DE102014109269B4 - Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G3/00Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02Details
    • H02G3/04Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462Tubings, i.e. having a closed section
    • H02G3/0481Tubings, i.e. having a closed section with a circular cross-section
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R16/0207Wire harnesses
    • B60R16/0215Protecting, fastening and routing means therefor

Abstract

Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) für ein Kraftfahrzeug mit
- einer Mehrzahl von Doppelleitungen (2, 2', 2''), die jeweils eine Plusleitung (2a) und eine Minusleitung (2b) aufweisen,
- wobei die Plusleitung (2a) und die Minusleitung (2b) jeweils derartig benachbart zueinander angeordnet sind, dass sich ihre elektromagnetischen Felder außerhalb der jeweiligen Doppelleitung weitgehend aufheben,
- wobei ein erster Verbraucher (8a, 17a) mit einer ersten Gruppe (G1) aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist und ein zweiter Verbraucher (8b, 17b) mit einer zweiten Gruppe (G2) aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist, und
- wobei ein Verbraucher (8, 8a, 8b, 17a, 17b) mit umso mehr Doppelleitungen (2, 2', 2'') verbunden ist, je höher sein maximaler Strombedarf ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Heutige Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern auf, die über ein Bordnetz mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Das Bordnetz ist mit einer Batterie verbunden, die während der Fahrt des Kraftfahrzeugs über einen Generator aufgeladen wird. Bei sogenannten Plug-In-Hybriden und reinen Elektrofahrzeugen gibt es zusätzlich die Möglichkeit, die Batterie über eine Ladedose mit einem externen elektrischen Energieversorgungsnetz zu koppeln.
  • In der Regel ist die Plusklemme der Batterie mit einem Anschlusskabel verbunden, von dem aus die Verbraucher mit der positiven Spannung der Plusklemme verbunden werden. Die Minusklemme ist dabei häufig mit der Karosserie verbunden, so dass der Stromkreis von den Verbrauchern über die Karosserie geschlossen werden kann. Problematisch hierbei ist jedoch, dass sich heutige Fahrzeugkarosserien zunehmend weniger als Rückleiter eignen, da es verschiedene Materialübergänge gibt und zum Teil sogar Kohlefaserverbundwerkstoffe eingesetzt werden, die ein extrem schlechter elektrischer Leiter sind. Des Weiteren ergibt sich beim Führen hoher Ströme im Innenraum des Kraftfahrzeugs die Problematik, dass die von den Leitern ausgehende Feldwirkung zu einer Überschreitung der EMV- und ICNIRP-Anforderungen führen kann.
  • Die JP S58- 214 438 A offenbart eine Verdrahtung für ein Fahrzeug. Die WO 2013/ 077 463 A1 offenbart einen Kabelbaum. Die WO 2013/ 077 460 A1 offenbart eine Methode zur Herstellung eines Kabelbaums. Die JP 2004-268803 A offenbart eine Kabelbaumstruktur. Die DE 102 39 695 C1 offenbart eine elektrische Verkabelung eines Fahrzeugs. Die DE 102011086075 A1 offenbart einen Kabelbaum. Die US 5 610 454 A offenbart ein Verfahren zur Kontrolle der Produktion eines Kabelbaums. Die JP S58- 167 244 A offenbart ein Verlegesystem für einen Kabelbaum.
  • Es ist angedacht worden, massive Aluminiumflachleiter in den Karosserien zu verlegen, die insbesondere als ein Rückleiter dienen können. Diese sind in Richtung ihrer schmalen Seiten jedoch nur sehr schwer biegbar, so dass dieser Ansatz recht unflexibel ist.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen. Insbesondere sind eine gute elektromagnetische Verträglichkeit und eine bequeme Verlegbarkeit des Energieversorgungssystems in der Karosserie des Kraftfahrzeugs wünschenswert.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Energieversorgungssystem nach dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.
  • Dementsprechend umfasst die Erfindung ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Doppelleitungen, die jeweils eine Plusleitung und eine Minusleitung aufweisen. Die Plusleitung und die Minusleitung sind dabei jeweils derartig benachbart zueinander angeordnet, dass sich ihre elektromagnetischen Felder außerhalb der jeweiligen Doppelleitung weitgehend aufheben. Das Energieversorgungssystem ist dafür vorgesehen, dass ein erster Verbraucher mit einer ersten Gruppe aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist und ein zweiter Verbraucher mit einer zweiten Gruppe aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise wird die Plusleitung mit einem Pluspol einer im Kraftfahrzeug angeordneten Batterie verbunden. Die Minusleitung kann dementsprechend am Minuspol der Batterie angeschlossen werden. Unter der Plusleitung kann also insbesondere eine Hinleitung für elektrische Energie zu den Verbrauchern und unter der Minusleitung eine Rückleitung oder eine Masseleitung verstanden werden. Der Strom zur Versorgung eines Verbrauchers fließt also durch die Plusleitung zum Verbraucher hin und über die Minusleitung wieder zur Batterie zurück. Der Stromfluss auf der Plusleitung erzeugt ein erstes elektromagnetisches Feld. Auf der Minusleitung fließt der Strom exakt dem Strom auf der Plusleitung entgegengesetzt. Dieser entgegengesetzte Strom auf der Minusleitung erzeugt ein zweites elektromagnetisches Feld. Da die Plusleitung und die Minusleitung benachbart zueinander angeordnet sind, heben sich das erste und das zweite elektromagnetische Feld gegenseitig weitgehend auf.
  • Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen der Plusleitung und der Minusleitung einer Doppelleitung kleiner als 2 mm. Besonders bevorzugt ist ein Abstand von weniger als 1,5 mm. Durch diesen besonders kleinen Abstand erfolgt eine besonders gründliche gegenseitige Aufhebung der elektromagnetischen Felder.
  • Die genannte erste und zweite Gruppe können natürlich unterschiedliche Doppelleitungen umfassen. Durch die Gruppierung, also die Zuordnung der Verbraucher zu unterschiedlichen Gruppen, ist eine optimierte Zuordnung der Verbraucher zu den Doppelleitungen entsprechend ihrer Anforderungen und Eigenschaften möglich. Beispielsweise kann eine Zuordnung der Verbraucher zu den Doppelleitungen hinsichtlich ihres maximalen Strombedarfs oder hinsichtlich ihrer Eigenschaft, Störsignale auf der Doppelleitung zu erzeugen, erfolgen. Sicherheitskritische Verbraucher können redundant, also über mehr als eine Doppelleitung, mit Strom versorgt werden.
  • Die Plusleitungen und Minusleitungen können beispielsweise jeweils als Rundleitungen ausgestaltet sein. Rundleitungen sind billig herstellbar und weit verbreitet. Sie sind besonders flexibel und können in alle Richtungen gebogen werden. Auf diese Weise kann eine einfache Verlegbarkeit der Doppelleitungen in der Fahrzeugkarosserie erreicht werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Doppelleitungen jeweils von einem Isolator umgeben. Ein solcher Isolator kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Der Isolator kann insbesondere mittels Extrudieren um die Doppelleitungen angeordnet werden. Durch den Isolator können die Plusleitung und die Minusleitung einer Doppelleitung miteinander verbunden werden. Zusätzlich kann der Isolator die Doppelleitungen gegen mechanische Beanspruchungen schützen. Der Isolator führt in einigen Ausführungsformen dazu, dass die Doppelleitungen eine quaderförmige äußere Form aufweisen. Dadurch können die Doppelleitungen besonders gut nebeneinander angeordnet werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Plusleitung und die Minusleitung einer jeweiligen Doppelleitung entlang einer ersten Achse zueinander benachbart angeordnet, während die Doppelleitungen aus der Mehrzahl von Doppelleitungen in zumindest einem Anschlussbereich entlang einer zweiten Achse, die zur ersten Achse im Wesentlichen senkrecht verläuft, zueinander benachbart angeordnet sind. Dadurch bildet die Mehrzahl von Doppelleitungen eine Art Quader aus, der eine entlang der ersten Achse verlaufende Höhe und eine entlang der zweiten Achse verlaufende Breite besitzt. Entlang der Breite besitzt der Quader dann unten und oben eine Kontaktfläche, an der durch ein Entfernen einer entsprechenden Isolationsschicht und Verschweißen eines elektrisch leitfähigen Anschlusselements mit der Doppelleitung ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann. Oben und unten sind in diesem Zusammenhang auf eine vertikale Orientierung der Höhe zu beziehen.
  • In einigen Ausführungsformen sind in zumindest einem Verlegebereich die Doppelleitungen derartig zueinander angeordnet und mit einer Hülle ummantelt, dass ihr senkrecht zu den Doppelleitungen verlaufender Querschnitt eine rundliche äußere Form aufweist. Dadurch kann die Mehrzahl von Doppelleitungen in alle Richtungen einfach gebogen werden, wodurch sich eine besonders bequeme Verlegbarkeit der Doppelleitungen in der Karosserie ergibt. Die äußere Form des Querschnitts kann beispielsweise einer Ellipse ähneln.
  • Natürlich können die beiden letztgenannten Ausführungsformen miteinander derartig kombiniert werden, dass das Energieversorgungssystem in zumindest einem Verlegebereich eine rundliche äußere Form aufweist und in zumindest einem Anschlussbereich die Mehrzahl der Doppelleitungen die beschriebene Quaderform annimmt, um so eine bequeme Kontaktierbarkeit der Doppelleitungen zu erreichen.
  • Die Doppelleitungen können einzeln elektrisch abgesichert sein. Dadurch fällt nicht das ganze Energieversorgungssystem aus, wenn eine einzelne Doppelleitung einem Überstrom ausgesetzt war. Die elektrische Absicherung kann beispielsweise mit Hilfe von Schmelzsicherungen erfolgen. Auch eine elektrische Absicherung mit Hilfe einer Überstromüberwachungsschaltung und einem Lastschalter ist natürlich möglich. Dem Fachmann sind viele Methoden bekannt, um Doppelleitungen gegenüber Ströme elektrisch abzusichern. Der Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsform liegt darin, dass eine besondere Ausfallsicherheit geschaffen wird und die unterschiedlichen Doppelleitungen unterschiedlich abgesichert werden können. Je nach den Eigenschaften und Anforderungen der Verbraucher, die mit einer entsprechenden Doppelleitung verbunden sind, kann ein maximal erlaubter Stromfluss definiert werden. Unterschiedliche Doppelleitungen können auch mit unterschiedlichen Verfahren abgesichert sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass eine Doppelleitung mit Hilfe einer Schmelzsicherung abgesichert wird, während eine andere Doppelleitung mit Hilfe einer aufwändigen elektronischen Schaltung gegen einen Überstrom geschützt wird.
  • Darüber hinaus kann der Spannungspegel auf einer oder mehreren Doppelleitungen stabilisiert werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers oder einer Zusatzenergiequelle erfolgen. Als Zusatzenergiequellen kommen z.B. eine Zusatzbatterie oder auch ein Kondensator mit einer hohen Kapazität, wie z.B. ein Supercap, in Betracht. Es können also stabilisierte und nicht stabilisierte Doppelleitungen vorhanden sein, so dass die Verbraucher ihren Anforderungen entsprechend den einzelnen Doppelleitungen zugeordnet werden können.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Doppelleitung gegenüber einer anderen Doppelleitung verkürzt. Die unterschiedlichen Doppelleitungen können also unterschiedliche Längen aufweisen. Auf diese Weise kann die Stromtragfähigkeit des Energieversorgungssystems mit einem zunehmenden Abstand zur Batterie abnehmen. Dies kann wirtschaftlich sinnvoll sein, da viele Verbraucher relativ nah an der Batterie angeordnet sind, während sich andere in einem großen Abstand zur Batterie befinden. Durch die unterschiedlichen Längen der Doppelleitungen ist es möglich, das Energieversorgungssystem derartig zu optimieren, dass es in jedem Längenabschnitt genau die Stromtragfähigkeit aufweist, die durch die angeschlossenen Verbraucher benötigt wird. Auf diese Weise ergeben sich Gewichts- und Materialeinsparungen, die ihrerseits zu Kostenvorteilen führen.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, dass sich der Querschnitt eines Litzenkerns der Plusleitungen und Minusleitungen mit einem zunehmenden Abstand von der Batterie verkleinert. Auf diese Weise kann Material eingespart werden. Die Verkleinerung des Querschnitts ist möglich, da Strom zunehmend über angeschlossene Verbraucher von der Plusleitung auf die Minusleitung umgeleitet wird. Folgt man einer Doppelleitung entlang ihrer Erstreckung, so verkleinert sich also der Querschnitt einer Leitung, während der Querschnitt der anderen Leitung zunimmt. Dies hat damit zu tun, dass die Plusleitung mit der Plusklemme der Batterie und die Minusleitung mit der Minusklemme der Batterie verbunden sind. Je größer der Abstand der Plusleitung zur Plusklemme wird, umso kleiner wird also der Abstand der Minusleitung zur Minusklemme.
  • Die Doppelleitungen können beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Plusleitungen und Minusleitungen einen Litzenkern aufweisen, der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Aluminium ist im Vergleich zu Kupfer recht günstig und leichter.
  • In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Doppelleitung über eine Kontaktfahne kontaktiert, die insbesondere an einem ersten Ende Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und an einem zweiten Ende Kupfer oder eine Kupferlegierung aufweist. Wenn die Doppelleitungen Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen, ist die Kontaktfahne mit dem ersten Ende mit der Doppelleitung verbunden. Dies ist vorteilhaft, da Aluminium besonders gut und korrosionsfrei mit Aluminium verbunden werden kann. Die Verbraucher in einem Kraftfahrzeug hingegen werden zumeist über eine Kupferleitung kontaktiert. Diese kann bequem mit dem zweiten Ende der Kontaktfahne verbunden werden, wobei aufgrund der Gleichartigkeit der Materialien wiederum die Korrosionsneigung vermindert ist.
  • Eine elektrische Verbindung der Verbraucher mit den Doppelleitungen kann beispielsweise mittels Ultraschallschweißen erfolgen. Ultraschallschweißen ist ein besonders einfaches Verfahren, das langlebige Verbindungen erzeugt.
  • Wie bereits ausgeführt wurde, besteht ein wesentlicher Vorteil des hier vorgestellten Energieversorgungssystems darin, dass eine optimierte Zuordnung der Verbraucher zu den entsprechenden Doppelleitungen erfolgen kann. Anders ausgedrückt kann die Zusammensetzung der ersten und zweiten Gruppe optimal gewählt werden. Beispielsweise kann ein Verbraucher mit umso mehr Doppelleitungen verbunden werden, je höher sein maximaler Strombedarf ist. Verbraucher, die wenig Strom benötigen, können beispielsweise mit nur einer Doppelleitung in Kontakt stehen, während besonders energiebedürftige Verbraucher mit vielen Doppelleitungen verbunden werden.
  • Auch eine Zuordnung der Verbraucher zu den Doppelleitungen hinsichtlich ihrer Eigenart, Störungen auf den Doppelleitungen zu erzeugen, kann erfolgen. So ist es möglich, einen störungsarmen Verbraucher an eine Doppelleitung oder mehrere Doppelleitungen anzuschließen, mit der oder denen nur störungsarme Verbraucher verbunden sind. Auf diese Weise bleiben störungsarme Verbraucher unter sich und brauchen nicht die Störungen eines störungsreichen Verbrauchers zu befürchten. Dementsprechend kann ein störungsreicher Verbraucher an eine Doppelleitung oder mehrere Doppelleitungen angeschlossen werden, mit der oder denen kein störungsarmer Verbraucher verbunden ist. Störungsreiche Verbraucher werden so von den störungsarmen Verbrauchern isoliert, so dass ihre Störungen möglichst keine anderen Verbraucher beeinträchtigen. Es ist denkbar, einem besonders störungsreichen Verbraucher eine dedizierte Doppelleitung zuzuordnen, an der kein anderer Verbraucher angeschlossen ist. Alternativ können an diese dedizierte Doppelleitung natürlich noch weitere Verbraucher angeschlossen werden, die für Störungen gänzlich unempfindlich sind.
  • Sicherheitskritische Verbraucher, wie z.B. das ABS-System, können mit mehreren entkoppelten Lastpfaden ausgestattet werden, über die sie mit Energie versorgt werden können. Jeder dieser Lastpfade ist dann mit einer anderen Doppelleitung verbunden als die restlichen Lastpfade. Auf diese Weise wird eine redundante Versorgung der sicherheitskritischen Verbraucher mit elektrischer Energie erreicht, so dass ihre Ausfallwahrscheinlichkeit erheblich herabgesetzt ist. Darüber hinaus ist es natürlich möglich, sicherheitskritische Verbraucher mit zumindest einer Doppelleitung anzuschließen, deren Spannungspegel stabilisiert wird. Wie bereits ausgeführt wurde, kann eine solche Stabilisierung beispielsweise durch einen DC/DC-Wandler oder eine Zusatzenergiequelle erreicht werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann eine Entkopplung von Lastpfaden beispielsweise mit Hilfe von Dioden erfolgen.
  • Genauso wie es besonders sicherheitskritische Verbraucher wie z.B. das Bremssystem gibt, existieren auch völlig unkritische Verbraucher wie z.B. die Sitzheizung oder die Heckscheibenheizung. Es ist denkbar, all diese unkritischen Verbraucher an dieselbe Doppelleitung anzuschließen und diese Doppelleitung bei einem Spannungseinbruch der Batterie abzuschalten, um so für wichtigere Verbraucher fokussiert Energie bereitstellen zu können.
  • Natürlich können unterschiedliche Doppelleitungen auch mit unterschiedlichen Klemmen verbunden sein. Diese Klemmen sind dem Fachmann wohl bekannt. Die Klemme 15 ist beispielsweise für die Zündung vorgesehen, während die Klemme 30 für den Dauerbetrieb eingesetzt wird.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung sowie damit zusammenhängende Vorteile werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • 1a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems;
    • 1b einen Schnitt durch die Ausführungsform aus 1a;
    • 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems;
    • 3a eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems;
    • 3b einen Schnitt durch die Ausführungsform aus 3a und
    • 4 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems.
  • In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche und gleich wirkende Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen benannt.
  • Die 1a illustriert eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems für ein Kraftfahrzeug, die in 1b noch einmal in einer Schnittdarstellung gezeigt ist. Das Energieversorgungssystem 1 weist eine Mehrzahl von Doppelleitungen 2 auf, die jeweils eine Plusleitung 2a und eine Minusleitung 2b besitzen, wie sich aus der Schnittdarstellung aus 1b ergibt. In der 1a ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet, wo der in 1b dargestellte Schnitt verläuft. Die Plusleitung 2a und die Minusleitung 2b weisen jeweils einen aus Aluminium bestehenden Litzenkern 3 sowie einen den Litzenkern 3 umgebenden Mantel 4 auf. Der Mantel 4 dient dabei der Isolation des Litzenkerns 3. Wie der 1b zu entnehmen ist, sind die Plusleitungen 2a und Minusleitungen 2b jeweils derartig benachbart zueinander angeordnet, dass sich ihre elektromagnetischen Felder außerhalb der jeweiligen Doppelleitung 2 weitgehend aufheben. Die Plusleitungen 2a und die Minusleitungen 2b sind jeweils als Rundleitungen ausgestaltet, die von einem gemeinsamen Isolator 5 aus Kunststoff umgeben sind, der beim Extrudieren um diese angeordnet wurde. Der Isolator 5 weist dabei eine quaderförmige äußere Form auf. In der 1b ist zu sehen, dass die Plusleitung 2a und die Minusleitung 2b einer jeweiligen Doppelleitung 2 entlang einer ersten Achse A1 zueinander benachbart angeordnet sind, während die Doppelleitungen 2 als solche entlang einer zweiten Achse A2, die zur ersten Achse A1 im Wesentlichen senkrecht verläuft, zueinander benachbart angeordnet sind.
  • Die Doppelleitungen 2 sind an einem Ende, wie die 1a illustriert, mit zwei Abgängen 6a, 6b verbunden. Die Plusleitungen 2a kontaktieren einen Abgang 6a, der mit dem Pluspol eines Starters bzw. Generators verbunden ist. Die Minusleitungen 2b sind entsprechend mit einem Abgang 6b verbunden, der mit der Masse des Starters bzw. Generators gekoppelt ist. Auf der anderen Seite sind die Doppelleitungen mit zwei Abgängen 7a, 7b kontaktiert, die eine Verbindung zur Batterie herstellen. Die Plusleitungen 2a sind mit einem Abgang 7a verbunden, der mit dem Pluspol der Batterie gekoppelt ist. Die Minusleitungen 2b sind demgegenüber an dem Abgang 7b angeschlossen, der den Minuspol der Batterie kontaktiert.
  • Darüber hinaus zeigt die 1a drei Verbraucher 8, 8a, 8b, die jeweils über einen ersten Abgang 9a mit mindestens einer Plusleitung 2a und über einen zweiten Abgang 9b mit mindestens einer Minusleitung 2b verbunden sind. Einer der Verbraucher ist als ein erster Verbraucher 8a gekennzeichnet. Dieser erste Verbraucher 8a ist mit einer ersten Gruppe G1 aus der Mehrzahl von Doppelleitungen 2 elektrisch verbunden. Vorliegend steht der erste Verbraucher 8a mit nur einer einzigen Doppelleitung 2 in Kontakt. Ein weiterer Verbraucher ist als ein zweiter Verbraucher 8b markiert, der mit einer zweiten Gruppe G2 aus der Mehrzahl von Doppelleitungen 2 elektrisch verbunden ist. Der zweite Verbraucher 8b steht dabei mit drei Doppelleitungen 2 in Kontakt.
  • Im gezeigten Beispiel bestehen die Litzenkerne 3 aus Aluminium und die Abgänge 6a, 6b, 7a, 7b, 9a, 9b aus Kupfer. Dementsprechend werden Kontaktfahnen 10 verwendet, die an einem ersten Ende Aluminium und an einem zweiten Ende Kupfer aufweisen. Das erste Ende aus Aluminium ist dabei jeweils mit der Doppelleitung 2 verbunden, während das zweite Ende aus Kupfer mit den Abgängen 6a, 6b, 7a, 7b, 9a, 9b verbunden ist.
  • In der 2 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems dargestellt. Das Energieversorgungssystem 11 unterscheidet sich von der in 1a dargestellten ersten Ausführungsform eines Energieversorgungssystems 1 vor allem dadurch, dass die Doppelleitungen 2 unterschiedliche Längen aufweisen. Am kürzesten ist die ganz links dargestellte Doppelleitung 2. Die Doppelleitung 2 direkt rechts daneben ist bereits ein wenig länger, während die Doppelleitung 2, die wiederum rechts davon liegt, noch länger ist. Die volle Länge besitzen nur die drei Doppelleitungen 2 ganz rechts. Durch die Verkürzung einzelner Doppelleitungen 2 kann Material eingespart werden, so dass es zu einer Kosten- und Gewichtsreduktion kommt. Gemäß der zweiten Ausführungsform des Energieversorgungssystems 11 sind die Doppelleitungen 2 mit dem Abgang 6a mit den Pluspolen des Starters bzw. Generators und der Batterie und mit dem Abgang 6b mit der Masse des Starters bzw. Generators und dem Minuspol der Batterie verbunden.
  • Eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems 12 ist in der 3a illustriert. Eine Schnittdarstellung dazu zeigt die 3b. Die dritte Ausführungsform des Energieversorgungssystems 12 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform aus 1a vor allem dadurch, dass sie drei Anschlussbereiche 13 und zwei Verlegebereiche 14 aufweist. In den Anschlussbereichen 13 nehmen die Doppelleitungen, die in 1b gezeigte Anordnung ein, um eine bequeme Kontaktierung der Doppelleitungen 2 zu ermöglichen. In den Verlegebereichen 14 hingegen sind die Doppelleitungen 2 derartig zueinander angeordnet und mit einer Hülle 15 ummantelt, wie in 3b zu sehen ist, dass ihr senkrecht zu den Doppelleitungen 2 verlaufender Querschnitt eine rundliche äußere Form aufweist. Durch diese Form können die Doppelleitungen 2 gemeinschaftlich in alle Richtungen gebogen werden, wodurch die Doppelleitungen 2 einfach in der Karosserie des Kraftfahrzeugs verlegt werden können.
  • Eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems 16 ist in der 4 illustriert. Ein sicherheitskritischer Verbraucher 17a besitzt zwei voneinander entkoppelte Lastpfade L1, L2. Die Entkoppelung erfolgt dabei jeweils über eine Diode 18. Während der erste Lastpfad L1 mit einer ersten Doppelleitung 2' verbunden ist, ist der zweite Lastpfad L2 an eine zweite Doppelleitung 2'' angeschlossen. Auf diese Weise wird der sicherheitskritische Verbraucher redundant mit elektrischer Energie versorgt. Der zweite Verbraucher 17b hingegen ist nicht sicherheitskritisch, so dass eine Kopplung mit einer Doppelleitung 2' völlig ausreichend ist. Um Beschädigungen der Doppelleitungen 2', 2'' zu vermeiden, ist deren Plusleitung 2a jeweils mit einer Schmelzsicherung 19 ausgestattet.
  • Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. An den gezeigten Ausführungsformen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich, wie er in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems
    2
    Doppelleitung
    2', 2''
    Doppelleitung
    2a
    Plusleitung
    2b
    Minusleitung
    3
    Litzenkern
    4
    Mantel
    5
    Isolator
    6a, 6b
    Abgang
    7a, 7b
    Abgang
    8
    Verbraucher
    8a
    erster Verbraucher
    8b
    zweiter Verbraucher
    9a, 9b
    Abgang
    10
    Kontaktfahne
    11
    zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems
    12
    dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems
    13
    Anschlussbereich
    14
    Verlegebereich
    15
    Hülle
    16
    vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems
    17a
    sicherheitskritischer Verbraucher
    17b
    Verbraucher
    18
    Diode
    19
    Schmelzsicherung
    A1
    erste Achse
    A2
    zweite Achse
    G1
    erste Gruppe
    G2
    zweite Gruppe
    L1
    erster Lastpfad
    L2
    zweiter Lastpfad

Claims (15)

  1. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) für ein Kraftfahrzeug mit - einer Mehrzahl von Doppelleitungen (2, 2', 2''), die jeweils eine Plusleitung (2a) und eine Minusleitung (2b) aufweisen, - wobei die Plusleitung (2a) und die Minusleitung (2b) jeweils derartig benachbart zueinander angeordnet sind, dass sich ihre elektromagnetischen Felder außerhalb der jeweiligen Doppelleitung weitgehend aufheben, - wobei ein erster Verbraucher (8a, 17a) mit einer ersten Gruppe (G1) aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist und ein zweiter Verbraucher (8b, 17b) mit einer zweiten Gruppe (G2) aus der Mehrzahl von Doppelleitungen elektrisch verbunden ist, und - wobei ein Verbraucher (8, 8a, 8b, 17a, 17b) mit umso mehr Doppelleitungen (2, 2', 2'') verbunden ist, je höher sein maximaler Strombedarf ist.
  2. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Abstand zwischen der Plusleitung (2a) und der Minusleitung (2b) einer Doppelleitung (2, 2', 2'') kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 1,5 mm, ist.
  3. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Plusleitungen (2a) und Minusleitungen (2b) jeweils als Rundleitungen ausgestaltet sind.
  4. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Doppelleitungen (2) jeweils von einem Isolator (5), insbesondere einem Kunststoff, umgeben sind, der insbesondere mittels Extrudieren um die Doppelleitungen angeordnet wurde.
  5. Energieversorgungssystem (1, 11, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zumindest einem Anschlussbereich (13) die Plusleitung (2a) und die Minusleitung (2b) einer jeweiligen Doppelleitung (2) entlang einer ersten Achse (A1) zueinander benachbart angeordnet sind und die Doppelleitungen (2) aus der Mehrzahl von Doppelleitungen entlang einer zweiten Achse (A2), die zur ersten Achse (A1) im Wesentlichen senkrecht verläuft, zueinander benachbart angeordnet sind.
  6. Energieversorgungssystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zumindest einem Verlegebereich (14) die Doppelleitungen (2) derartig zueinander angeordnet und mit einer Hülle (15) ummantelt sind, dass ihr senkrecht zu den Doppelleitungen (2) verlaufender Querschnitt eine rundliche äußere Form aufweist.
  7. Energieversorgungssystem (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Doppelleitungen 2', 2'') einzeln elektrisch abgesichert sind.
  8. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das dafür eingerichtet ist, einen Spannungspegel auf mindestens einer Doppelleitung (2), insbesondere mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers oder einer Zusatzenergiequelle, zu stabilisieren.
  9. Energieversorgungssystem (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Doppelleitung (2) gegenüber einer anderen Doppelleitung (2) verkürzt ist.
  10. Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Plusleitungen (2a) mit einer Plusklemme einer Batterie und die Minusleitungen (2b) mit einer Minusklemme der Batterie verbunden sind und sich ein Querschnitt eines Litzenkerns (3) der Plusleitungen (2a) und Minusleitungen (2b) mit einem zunehmenden Abstand von der Batterie verkleinert.
  11. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Doppelleitungen (2, 2', 2'') Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen.
  12. Energieversorgungssystem (1, 11, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Doppelleitung (2) über eine Kontaktfahne (10) kontaktiert ist, die insbesondere an einem ersten Ende Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und an einem zweiten Ende Kupfer oder eine Kupferlegierung aufweist, wobei die Kontaktfahne (10) mit dem ersten Ende mit der Doppelleitung (2) verbunden ist.
  13. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein keine Störsignale auf einer Doppelleitung erzeugender Verbraucher an eine Doppelleitung (2) oder mehrere Doppelleitungen (2) angeschlossen ist, an der nur Verbraucher angeschlossen sind, die keine Störsignale auf einer Doppelleitung erzeugen.
  14. Energieversorgungssystem (1, 11, 12, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein auf einer Doppelleitung Störsignale erzeugender Verbraucher an eine Doppelleitung (2) oder mehrere Doppelleitungen (2) angeschlossen ist, an der kein keine Störsignale auf einer Doppelleitung erzeugender Verbraucher angeschlossen ist.
  15. Energieversorgungssystem (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein sicherheitskritischer Verbraucher (17a) mehrere entkoppelte Lastpfade (L1, L2) aufweist, über die er mit Energie versorgt werden kann, wobei jeder Lastpfad mit einer anderen Doppelleitung (2', 2'') verbunden ist als die restlichen Lastpfade.
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