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Studenten der TU Wien setzen bei Rennwagen-Projekt auf die blueglobe TRI von PFLITSCH

Gerade im Rennsport sind gute Schirmdämpfungswerte bei Kabelverschraubung ein entscheidendes Kriterium. Die verbaute Elektronik wird gegenüber elektromagnetischen Störungen immer empfindlicher und muss geschützt werden. Aus diesem Grund haben sich die Studenten der TU Wien für die blueglobe TRI von PFLITSCH entschieden.

Hier berichten Sie über ihr Projekt und wo die Kabelverschraubung von PFLITSCH zum Einsatz kommt:

Wir, das TU Wien Racing Team, als das offizielle Formula Student Team der Technischen Universität Wien, nehmen mit unserem komplett selbst entwickelten Rennwagen, an den auf der ganzen Welt organisierten Formula Student Rennen teil. Das Besondere ist, dass es sich bei dieser Rennserie um einen Konstruktionswettbewerb handelt, bei dem nur rein studentische Teams teilnehmen dürfen.  Die Studenten befinden sich im Bachelor, Master oder einem gleichwertigen Teil ihrer Ausbildung.  Neben klassisch dynamischen Disziplinen wie Acceleration, Skipad, Autocross oder Endurance, in welchen der Rennwagen performen muss, wird auch das Engineering und Design des Fahrzeuges und die Präsentation der theoretischen Herstellungskosten des Rennwagens beurteilt.

Bei unserem diesjährigen Auto handelt es sich um einen 300 Zentimeter langen, 150 Zentimeter breiten und 120 Zentimeter hohen, elektrischen Rennboliden mit einem Radstand von 157 Zentimeter. Das Gesamtgewicht des Fahrzeuges beträgt lediglich stolze 170kg, welches dadurch ermöglicht wird, dass das Monocoque, Aerodynamikpaket, Felgen und sogar Teile der Radaufhängung, zum Großteil aus Carbon bestehen. Angetrieben wird das Ganze von zwei selbstentwickelten permanenterregten Synchronmotoren, welche mit einem Untersetzungsgetriebe 780Nm Drehmoment an die Reifen weitergeben. Jeder der Motoren hat eine Spitzenleistung von über 40kW und dreht auf bis zu 18 000 Umdrehung pro Minute wodurch eine Endgeschwindigkeit des Fahrzeuges von ungefähr 140km/h erreicht wird. Diese Geschwindigkeit ist für die Disziplinen der Formula Student mehr als genug. Die zugehörige Leistungselektronik ist in dieser Saison ein selbst entwickelter Inverter mit zwei IGBTPowermodulen, der mit einer Spannung von 530V und Stromspitzen von bis zu 130A arbeitet. Diese Energie wird von einem selbstgebauten Lithiumpolymer Akkumulator bereitgestellt, welcher 126 Zellen in Serie und jeweils 2 parallel beinhaltet, um eine Zielspannung von 529,2V und eine Kapazität von 3,7kW zu erreichen. Um verschieden Traction Control- und Fahrdynamik-Regelungen aber auch Wissen über sonstige Zustände des Fahrzeuges zu ermöglichen, sind im gesamten Fahrzeuge Sensoren verteilt welche unter anderem Beschleunigung, verschiedenste Temperaturen, Drehzahl der einzelnen Räder, Einfederweg des Fahrwerks, Zellspannungen des Accumulators und vieles mehr messen. Diese und einzelne elektrische Einheiten wie die ECU, Battery Management System, Inverter oder der Raspberry Pi für das Display kommunizieren über zwei CAN2.0 Datenbusse. 

PFLITSCH unterstützt uns bei unserem Projekt mit Kabelverschraubungen der Serie blueglobe TRI. Bei der vorhin erwähnten Spannung des Antriebsstranges sowie dessen Strombedarf, kombiniert mit der hohen Schaltfrequenz des Inverters von 18kHz, kommt es zu dementsprechend starken EMV Belastungen, die vor allem für die zwei CAN-Busse sehr störend sind. Um diese Belastungen so gering wie möglich zu halten sind sämtliche Kabel, die Spannungen über 60V tragen, mit einem Schirm ausgestattet, welcher auch aufgrund seiner schirmenden Wirkung vom Reglement vorgeschrieben ist. Durch einen Isolationswächter, der zu jeder Zeit den Widerstand zwischen den Leitungen des Kabels und dessen Schirm misst, soll eine Beschädigung des Kabels schnellstmöglich feststellbar sein. Kabeldurchführungen und Verschraubungen mit Kontaktierung für einen Schirm gibt es viele. Jedoch handelt es sich bei unserem Fahrzeug um einen Prototyp, weshalb neben einer guten Anbindung des Schirmes, ein oftmaliges Entfernen und Wiedereinziehen des Kabels ohne Beschädigung des Schirmes problemlos möglich sein muss. Gerade Letzteres ist bei ähnlichen Produkten gar nicht bis nur sehr schwer möglich. Dass die Kabelverschraubung komplett aus Edelstahl besteht vereinfacht uns die Anbindung dieser an das Massepotential des Fahrzeuges, da diese in Gehäusen befestigt sind, welche aus mehreren Lagen Carbon oder Glasfaser bestehen in denen eine Lage feines Kupfergeflecht einlaminiert ist. 

Aber auch den hohen mechanischen Ansprüchen des Fahrzeuges werden die Kabelverschraubungen gerecht. Wie man im Bild erkennen kann liegen die Motoren außerhalb des Monocoque und sind direkt am Radträger befestigt. Dadurch sind vor allem die Motorkabel starken Vibrationen und Beschleunigungskräften ausgesetzt, ausgelöst durch Bodenunebenheiten und hohen Kurvengeschwindigkeiten. Die gute Zugentlastung der blueglobe TRI ist hier unersetzbar und auch aus Sicherheitsgründen unbedingt notwendig, da die elektrische Spannung in den Kabeln weit über dem Limit für lebensgefährliche Spannung liegt und jedes Kabel bei einer Durchführung, laut Reglement, mindestens 200N an Zugkraft standhalten muss. Das IP 68 Rating ist auch von Vorteil, da nicht immer bei trockenen Bedingungen gefahren wird. 

Unser Team besteht nur aus Studenten, die alle ehrenamtlich an unserem Rennwagen arbeiten. Finanziell sind wir voll und ganz auf die Unterstützung von Unternehmen und Organisation angewiesen. Aus diesem Grund möchte sich das TU Wien Racing Team zuletzt noch bei PFLITSCH für das Sachsponsoring von einigen Stück der blueglobe TRI Kabelverschraubung Serie bedanken. 

 

 

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