歐姆定律也有利于 48 伏電源

假設(shè)您需要為汽車的起動(dòng)電機(jī)供電?？赡艽嬖谝韵蚂o態(tài)和動(dòng)態(tài)特征：

電源電壓：12V

額定電流：40A

額定功率：480W

標(biāo)稱平均阻抗：0.3Ω

浪涌電流：150A

浪涌功率：1,800 W

浪涌阻抗：0.08Ω

在不考慮高浪涌電流（但對(duì)電線粗細(xì)影響）的情況下，12V電池必須暫時(shí)為電機(jī)提供40A的電流，才能使其以高扭矩旋轉(zhuǎn)。電池和電機(jī)本身需要承受總計(jì)數(shù)千焦耳的巨大能量需求。系統(tǒng)中的電纜必須充足且具有大的橫截面積，以支持這種電流水平，并防止它們過熱并造成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)（參見圖 1 中的相應(yīng)原理圖）。上述計(jì)算得到歐姆定律的支持，其中還包括以下關(guān)鍵公式：

為什么汽車電源正在用 48V 取代 12V

這兩個(gè)公式產(chǎn)生了其他反比關(guān)系，從而可以計(jì)算具有其他已知值的電阻和電流。回到電機(jī)示例，40 A 的連續(xù)電流是一個(gè)相當(dāng)大的值，必須安全處理。從示例電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)出發(fā)，可解出以下關(guān)系：

I = P/V = 480/12=40 A

R = V/I = 12/40=0.3 Ω

通過該電流值的電源線的橫截面積為 6 mm?，但還必須包括浪涌電流，因此建議的橫截面積升至 35 mm左右。

圖1：兩個(gè)電源系統(tǒng)的等效接線圖。

圖1：兩種電源系統(tǒng)的等效接線圖

駕車者可以與值得信賴的電工一起使用特殊的圖表。如果電源是48V，情況就完全不同了，同樣的功耗，流過電纜的電流會(huì)低很多。將電源電壓從 12 V 提高到 48 V 會(huì)減少流經(jīng)電路的電流，并且可以安全地選擇更小的直徑的電纜尺寸。這使得布線更輕、更便宜。

電纜溫度模擬

根據(jù)上面計(jì)算的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在可以模擬使用不同部分的電纜為上述12V和48V電壓的電機(jī)供電。目的是找出在相同功率下，接線是否經(jīng)過使用兩個(gè)電壓時(shí)溫度急劇升高。對(duì)于模擬，僅考慮穩(wěn)態(tài)（而不是浪涌）下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。

請(qǐng)注意，電纜的電阻值如下：

為什么汽車電源正在用 48V 取代 12V

利用電纜在各種操作條件下消耗的功率，可以進(jìn)行多次有限元模擬，原則上計(jì)算它們可以達(dá)到的溫度。當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，部分能量通過焦耳效應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱量，產(chǎn)生的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。該溫度取決于多種因素，例如導(dǎo)體的電阻、電流、暴露的表面積和環(huán)境溫度。熱模擬FEM的一般條件如下：

環(huán)境溫度：27℃

銅導(dǎo)熱系數(shù)：395 mW/(mm/°C)

48V 電源在現(xiàn)代汽車中的使用越來越普遍。這是因?yàn)榕c 12V 系統(tǒng)相比，48V 電氣系統(tǒng)還可以節(jié)省 15% 的能源。盡管 48V 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)性，但電子元件更小、更輕，這可以提高車輛性能和效率。