liitin (muovi vääntynyt, metalli tummunut) vaihdetaan aina pareittain, ei koskaan yksittäin: jäljellä oleva osa on myös vaurioitunut, ja se aiheuttaa uuden liittimen ylikuumenemisen.
Parhaat käytännöt
- Virtajohdot tulisi pitää mahdollisimman lyhyinä, ja plus- sekä miinus-johdot tulisi sijoittaa vierekkäin häiriöiden minimoimiseksi.
- Suojatut reunat, kiinnitykset, jotka estävät hankausta.
- Sopiva sulake tai katkaisija, joka on sijoitettu mahdollisimman lähelle akkua, suojaa johdotusta oikosulun varalta.
- Ensimmäisten ajokertojen jälkeen, tarkista liittimet manuaalisesti: jos yksi liitin on lämmin kun taas muut ovat kylmiä, se voi viitata vikaan.
Usein kysytyt kysymykset
Minkä paksuista johtoa tulisi käyttää 100 ampeerin virralle?
Tämä riippuu johdon pituudesta, jäähdytyksestä ja hyväksyttävästä jännitehäviöstä. Laske vastus tämän oppaan kaavalla ja tarkista sitten haotettava lämpö ja jännitehäviö. Ajoneuvossa käytetään yleensä hieman suurempaa johdinta kuin taulukoiden ehdottama minimikoko.
Miksi moottorin vaihejohtimet tummuvat?
Ne toimivat: viallinen liitin, löysä nastanliitos, huono juotos tai liian suuri virta niiden kokoon nähden. Vaihda ne pareittain ja varmista, että ne on mitoitettu vaihevirralle, ei pelkästään akkuvirralle.
Antaako paksumpi kaapeli enemmän tehoa?
Se tämä vähentää jännitehäviötä ja lämpöä, mikä tekee saatavilla olevasta tehosta vakaampaa suurilla virroilla. Se ei tuota tehoa, vaan estää sen menetyksen.