Med en passion för teknik och motorsport OWL Racing Team förlitar sig på robusta kontakter från Phoenix Contact.

I verkstaden på högskolan TH OWL i tyska Lemgo förenas teknisk expertis med passion för racing: de 35 studenterna i OWL Racing Team arbetar med sin nya design – elracerbilen OWL 2.4, som teamet vill delta med i årets Formular Student.

I den globala designtävlingen får studenterna självständigt utveckla och bygga en elracerbil enligt de regler som gäller. För Till Söffgen, som är ansvarig för Subteam Powertrain i år, är det inte bara resultatet på banan som räknas, utan också den kontinuerliga förbättringen av bilen. "Vi är ett ganska litet team och med bara några få studenter måste vi inte bara designa och bygga racerbilen, utan också hålla den i drift och underhålla den. Därför är det viktigt för oss att använda robusta och tillförlitliga komponenter i vår utveckling."

Den elektriska racerbilens batteri, som väger cirka 70 kg och har en kapacitet på 6,4 kWh, är en av de mest komplexa komponenterna under utvecklingen. Den består av sex batterisegment, som tillsammans når en total spänning på 600 V. En av de mest anmärkningsvärda förändringarna jämfört med förra årets modell gäller batteriets kontaktsystem.

Det här är första gången som designteamet har designat batteripolskontakter från Phoenix Contact. Till Söffgen förklarar beslutet: "Vi har en effektgräns på 80 kW, det vill säga ungefär 133 A. Vi behöver en högpresterande kontakt som dessutom kan pluggas in i flera cykler." Kontakterna levereras färdigmonterade och kan enkelt installeras. Även med högspänningshandskar, som måste bäras vid arbete på batteriet, är kontakterna lätta att hantera. "Ett genomgående praktiskt system för oss", sammanfattar Söffgen.

Förutom enkel tillverkning och drift har racingteamet från OWL särskilt fokuserat på säkerhetsaspekten. "Föreskrifterna ställer vissa krav på säkerhet, som vi helt enkelt uppfyller med batteripolskontakterna från Phoenix Contact", förklarar Söffgen. Beröringsskyddade batteripoler och mekanisk kodning ger den säkerhet som krävs för anslutning av batteripoler. Genom en akustisk återkoppling vid jackning upprättar du en säker och långlivad anslutning. "Kontakterna utsätts för enorma vibrationer på banan. Det är därför viktigt att anslutningen håller även under krävande förhållanden."

Förutom batterikontakterna används även datakontakter från Phoenix Contact i batteriet för att säkerställa en säker övervakning av batterisegmenten. Det värsta tänkbara scenariot för elbilar är välkänt: Batteriet överhettas och leder till att hela bilen brinner upp. För att förhindra detta förlitar sig OWL Racing Team på kontinuerlig övervakning av battericellernas spänning och temperatur.

Ett batterisegment består av 432 runda litiumceller. Kretskort med mätelektronik övervakar cellerna. Värdena avläses analogt och överförs internt via en kort-till-kort-kontakt till kretskortet med övervaknings-IC:n. "För kort-till-kort-kontakterna valde vi SMD-versionen av FQ 2,54 från Phoenix Contact. Det var viktigt för oss att kontakten var tillförlitlig och robust, eftersom den också ersätter ett separat fäste för det övre kretskortet", säger Söffgen.

IC:n för spänningsövervakning mäter värdena och överför dem till huvudkretskortet via CAN-bussen. "Vi drar CAN-bussen och en matningsspänning en gång genom hela batteriet." Teamet använder PTSM PCB-kretskortskontakter för detta. "PTSM-kontakterna har tre viktiga fördelar för oss: De är kompakta, SMT-kompatibla och vi behöver inte crimpa dem", förklarar Söffgen sitt val. Batteriets interna CAN-buss går till en PTSM-anslutning på huvudkretskortet, där data analyseras. Styrenheten kontrollerar om en spänning eller temperatur är för hög och aktiverar vid behov kontaktorer i batteriet så att strömflödet stoppas och bilen blir spänningsfri.

Batteriövervakningssystemets huvudkretskort är spindeln i nätet. Den utgör gränssnittet mellan batteriet och andra styrenheter i bilen.

"Att utveckla huvudkretskortet är en av de största utmaningarna", förklarar Söffgen. Men det är bara genom att utveckla systemet på egen hand som teamet kan uppfylla de mycket specifika kraven i regelverket och skapa den flexibilitet som krävs för att reagera snabbt vid till exempel ett fel.

Två cirkulära kontakter från Phoenix Contact utgör datagränssnittet till bilen på batteriets huvudkretskort. CAN-bussen och en matningsspänning på 24 V går via de cirkulära kontakterna. CAN-bussystemet ger betydligt färre kablar och kontakter, vilket reducerar vikten och avsevärt minskar arbetet med kabelskyddet. Till exempel får huvudstyrenheten för drivningsstyrningen eller förarens instrumentpanel alla data via CAN-bussen. "Genom att använda förmonterade CAN-kablar sparar vi inte bara mycket tid, utan får också en ren och tillförlitlig lösning", bekräftar Söffgen.