Het belang van EMC-afscherming bij raceautoproject

Studenten TU Wenen kiezen voor Pflitsch EMC-kabelwartel

Het belang van EMC-afscherming bij raceautoproject

Juist bij autoracen zijn bovengemiddelde dempingswaarden van een kabelwartel een cruciaal criterium. De elektronica in een raceauto is erg gevoelig voor elektromagnetische straling en moet hiertegen worden beschermd. Om deze reden besloten de studenten van de Technische Universiteit (TU) van Wenen de blueglobe TRI kabelwartel van Pflitsch te gebruiken in hun ontwerp. Het studententeam legt dit uit:

Uitdaging van het Formula studententeam

“Als het officiële Formula studententeam van de TU Wenen nemen we deel aan de wereldwijde Formula studentenraces in een auto die we zelf ontworpen en ontwikkeld hebben. Uniek aan deze race is dat het gaat om een constructiewedstrijd waaraan alleen 100% studententeams kunnen deelnemen. De studenten studeren allemaal voor bachelor of master of volgen gelijkwaardige cursussen. Naast de traditionele dynamische autodisciplines zoals acceleratie, autocross of uithoudingsvermogen, worden wij als team ook beoordeeld op het ontwerp en de engineering van het voertuig en de onderbouwing van de productiekosten”.

Over de raceauto

“Onze auto dit jaar is een elektrische raceauto, 300 cm lang, 150 cm breed en 120 cm hoog, met een wielbasis van 157 cm. Het voertuig dat we hebben ontworpen, weegt slechts 170 kg doordat het monocoque, het aërodynamicapakket, de wielen en zelfs de onderdelen van het veersysteem voornamelijk uit koolstofvezel bestaan. Het voertuig kan een topsnelheid van ongeveer 140 km per uur bereiken. Deze snelheid is meer dan genoeg voor de disciplines in deze Formula studentenrace. De bijbehorende vermogenselektronica voor de auto van dit seizoen is een door het team ontworpen omvormer met twee IGBT-voedingsmodules, die werken op 530 V en piekstromen tot 130 A verwerken. De energie wordt geleverd door een zelfgebouwde lithium-polymeer oplaadbare batterijeenheid, bestaande uit 126 cellen in serie, die elk op hun beurt uit 2 cellen parallel bestaan, om een ontwerpspanning van 529,2 V en een vermogen van 3,7 kW te produceren. Om gegevens te verschaffen voor verschillende tractieregeling en voertuigdynamica-regelsystemen, evenals informatie over de toestand van andere delen van het voertuig, heeft het een groot aantal sensoren om onder andere versnelling, temperatuurverschillen, rotatiesnelheden per wiel, schokdempers, voltages van accucellen en nog veel meer te meten. Deze en andere elektrische eenheden, zoals de motorregeleenheid (ECU), batterijbeheersysteem, omvormer en de Raspberry Pi voor het display, communiceren over twee CAN 2.0 databussen.”

Ondersteuning van Pflitsch

Pflitsch heeft ons bij dit project ondersteund met kabelwartels uit de blueglobe TRI-serie. De hoge spanning van de aandrijflijn en de huidige behoefte in combinatie met de hoge 18 kHz schakelfrequentie van de omvormer creëren hoge EMC-belastingen die sterk zouden interfereren met de twee CAN-bussen. Om deze EMC-belastingen zo laag mogelijk te houden, zijn alle kabels met spanningen groter dan 60 V uitgerust met een kabelafscherming. Dit is in de reglementen voorgeschreven.”

Snel en eenvoudig kabels verwijderen en/of installeren

“Een isolatiemonitor meet de weerstand tussen de draden in de kabel en de afscherming om eventuele schade aan de kabel zo snel mogelijk te detecteren. Er zijn veel kabeldoorvoeren en schroefdraadverbindingen met contacten voor een kabelscherm. Ons voertuig is echter een prototype. Daarom moesten de kabels snel en eenvoudig verwijderd en opnieuw geïnstalleerd kunnen worden zonder schade toe te brengen aan de kabelafscherming. Met vergelijkbare alternatieve producten was dit met veel extra inspanning mogelijk en in sommige gevallen helemaal niet.”

“Bovendien is de TRI kabelwartel volledig vervaardigd uit roestvaststaal. Dit vereenvoudigt ons werk om het te verbinden met het aardpotentiaal van het voertuig omdat de kabelwartels op de behuizingen worden bevestigd. Deze behuizingen bestaan uit verschillende lagen koolstof- of glasvezel ​​waarin een laag van fijn kopervlechtwerk is gelamineerd.”

Trekontlasting is essentieel

“De kabelwartels zijn ook bestand tegen de hoge mechanische belastingen die aan het voertuig zijn verbonden. Zoals te zien is op de foto, zitten de motoren buiten de monocoque en zijn ze rechtstreeks aan de wielsteunen bevestigd. De kabels naar de motoren worden blootgesteld aan sterke trillingen en versnellingskrachten die veroorzaakt worden door ongelijke loopvlakken en hoge snelheden rond bochten. De uitstekende trekontlasting van de blueglobe TRI is hier onmisbaar en essentieel om veiligheidsredenen. De voltages in de kabels liggen immers ver boven het niveau dat fataal is voor mensen. Voorgeschreven is dat elke kabel een minimale spanning van 200 N bij elke penetratie moet aankunnen. De beschermingsklasse IP68 is ook een voordeel omdat we niet altijd in droge omstandigheden racen”.
Trekontlasting emc wartels blueglobe

Over het team

“Ons team bestaat alleen uit studenten. Allen vrijwilligers die zonder betaling aan onze raceauto werken. We zijn volledig afhankelijk van de ondersteuning van onze sponsorbedrijven en -organisaties. Wij zijn PFLITSCH dan ook dankbaar voor de levering van verschillende blue globe TRI-kabelwartels!”

Gerelateerde productenGerelateerde productenNeem contact opNeem contact op