Une passion pour la technique et le sport automobile L'OWL Racing Team mise sur les connecteurs robustes de Phoenix Contact.

Dans l'atelier de la TH OWL à Lemgo règne une combinaison palpable de savoir-faire technique et de passion pour la course automobile : les 35 étudiants de l'OWL Racing Team bricolent leur nouvelle invention – la voiture de course électrique OWL 2.4, avec laquelle l'équipe souhaite participer au Formula Student de cette année.

Dans le cadre de ce concours mondial de conception, les étudiants développent et construisent de manière autonome une voiture de course électrique selon un ensemble de règles prédéfinies. Pour Till Söffgen, qui dirige cette année la sous-équipe Powertrain, c'est non seulement le résultat sur circuit qui compte, mais également l'amélioration constante de leur voiture. « Nous sommes une équipe plutôt petite et, avec peu d'étudiants, nous devons non seulement concevoir et construire la voiture de course, mais aussi la faire fonctionner et l'entretenir. Il est donc crucial pour nous d'utiliser des composants robustes et fiables dans nos développements. »

La batterie de la voiture de course électrique, qui pèse environ 70 kg et a une capacité de 6,4 kWh, est l'un des composants particulièrement complexes en cours de développement. Elle se compose de six segments de batterie qui, ensemble, atteignent une tension totale de 600 V. L'un des changements notables par rapport au modèle de l'année dernière concerne le système de connecteurs dans la batterie.

Pour la première fois, l'équipe de construction a intégré ici des connecteurs de bornes de batterie de Phoenix Contact. Till Söffgen explique cette décision : « Nous avons une limite de puissance de 80 kW, c'est-à-dire environ 133 A. Nous avons alors besoin d'un connecteur performant qui doit également pouvoir être enfiché pendant quelques cycles ». Les connecteurs sont livrés précâblés et peuvent être installés facilement. Même avec des gants haute tension, qui doivent être portés pour travailler sur la batterie, les connecteurs restent faciles à manipuler. « Pour nous, c'est un système tout à fait judicieux », résume T. Söffgen.

Outre la simplicité de fabrication et d'utilisation, l'équipe de course d'OWL met notamment l'accent sur l'aspect sécurité. « Le règlement impose certaines exigences en matière de sécurité, auxquelles nous répondons simplement avec les connecteurs de bornes de batterie de Phoenix Contact », explique T. Söffgen. Des bornes de batterie protégées contre les contacts et un détrompage mécanique garantissent la sécurité exigée lors du raccordement des bornes de batterie. Un retour d'information acoustique à l'enfichage garantit une sécurité maximale et une connexion durable. « Les connecteurs sont soumis à d'énormes vibrations sur circuit. Il est donc important que la connexion tienne de manière sûre, même dans des conditions exigeantes. »

Outre les connecteurs de batterie, des connecteurs de données de Phoenix Contact sont également utilisés dans la batterie afin de garantir une surveillance sûre des segments de batterie. Le pire des scénarios pour les véhicules électriques est bien connu : la batterie surchauffe et provoque l'incendie de toute la voiture. Pour éviter cela, l'OWL Racing Team mise sur une surveillance continue de la tension et de la température des cellules de la batterie.

Un segment de batterie est composé de 432 cellules rondes au lithium. Des circuits imprimés équipés de dispositifs électroniques de mesure surveillent les cellules. Les valeurs sont prélevées de manière analogique et transmises à l'intérieur de l'appareil via un connecteur carte-à-carte vers le circuit imprimé contenant le circuit intégré de surveillance. « Pour les connecteurs carte-à-carte, nous avons opté pour la variante CMS du FQ 2,54 de Phoenix Contact. Dans ce contexte, il était important pour nous que le connecteur soit fiable et robuste, car il remplace également un support séparé pour le circuit imprimé supérieur », explique T. Söffgen.

Le circuit intégré de surveillance de la tension mesure les valeurs et les transmet au circuit imprimé principal via le bus CAN. « Nous tirons le bus CAN et une tension d'alimentation une fois à travers toute la batterie ». Pour ce faire, l'équipe utilise des connecteurs pour C.I. PTSM. « Les connecteurs PTSM présentent trois avantages essentiels pour nous : ils sont compacts, compatibles avec la technique CMS et nous n'avons pas besoin de les sertir », explique T. Söffgen pour justifier son choix. Le bus CAN interne à la batterie se dirige vers une connexion PTSM sur le circuit imprimé principal, sur lequel les données sont analysées. Le contrôleur regarde si une tension ou une température est trop élevée et, le cas échéant, commande des contacteurs dans la batterie de sorte que le flux de courant soit interrompu et que la voiture soit mise hors tension.

Tous les fils se rejoignent sur le circuit imprimé principal du système de gestion de la batterie. Il constitue l'interface entre la batterie et les autres appareils de commande du véhicule.

« Développer le circuit imprimé principal est l'un des plus grands défis », explique T. Söffgen. Mais seul un développement en interne permet à l'équipe de répondre aux exigences très spécifiques du cadre réglementaire et de disposer de la flexibilité nécessaire pour réagir rapidement en cas d'erreur, par exemple.

Sur le circuit imprimé principal de la batterie, deux connecteurs circulaires de Phoenix Contact constituent l'interface de données avec le véhicule. Le bus CAN et une tension d'alimentation de 24 V passent par les connecteurs circulaires. Le système de bus CAN permet de réduire considérablement le nombre de câbles et de connecteurs, ce qui permet d'alléger le poids et de réduire considérablement les efforts à fournir pour le faisceau de câbles. Par exemple, l'unité de commande principale pour la commande des moteurs ou le tableau de bord pour les conducteurs reçoivent toutes les données via le bus CAN. « L'utilisation de câbles CAN préconnectorisés nous permet non seulement de gagner beaucoup de temps, mais aussi de disposer d'une solution propre et fiable », confirme T. Söffgen.