秉持對技術和賽車運動的無限熱情 OWL 賽車隊採用菲尼克斯電氣的耐用連接器。
摘要
在以技術創新而聞名的 Ostwestfalen 的中心地帶,TH OWL 學生團隊正在開發用於參加學生方程式賽車的新型電動賽車。在電池中首次使用了菲尼克斯電氣的耐用連接器。
Till Söffgen 在菲尼克斯電氣工作,並且是萊姆戈技術大學賽車隊的一員
賽道上可靠性至關重要
在位於萊姆戈的 TH OWL 工作室中,技術專業知識與對賽車的無限熱情完美融合:OWL 賽車隊的 35 名學生正在研究他們的新設計 - OWL 2.4 電動賽車,該團隊希望用它參加今年的學生方程式賽車。
在這項全球設計競賽中,學生們根據給定的規則獨立開發並建造一輛電動賽車。對於今年動力總成小組負責人 Till Söffgen 來說,重要的不僅是賽道上的成績,還有對賽車的不斷改進。「我們團隊很小,只有幾個學生,我們不僅要設計和建造賽車,還要保持它的運作和維護。因此,在開發過程中使用耐用且可靠的元件,對我們來說至關重要。」
按下即可固定:電池連接器也可用於賽道使用
賽車電池採用新連接技術
這款電動賽車的電池重約 70 kg,容量為 6.4 kWh,是開發過程中特別複雜的元件之一。它由六個電池段組成,總電壓為 600 V。與去年的型號相比,其中一項顯著的變化在於電池中所使用的連接器系統。
該設計團隊首次將菲尼克斯電氣的電池極連接器整合到塞車設計中。Till Söffgen 解釋了這個決定:「我們的功率限制為 80 kW,大約 133 A。我們需要一款可以插拔多次的高性能連接器。」這些即用型連接器安裝簡便。即使戴著高壓絕緣手套(在處理電池時必須戴上高壓絕緣手套),仍然可以輕鬆操作連接器。Söffgen 總結道:「這對我們來說是一個理想的系統。」
除了簡單的生產和操作之外,OWL 賽車隊亦高度重視安全性。Söffgen 明確表示:「賽事規則在安全方面提出了特定要求,我們使用菲尼克斯電氣的電池極連接器可以輕鬆滿足這些要求。」 防觸電電池極位和機械編碼可確保連接電池極時所需的安全性。插入時會發出聲音回饋,實現安全、持久的連接。「連接器在車輛行駛期間會受到巨大的振動。因此,即使在嚴苛的條件下,連接也必須安全可靠,這很重要。」
PCB 連接器的主要優勢在於使用便捷
安全監控
除了電池連接器外,電池中還使用了菲尼克斯電氣的資料連接器,確保對電池段的可靠監控。電動車最糟糕的情況眾所周知:電池過熱並導致整輛車燒毀。為了防止這種情況發生,OWL 賽車隊會持續監控電池芯的電壓和溫度。
一個電池段由 432 個圓柱型鋰電池組成。帶有測量電子裝置的 PCB 負責監控這些電池芯。這些值以類比形式獲取,並透過板對板連接器在內部傳輸到帶有監控 IC 的 PCB。Söffgen 說道:「對於板對板連接器,我們選擇了菲尼克斯電氣 FQ 2,54 系列中的 SMD 型號。我們非常重視連接器的可靠性與耐用性,因為它還取代了上部 PCB 的單獨支架。」
電壓監控 IC 測量數值並透過 CAN 匯流排傳送到主 PCB。「我們將 CAN 匯流排連接到電池,供應電源電壓。」為此,團隊使用 PTSM PCB 連接器。Söffgen 在解釋他的選擇時說道:「PTSM 連接器對我們來說有三個主要優勢:它們結構緊湊、支援 SMT,無需壓接操作。」 電池內部 CAN 匯流排連接至主 PCB 上的 PTSM 連接,並在該連接處評估資料。控制器檢查電壓或溫度是否過高,然後在必要時啟動電池中的接觸器,從而中斷電流,斷開汽車的電源。
車輛控制儀器透過 CAN 匯流排整合到整體通訊中
電池的核心
全部連接都集中在電池管理系統的主 PCB 上。它形成電池和車輛中其他控制儀器之間的介面。
Söffgen 解釋道:「開發主 PCB 是最大的挑戰之一。」 但只有透過內部開發,團隊才能滿足賽事規則的具體要求,並具備必要的靈活性,以便在發生故障等情況時快速回應。
在電池的主 PCB 上,菲尼克斯電氣的兩個圓形連接器構成了車輛的資料介面。CAN 匯流排和 24 V 電源電壓透過圓形連接器運作。CAN 匯流排系統可大幅減少所需的纜線和連接器數量,從而減輕賽車重量並顯著減少電纜束所需的工作。用於驅動控制的主控制單元或駕駛員的儀表板可透過 CAN 匯流排接收全部資料。Söffgen 確認說道:「透過使用預製的 CAN 纜線,我們不僅節省了大量時間,而且還擁有整潔可靠的解決方案。」
電磁相容保護措施
圓形連接器是該團隊本賽季為減少 EMC 干擾所採取的其中一項措施。Söffgen 解釋道:「使用 KEB 逆變器 F6,意味著車輛中安裝了約 80 kW 的強大功率電子設備,這當然會造成大量干擾。」 這導致過去一年 CAN 匯流排反覆出現問題。
目前,該團隊正在採取多項措施來解決這個問題。其中包括 PCB 上 CAN 網路的電氣隔離以及透過圓形連接器供電。Söffgen 表示:「將連接器系統與適當的遮罩纜線搭配使用,我們可以獲得非常整潔且全面的遮罩,同時賦予賽車出色的抗干擾能力。」
案例總結
這支來自 Ostwestfalen 的賽車隊樂觀地期待著即將到來的賽季:使用菲尼克斯電氣的連接器,電池的可靠性得到了顯著提高。畢竟,學生方程式賽車不僅意味著在賽道上疾馳,還要確保車輛的安全構造。
Söffgen 表示:「如果我們通過技術檢查,參加比賽,並順利到達終點,我們將取得巨大成就。但對我們來說,合作開發賽車並自由嘗試實現自己的想法,其重要性遠超比賽本身 – 這酷極了。」