Dikke kabels

De Burton is eraan toe om van elektronica te worden voorzien. Een van de laatste grote klussen. Ik ga beginnen met de grote verbruikers - ofwel de dikke kabels. De startmotor is de grootste stroomverbruiker, dus die krijgt de dikste kabels. Hoeveel stroom de motor precies trekt weet ik niet, maar méér dan 100 ampère is het al snel. De kabels voor de startmotor moeten naast dik ook zo kort mogelijk zijn. Beide zorgen ervoor dat de spanningsval over de kabel zo klein mogelijk is en er dus zo min mogelijk vermogen gedissipeerd wordt. Gedissipeerd vermogen resulteert in het opwarmen van de kabel. Dat zorgt naast verloren energie ook nog eens voor het oplopen van de weerstand van de kabel. Dat zorgt op zijn beurt weer voor meer verlies enz... Dikke kabels dus. Maar hoe dik?

De weerstand van een geleider wordt berekend met de volgende formule:

R: weerstand in ohm

rho: soortelijke weerstand van koper: 0,0175·10^-6 in ohm·m

l: lengte draad in m

A: oppervlak doorsnede draad in m². 

Nu is het gebruikelijk om de 'dikte' van de draad uit te drukken in mm². Dat kan en dan kun je rho meteen ingeven als 0,0175. Dan klopt de formule weer.

Voor de spanningsval over de draad geldt de bekende formule:

We hebben nu twee formules voor weerstand R. Door ze te combineren krijg je:

Van deze formule zijn I, rho en l bekend. Alleen is nog niet bepaald hoeveel spanningsval U er geaccepteerd wordt. Vaak wordt hier een percentage genoemd. Bijvoorbeeld 5% van de voedingsspanning. Ik kies voor iets minder verlies en ga voor 1%, ofwel 0.01 * 12 = 0.12 volt.

Als ik uitga van een afstand van een halve meter tussen accu en startmotor, moet ik voor de lengte van de kabel 1 meter nemen. De spanningsval treedt namelijk ook op in de massa-/retourkabel.

A = (100 * 0.0175 * 0.5 * 2) / (0.01 * 12) = 14.6 mm²

Een standaard dikte van 16 mm² zou voldoende zijn, maar ik ga voor één stapje dikker, dus 25 mm².

Een vuistregel zegt dat de dikte van de kabel ongeveer een-tiende van de stroom door de kabel moet zijn. Bij 25 mm² mag de stroom dus 250 ampère zijn. Mijn gevoel (hé daar is'tie weer) zegt dat dat wel voldoende is. Iets gemakkelijker berekening dan al die formules hierboven ;-).

Om de kabels aan te sluiten ga ik gebruik maken van ring-kabelschoenen. Om precies te zijn van die buis-kabelschoenen voor deze dikke kabels. Om die aan de kabel te bevestigen heb je zo'n speciale perstang nodig, maar je kunt ze ook solderen volgens Rick Donkers. Dat gaan we proberen!

Kabel gestript...

...en aangeschoven.

De uitdaging zit hem nu in het opwarmen van dit alles, zodat de soldeertin toegevoegd kan worden. Ik beschik alleen maar over een soldeerbout voor het fijne werk en dat bleek te weinig vermogen te zijn. Ik heb echter twee van die dingen en als ik die beide tegen de kabelschoen houd, lukt het solderen prima.

De andere soldeerbout heb ik in mijn hand.

De soldeertin voeg ik toe via het gaatje in de kabelschoen. Net zolang tot er niets meer in past. En da's best nog veel. Door de capillaire werking trekt er ook wat tin in de kabel zelf. Dit moet echter niet teveel worden, omdat de kabel dan dicht bij de kabelschoen zijn flexibiliteit kwijt raakt.

Door de hitte trekt de isolatie van de kabel zich een beetje terug. Da's mooi, want dan kun je goed zien of het solderen gelukt is.

Helemaal vol soldeertin.

De isolatie is trouwens vrij gemakkelijk terug te duwen. Dan nog een mooi krimpkousje eromheen en de kabel is klaar.

Kabel van accu naar startmotor.

Deze korte kabel loopt van de positieve accupool naar de startmotor, of eigenlijk naar de start-solenoid. Een tweede 25 mm²  kabel loopt van de negatieve accupool naar de versnellingsbak. Da's de massa. Verder zijn er niet van die dikke kabels nodig. Eigenlijk best apart dat die dikke kabels alleen maar nodig zijn om de motor te starten en daarna gedurende het gebruik van de auto volledig overbodig zijn. Ook die massakabel had een heel stuk dunner gekund als de motor niet gestart hoefde te worden, zeker bij zo'n kunststof kitcar als de Burton.

De rest van de 12 volt-gebruikers wil ik trouwens niet aan de accu of de startmotor verbinden, maar via separate verdeelpunten, eentje voor de plus en eentje voor de min. Die verdeelpunten zou ik natuurlijk ergens onder de motorkap op het polyester kunnen plaatsen, maar daar wil ik liever een klein plaatje trespa voor gebruiken. Heb ik meteen een plekje voor de spanningsregelaar. Zoiets dus:

De verdeelpunten worden met kabels van 10 mm² verbonden met de accu. Dat moet genoeg zijn voor alle overige stroomverbruikers. Inclusief de dynamo, wat natuurlijk juist géén verbruiker is. De accu levert trouwens onder het rijden helemaal geen vermogen, maar wordt alleen maar opgeladen. De dynamo levert onder normale omstandigheden alle stroom voor alle verbruikers, inclusief het laden van de accu dus. De dynamo wordt ook op het rode verdeelpunt aangesloten. Maar dat volgt in een later bericht. Het trespa-plaatje heb ik alvast op zijn plek gezet, net achter de accu.

Voedingsverdeling