Analýza použitelnosti hliníkových vodičů v kabeláži osobních automobilů

Tomáš Hruška

Bachelor's thesis

Usability analysis of aluminum conductors in the cabling of cars

Abstract:

Práce se zabývá problematikou dimenzování hliníkových vodičů pro použití v automobilech. Určením správného jmenovitého průřezu vodiče je u vodičů s hliníkovým jádrem komplexní problematika, přestože se v minulosti běžně používal v rozvodech nízkého napětí. Jeho nahrazení za měď má své podstatné důvody. Při zvolení hliníku jako vodiče lze oproti mědi ušetřit hmotnost a zvýšit tak hospodárnost automobilu, ekologii a v neposlední řadě finanční prostředky. V teoretické části jsou uvedeny informace o problematice dimenzování vodičů. V praktické části jsou zdokumentována provedená měření úbytků napětí a oteplení hliníkových vodičů vedoucí k zjištění parametrů pro zlepšení návrhu automobilové kabeláže. Z výsledků jsou identifikovány pomocí citlivostní analýzy vytvořeného počítačového modelu důležité parametry pro diferenciální rovnici tepelné bilance vodiče. Zjištěné parametry byly otestovány metodou konečných prvků v tepelné simulaci vytvořeného 2D grafického modelu vodiče. Oproti zadání práce byla navíc provedena měření částečně přerušených hliníkových i měděných vodičů pro pochopení rozdílnosti jejich vlastností při této specifické poruše.

Abstract:

The thesis deals with the dimensioning of aluminum conductors for use in automobiles. Determining the correct nominal cross-section of the conductor with aluminum core is a complex issue, although it was ordinary used in low-voltage distribution in the past. Replacement for copper has its essential reasons. By using aluminum as a conductor, it is possible to save weight in compare to copper, increase the economy of the car, ecology and, last but not least, financial resources. Information to the dimensioning of conductors is given in the theoretical part. In the practical part are documented voltage drops measurements and heating of aluminum conductors, leading to the identification of parameters for car wiring improvement. From the results are identified important parameters by the sensitivity analysis of the created computer model for the differential equation of the thermal conductor balance. The detected parameters were tested by the finite element method in the thermal simulation, created in 2D graphic model of the conductor. In addition to the work assignment, measurements of partially interrupted aluminum and copper conductors were made to understand the differences in their properties in this specific malfunction.

Keywords

Hliníkový vodič, dimenzování elektrických vodičů, tepelná bilance vodiče, automobilový průmysl, automobilová kabeláž

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Novák, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronic Information and Control Systems