Con la passione per la tecnologia e il motorsport L'OWL Racing Team si affida ai robusti connettori di Phoenix Contact.

Nel laboratorio dell'Università OWL di Lemgo, c'è una combinazione tangibile di competenza tecnica e passione per le corse: i 35 studenti della OWL Racing Team stanno lavorando al loro nuovo progetto - l'auto da corsa elettrica OWL 2.4, con la quale il team vuole partecipare alla Formula Student di quest'anno.

Nel concorso di progettazione internazionale, gli studenti sviluppano e costruiscono autonomamente un'auto da corsa elettrica in base a una serie di regole. Per Till Söffgen, che quest'anno è responsabile del sottogruppo Powertrain, non conta solo il risultato in pista, ma anche il continuo miglioramento della vettura. "Siamo un team piuttosto piccolo e con pochi studenti non solo dobbiamo progettare e costruire l'auto da corsa, ma anche mantenerla in funzione e curarne la manutenzione. È quindi fondamentale per noi utilizzare componenti solidi e affidabili nei nostri sviluppi."

La batteria dell'auto da corsa elettrica, che pesa circa 70 kg e ha una capacità di 6,4 kWh, è uno dei componenti particolarmente complessi in fase di sviluppo. Si compone di sei segmenti di batteria, che insieme raggiungono una tensione totale di 600 V. Una delle modifiche più importanti rispetto al modello dello scorso anno riguarda il sistema di connettori della batteria.

È la prima volta che il team progetta i connettori per i poli della batteria di Phoenix Contact. Till Söffgen spiega così la decisione: "Abbiamo un limite di potenza di 80 kW, cioè circa 133 A. Abbiamo bisogno di un connettore ad alte prestazioni che possa essere inserito per diversi cicli". I connettori vengono forniti completamente assemblati e possono essere facilmente installati. Anche con i guanti per l'alta tensione, che devono essere indossati quando si lavora sulla batteria, i connettori sono comunque facili da usare. "Per noi si tratta di un sistema complessivamente idoneo", riassume Söffgen.

Oltre alla facilità di fabbricazione e di funzionamento, il team di gara di OWL è particolarmente attento all'aspetto della sicurezza. "Le normative prevedono determinati requisiti in termini di sicurezza, che noi soddisfiamo semplicemente con i connettori per i poli della batteria di Phoenix Contact", spiega Söffgen. I poli della batteria con protezione da contatto e codifica meccanica offrono un elevato livello di sicurezza durante la connessione dei poli della batteria. Il feedback acustico durante l'innesto garantisce una connessione sicura e duratura. "I connettori sono esposti a enormi vibrazioni sulla pista. È quindi importante che il collegamento tenga saldamente anche in condizioni difficili."

Oltre ai connettori, nella batteria vengono utilizzati anche i connettori dati di Phoenix Contact per garantire un monitoraggio sicuro dei segmenti della batteria. Lo scenario peggiore per i veicoli elettrici è ben noto: la batteria si surriscalda e provoca l'incendio dell'intera vettura. Per evitare che ciò accada, l'OWL Racing Team si affida al monitoraggio continuo della tensione e della temperatura delle celle della batteria.

Un segmento di batteria è costituito da 432 celle rotonde al litio. Circuiti stampati con elettronica di misurazione monitorano le celle. I valori vengono rilevati in forma analogica e trasmessi internamente tramite un connettore board-to-board al circuito stampato con il circuito integrato di monitoraggio. "Per i connettori board-to-board abbiamo optato per la versione SMD del modello FQ 2,54 di Phoenix Contact. Per noi era importante che il connettore fosse affidabile e robusto, poiché sostituisce anche un supporto separato per il circuito stampato superiore", spiega Söffgen.

Il controllo tensione misura i valori e li trasmette al circuito principale tramite il bus CAN. "Tiriamo il CAN bus e una tensione di alimentazione una sola volta attraverso l'intera batteria" A tale scopo, il team utilizza i connettori per circuiti stampati PTSM. "I connettori PTSM presentano tre vantaggi chiave per noi: sono compatti, sono compatibili con SMT e non devono essere crimpati", spiega Söffgen, motivando la sua scelta. Il CAN bus interno della batteria è collegato a una connessione PTSM sul circuito principale, dove i dati vengono analizzati. Il controllore verifica se una tensione o una temperatura è troppo alta e, se necessario, attiva i contattori nella batteria in modo da interrompere il flusso di corrente e togliere la tensione dalla macchina.

Tutti i fili si uniscono sul circuito principale del sistema di gestione della batteria. Costituisce l'interfaccia tra la batteria e gli altri dispositivi per circuiti di comando del veicolo.

"Lo sviluppo del circuito stampato principale è una delle sfide più grandi", spiega Söffgen. Ma solo attraverso lo sviluppo interno il team può soddisfare i requisiti molto specifici delle normative e avere la flessibilità necessaria per reagire rapidamente, ad esempio in caso di errore.

Due connettori circolari di Phoenix Contact formano l'interfaccia dati con il veicolo sul circuito principale della batteria. Il CAN bus e la tensione di alimentazione a 24 V passano attraverso i connettori circolari. Il sistema CAN bus consente una significativa riduzione del numero di cavi e connettori, con conseguente riduzione del peso e del lavoro necessario per il fascio di cavi. Ad esempio, l'unità di controllo principale per il comando di azionamento o la dashboard per i conducenti ricevono tutti i dati tramite CAN bus. "Utilizzando cavi CAN preassemblati, non solo risparmiamo molto tempo, ma abbiamo anche una soluzione pulita e affidabile", conferma Söffgen.