A technológia és a motorsport iránti szenvedéllyel Az OWL versenycsapat a Phoenix Contact robusztus dugaszolható csatlakozóit választotta.

A TH OWL Lemgo városában működő műhelyében kézzelfoghatóan ötvöződik a műszaki szakértelem és a versenysport iránti szenvedély: az OWL Racing Team 35 diákja dolgozik új konstrukciójukon – az OWL 2.4 elektromos versenyautón, amellyel a csapat részt kíván venni az idei Formula Student versenyen.

A globális tervezési versenyen a diákok önállóan fejlesztenek ki és építenek meg egy elektromos versenyautót az előírt szabályrendszer szerint. Till Söffgen számára, aki idén a Powertrain alcsapatot vezeti, nemcsak a pályán elért eredmény számít, hanem az autójuk folyamatos tökéletesítése is. „Elég kicsi csapat vagyunk, és néhány diákkal nemcsak meg kell terveznünk és meg kell építenünk a versenyautót, hanem üzemben is kell tartanunk és karban kell tartanunk. Ezért kulcsfontosságú a számunkra, hogy robusztus és megbízható alkatrészeket használjunk fejlesztéseink során.”

Az elektromos versenyautó mintegy 70 kg tömegű és 6,4 kWh kapacitású akkumulátora a fejlesztés egyik különösen összetett része. Hat akkumulátorszegmensből áll, amelyek együttesen 600 V-os összfeszültséget érnek el. Az egyik jelentős változás a tavalyi modellhez képest az akkumulátor dugaszolható csatlakozórendszerét érinti.

Ez az első alkalom, hogy a tervezőcsapat a Phoenix Contact dugaszolható akkumulátorpólus-csatlakozóit tervezte be. Till Söffgen így magyarázza a döntést: „A teljesítményhatár 80 kW, azaz körülbelül 133 A. Olyan nagyteljesítményű dugaszolható csatlakozóra van szükségünk, amelynek több cikluson keresztül is dugaszolhatónak kell lennie." A dugaszolható csatlakozókat teljesen konfekcionálva szállítják le, és könnyen beszerelhetők. A dugaszolható csatlakozók még nagyfeszültségű kesztyűben is könnyen kezelhetők, amelyet az akkumulátoron végzett munka során viselni kell. „Ez egy minden szempontból ésszerű rendszer a számunkra”, foglalja össze Söffgen.

Az egyszerű gyártás és kezelés mellett az OWL versenycsapata különösen nagy hangsúlyt fektet a biztonsági szempontokra. „A szabályzat meghatározott biztonsági követelményeket ír elő, amelyeket a Phoenix Contact dugaszolható akkumulátorpólus-csatlakozóival egyszerűen teljesíteni tudunk”, hangsúlyozza Söffgen. Az érintésvédett akkumulátorpólusok és a mechanikus kódolás garantálja a megkövetelt biztonságot az akkumulátorpólusok csatlakoztatásakor. A hallható visszajelzés a dugaszoláskor jelzi a biztonságos és tartós kapcsolatot. „A dugaszolható csatlakozók hatalmas rezgéseknek vannak kitéve a pályán. Ezért fontos, hogy a csatlakozás még szigorú követelményeket támasztó körülmények között is biztonságosan tartson.”

A dugaszolható akkumulátorcsatlakozók mellett a Phoenix Contact adatvonali csatlakozóit is használják az akkumulátorban, amelyek lehetővé teszik az akkumulátorszegmensek biztonságos felügyeletét. Az elektromos járművek legrosszabb forgatókönyve jól ismert: az akkumulátor túlmelegszik, és emiatt az egész autó leég. Ennek megelőzése érdekében az OWL versenycsapat az akkumulátorcellák feszültségének és hőmérsékletének folyamatos felügyeletére támaszkodik.

Egy akkumulátorszegmens 432 kerek lítiumcellából áll. A mérőelektronikával ellátott nyomtatott áramköri lapok felügyelik a cellákat. Az értékeket analóg formában olvassa be a rendszer, és a készülék belsejében egy NYÁK-NYÁK dugaszolható csatlakozón keresztül jutnak el a felügyeleti IC-t tartalmazó nyomtatott áramköri laphoz. „A NYÁK-NYÁK dugaszolható csatlakozók esetében a Phoenix Contact FQ 2,54 SMD változatát választottuk. Fontos volt a számunkra, hogy a dugaszolható csatlakozó megbízható és robusztus legyen, mivel a felső nyomtatott áramköri lap külön tartóját is helyettesíti”, mondja Söffgen.

A feszültségfelügyeletet ellátó IC méri az értékeket, és a CAN-buszon keresztül továbbítja azokat a fő áramköri lapra. „A CAN-buszt és a tápfeszültséget végigvisszük az egész akkumulátoron.” A csapat ehhez PTSM nyomtatott áramköri csatlakozókat használ. „A PTSM dugaszolható csatlakozóknak három lényeges előnye van a számunkra: kompaktak, SMT-képesek, és nem kell krimpelni őket”, magyarázza választását Söffgen. Az akkumulátor belső CAN-busza a fő áramköri lapon lévő PTSM csatlakozóhoz fut, ahol megtörténik az adatok elemzése. A vezérlő ellenőrzi, hogy az egyes feszültségek vagy hőmérsékletek nem túl nagyok-e, és szükség esetén vezérli az akkumulátorban lévő kontaktorokat, hogy az áram folyása leálljon, és az autó feszültségmentes állapotba kerüljön.

Az összes szál az akkumulátormenedzselő rendszer fő áramköri lapján fut össze. Ez képezi az interfészt az akkumulátor és a jármű további vezérlőkészülékei között.

„A fő áramköri lap fejlesztése az egyik legnagyobb kihívás” - magyarázza Söffgen. A csapat azonban csak saját fejlesztéssel tudja teljesíteni a szabályzat nagyon speciális követelményeit; csak ez nyújtja a szükséges rugalmasságot ahhoz, hogy például hiba esetén gyorsan lehessen reagálni.

A Phoenix Contact két kerek csatlakozója képezi a jármű adatinterfészét az akkumulátor fő áramköri lapján. A CAN-busz és a 24 V-os tápfeszültség a kerek csatlakozókon keresztül halad át. A CAN-buszrendszer lehetővé teszi a kábelek és dugaszok számának jelentős csökkentését, ami csökkenti a súlyt, és jelentősen csökkenti a kábelkorbács ráfordításait. Például a hajtásvezérlő fő vezérlőegysége vagy a vezető műszerfala minden adatot a CAN-buszon keresztül kap meg. „A készre konfekcionált CAN-kábelek használatával nemcsak sok időt takarítunk meg, hanem tiszta és megbízható megoldást is kapunk”, erősíti meg Söffgen.