DE102014219645B4 - Elektrische Verbindungseinrichtung zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten, Bordnetz und Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) mit einem elektrischen Leiter (13) zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten zwischen einer ersten elektrischen Komponente (2), welche in einem ersten Gehäuse (5), welches mit einem Bezugspotential (18) elektrisch verbunden ist, angeordnet ist, und einer zweiten-elektrischen Komponente (3), welche in einem zweiten Gehäuse (6), welches mit dem Bezugspotential (18) elektrisch verbunden ist, angeordnet ist, wobei die elektrische Verbihdungseinrichtung (9, 10) eine erste Abschirmeinrichtung (23) zum Abschirmen des elektrischen Leiters (13) aufweist, wobei die erste Abschirmeinrichtung (23) elektrisch mit dem ersten Gehäuse (5) verbindbar ist, und eine zweite Abschirmeinrichtung (24) zum Abschirmen,des elektrischen Leiters (13) aufweist, wobei die zweite Abschirmeinrichtung (24) elektrisch mit dem zweiten Gehäuse (6) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Äbschirmeinrichtung (23) zum Verhindern eines unerwünschten Stromflusses über die erste Abschirmeinrichtung (23) und die zweite Abschirmeinrichtung (24) zwischen dem ersten Gehäuse (5) und dem zweiten Gehäuse (6) galvanisch von der zweiten Abschirmeinrichtung (24) getrennt ist und die zweite Abschirmeinrichtung (24) die erste Abschirmeinrichtung (23) in einem vorbestimmten Überlappungsbereich (25) zumindest bereichsweise umgibt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinrichtung zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten zwischen einer ersten elektrischen Komponente, welche in einem ersten Gehäuse, welches mit einem Bezugspotential elektrisch verbunden ist, angeordnet ist, und einer zweiten elektrischen Komponente, welche in einem zweiten Gehäuse, welches mit dem Bezugspotential elektrisch verbunden ist, angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Bordnetz mit einer elektrischen Verbindungseinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz.
• Elektrische Verbindungseinrichtungen können als Kabel ausgeführt sein und dazu dienen, Energie und/oder Daten zwischen elektrischen Komponenten zu übertragen. Solche elektrischen Komponenten können Komponenten eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise elektrische Energiespeicher zum Bereitstellen einer elektrischen Energie, Steuergeräte, Kommunikationseinrichtungen, Anzeigeelemente oder Elektromotoren. Ein Kraftfahrzeug mit Hochvoltkomponenten ist beispielsweise aus der DE 10 2012 008 977 A1 bekannt.
• Eine elektrische Verbindungseinrichtung bzw. ein Kabel umfasst üblicherweise einen elektrischen Leiter, beispielsweise einen Draht oder Litzen. Aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) weisen die elektrischen Leiter in der Regel eine Abschirmung auf. Somit können unerwünschte elektrische oder elektromagnetische Effekte, beispielsweise Einkoppelungen oder Abstrahlungen von elektrischen oder elektromagnetischen Feldern, vermieden werden. Dazu wird die Abschirmung an beiden Enden des Kabels mit einem Bezugspotential, beispielsweise dem Bezugspotential des Kraftfahrzeugs, verbunden.
• Daraus ergibt sich der Nachteil, dass sogenannte Masseschleifen entstehen können, indem über die Abschirmungen der Leiter unkontrollierte Ströme fließen, die ihrerseits Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit verursachen können. Bei einem Defekt der Anbindung an die Fahrzeugmasse bzw. bei einer fehlerhaften Masseanbindung, können dabei derart hohe Ströme fließen, dass es zu einer Beschädigung an dem Kraftfahrzeug kommen kann. Dies ist vor allem bei einer Übertragung von Hochvoltenergie über die Leitungen problematisch, da elektrische Hochvoltkomponenten in der Regel über eine hohe Stromaufnahme verfügen und/oder einen hohen Strom bereitstellen können.
• Ein Fahrzeugsystem, bei welchem mittels einer Kabelanordnung ein Stromfluss durch eine Abschirmung der Kabelanordnung reduziert wird, ist aus der DE 10 2011 004 457 A1 bekannt. Die US 2002/0117316 A1 beschreibt ein Verbindungskabel, welches die Übertragung von niederfrequenten Signalen verbessert.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Verbindungseinrichtung zu realisieren, mittels welcher Masseschleifen und ein unkontrolliertes Fließen von Strömen sicher und zuverlässig vermieden werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Verbindungseinrichtung, ein Bordnetz sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
• Eine erfindungsgemäße elektrische Verbindungseinrichtung mit einem elektrischen Leiter dient zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten zwischen einer ersten elektrischen Komponente, welche in einem ersten Gehäuse angeordnet ist, und einer zweiten elektrischen Komponente, welche in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei das erste Gehäuse elektrisch mit einem Bezugspotential verbunden ist und das zweite Gehäuse elektrisch mit dem Bezugspotential verbunden ist. Dabei weist die elektrische Verbindungseinrichtung eine erste Abschirmeinrichtung zum Abschirmen des elektrischen Leiters auf, wobei die erste Abschirmeinrichtung elektrisch mit dem ersten Gehäuse verbindbar ist, und eine zweite Abschirmeinrichtung zum Abschirmen des elektrischen Leiters auf, wobei die zweite Abschirmeinrichtung elektrisch mit dem zweiten Gehäuse verbindbar ist. Außerdem ist die erste Abschirmeinrichtung zum Verhindern eines unerwünschten Stromflusses über die erste Abschirmeinrichtung und die zweite Abschirmeinrichtung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse galvanisch von der zweiten Abschirmeinrichtung getrennt und die zweite Abschirmeinrichtung umgibt die erste Abschirmeinrichtung in einem vorbestimmten Überlappungsbereich zumindest bereichsweise.
• Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die erste elektrische Komponente elektrisch mit der zweiten Komponente über den elektrischen Leiter der elektrischen Verbindungseinrichtung verbunden werden kann, sodass zwischen den elektrischen Komponenten ein Datenfluss und/oder ein Energiefluss stattfinden kann. Die elektrische Verbindungseinrichtung kann als zumindest ein Kabel ausgeführt sein, welches den elektrischen Leiter, beispielsweise in Form eines Drahtes oder in Form von Litzen, umfasst. Die erste elektrische Komponente und die zweite elektrische Komponenten sind jeweils in einem Gehäuse angeordnet, wobei jedes der zwei Gehäuse mit einem Bezugspotential verbunden ist.
• Um die elektrische Verbindungseinrichtung vor Störeinflüssen zu schützen, weist die elektrische Verbindungseinrichtung eine erste Abschirmeinrichtung und eine zweite Abschirmeinrichtung auf. Dabei kann die erste Abschirmeinrichtung mit dem ersten Gehäuse und damit auch mit dem Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Die zweite Abschirmeinrichtung kann mit dem zweiten Gehäuse und damit ebenfalls mit dem Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Die erste Abschirmeinrichtung und die zweite Abschirmeinrichtung können beispielsweise ineinander verwoben und dabei galvanisch voneinander getrennt sein. Da die erste Abschirmeinrichtung und die zweite Abschirmeinrichtung galvanisch voneinander getrennt sind, kann kein unerwünschter Strom über die erste Abschirmeinrichtung und die zweite Abschirmeinrichtung zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse fließen. Das Kabel ist mittels der zwei Abschirmeinrichtungen also bidirektional geschirmt. Insbesondere kann eine sogenannte Masseschleife, also ein Stromkreis, welcher das Bezugspotential, das erste und das zweite Gehäuse, und die erste und die zweite Abschirmeinrichtung umfasst, vermieden werden. Durch diese galvanische Trennung wird in vorteilhafter Weise eine Beschädigung der elektrischen Komponenten oder eine Gefährdung von Personen verhindert.
• Außerdem umgibt die zweite Abschirmeinrichtung die erste Abschirmeinrichtung in dem vorbestimmten Überlappungsbereich zumindest bereichsweise. Der Überlappungsbereich kann sich dabei zwischen dem ersten Leiterteilbereich und dem zweiten Leiterteilbereich befinden. Da die zweite Abschirmeinrichtung bevorzugt einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Abschirmeinrichtung, weist der Überlappungsbereich der elektrischen Verbindungseinrichtung einen konzentrischen Aufbau auf, welcher den elektrischen Leiter, die erste Abschirmeinrichtung und die zweite Abschirmeinrichtung umfasst. In dem vorbestimmten Überlappungsbereich verlaufen die hohlzylinderförmigen Abschirmeinrichtungen also übereinander. Insbesondere ist die elektrische Verbindungseinrichtung in dem vorbestimmten Überlappungsbereich doppelt geschirmt. Da die erste Abschirmeinrichtung mit dem ersten Gehäuse elektrisch verbunden ist und die zweite Abschirmeinrichtung mit dem zweiten Gehäuse elektrisch verbunden ist, ist die elektrische Verbindungseinrichtung insbesondere bidirektional geschirmt.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Abschirmeinrichtung und/oder die zweite Abschirmeinrichtung im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei die erste Abschirmeinrichtung einen ersten Durchmesser aufweist und die zweite Abschirmeinrichtung einen in Vergleich zum ersten Durchmesser größeren zweiten Durchmesser aufweist. Eine solche hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung kann eine . Ümmantelung sein, welche den beispielsweise.als Draht oder Litze ausgeführten, elektrischen Leiter der elektrischen Verbindungseinrichtung umgeben kann. Die erste, hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung kann dabei an einem der Enden der ersten Abschirmeinrichtung mit dem ersten Gehäuse elektrisch verbunden sein und sich über einen ersten Leiterteilbereich in Richtung des zweiten Gehäuses erstrecken. Der erste Leiterteilbereich der elektrischen Verbindungseinrichtung weist somit einen konzentrischen Aufbau auf, welcher den zumindest einen elektrischen Leiter und die erste, hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung umfasst. Die zweite, hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung kann dabei an einem der Enden der zweiten Abschirmeinrichtung mit dem zweiten Gehäuse elektrisch verbunden sein und sich über einen zweiten Leiterteilbereich in Richtung des ersten Gehäuses erstrecken. Der zweite Leiterteilbereich der elektrischen Verbindungseinrichtung weist somit ebenfalls einen konzentrischen Aufbau auf, welcher den zumindest einen elektrischen Leiter und die zweite, hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung umfasst. Eine solche hohlzylinderförmige Abschirmeinrichtung kann auf besonders einfache Weise gebildet werden.
• Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die erste Abschirmeinrichtung und/oder die zweite Abschirmeinrichtung aus einen elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gebildet sind. Somit könne elektrische und/oder elektromagnetische Felder besonders gut und effizient abgeschirmt werden, sodass eine störungsarme Übertragung von elektrischer Energie und/oder Daten realisiert werden kann.
• Es kann vorgesehen sein, dass zwischen der ersten und der zweiten Abschirmeinrichtung in dem Überlappungsbereich ein elektrisches Isolationselement zum galvanischen Trennen der ersten und der zweiten Abschirmeinrichtung angeordnet ist. Ein solches Isolationselement kann eine isolierende, ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildete Umhüllung sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Abschirmeinrichtung in einen Kabelmantel aus einem isolierenden Material integriert ist, welcher einen ersten Durchmesser aufweist. Die zweite Abschirmeinrichtung kann ebenfalls in einen Kabelmantel aus dem isolierenden Material integriert sein, welcher einen gegenüber dem ersten Durchmesser größeren zweiten Durchmesser aufweist. Die Kabelmäntel können in dem Überlappungsbereich auf besonders einfache Weise übereinander geführt werden. Das isolierende Material der Kabelmäntel bildet dabei das elektrische Isolätionselement, welches die erste Abschirmeinrichtung von der insbesondere über der ersten Abschirmeinrichtung verlaufenden zweiten Abschirmeinrichtung galvanisch trennt.
• Zur Erfindung gehört außerdem ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinrichtung. Zudem umfasst das Bordnetz eine erste elektrische Komponente, welche in einem ersten Gehäuse angeordnet ist, und eine zweite elektrische Komponente, welche in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei die erste elektrische Komponente mittels der zumindest einen elektrischen Verbindungseinrichtung elektrisch mit der zweiten Komponente verbunden ist, und wobei das erste Gehäuse elektrisch mit einem Bezugspotential verbunden ist und das zweite Gehäuse elektrisch mit dem Bezugspotential verbunden ist. Dabei ist die erste Abschirmeinrichtung der zumindest einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinrichtung elektrisch mit dem ersten Gehäuse verbunden, und die zweite Abschirmeinrichtung elektrisch mit dem zweiten Gehäuse verbunden. Durch die galvanische Trennung der ersten Abschirmeinrichtung von der zweiten Abschirmeinrichtung können Masseschleifen und ein unkontrolliertes Fließen von Strömen über die Abschirmeinrichtungen vermieden werden.
• Besonders bevorzugt umfasst das Bordnetz zumindest eine dritte elektrische Komponente, welche elektrisch mit der ersten und/oder der zweiten elektrischen Komponente verbunden ist. Das Bordnetz kann also um beliebig viele elektrische Komponenten erweitert werden und ist durch die galvanische Trennung der ersten Abschirmeinrichtung von der zweiten, Abschirmeinrichtung sehr sicher und zuverlässig gestaltet.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste elektrische Komponente als Hochvoltbatterie ausgeführt und/oder die zweite elektrische Komponente als Spannungswandler ausgeführt und/oder die dritte elektrische Komponente als Niedervoltbatterie ausgeführt, wobei ein Minuspol der Niedervoltbatterie elektrisch mit. dem Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden ist und ein Pluspol der Niedervoltbatterie elektrisch mit dem Spannungswandler verbunden ist. Die Hochvoltbatterie, welche eine Hochvoltspannung bereitstellt, ist über den zumindest einen elektrischen Leiter mit dem Spannungswandler, beispielsweise einem DC/DC- Wandler verbunden. Unter einer Hochvoltspannung ist hier eine elektrische Spannung größer als 60 Volt zu verstehen. Der Spannungswandler kann dazu ausgelegt sein, die Hochvoltspannung in eine Niedervoltspannung zum Laden der Niedervoltbatterie zu wandeln. Unter Niedervoltspannung ist hier eine elektrische Spannung kleiner als 60 Volt zu verstehen. Dazu ist der Spannungswandler mit einem Pluspol der Niedervoltbatterie elektrisch verbunden. Der Minuspol der Niedervoltbatterie ist mit dem Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugmasse das Negativpotential der Niedervoltbatterie ist. Über die Masseanbindung ist die Niedervoltbatterie elektrisch mit dem ersten Gehäuse, in welchem die Hochvoltbatterie angeordnet ist, und elektrisch mit dem zweiten Gehäuse, in welchem der Spannungswandler abgeordnet ist, verbunden. Durch die galvanische Trennung der ersten Abschirmeinrichtung und der zweiten Abschirmeinrichtung kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass ein elektrischer Strom, welcher von der Niedervoltbatterie bereitgestellt wird, beispielsweise bei einer defekten Masseanbindung, zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuse fließt.
• Alternativ sind die erste Komponente und/oder die zweite Komponente Kommunikationseinrichtungen, wobei die elektrische Verbindungseinrichtung dazu ausgelegt ist, Daten zwischen der ersten und der zweiten Komponente zu übertragen. Durch die Vermeidung von Masseschleifen mittels der galvanischen Trennung der Abschirmeinrichtung kann eine besonders störungsarme und zuverlässige Übertragung von Daten gewährleistet werden.
• Zur Erfindung gehört außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Bordnetz. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgeführt.
• Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße elektrische Verbindungseinrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Bordnetz sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
• Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes gemäß dem Stand der Technik und
• 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bordnetzes mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinrichtung.
• In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• 1 zeigt ein Bordnetz 1 für ein Kraftfahrzeug (hier nicht dargestellt) gemäß dem Stand der Technik. Das Bordnetz 1 weist vorliegend eine erste elektrische Komponente 2, eine zweite elektrische Komponente 3 und eine dritte elektrische Komponente 4 auf. Die erste elektrische Komponente 2 ist hier als Hochvoltbatterie, welche eine Hochvoltspannung bereitstellt, ausgeführt. Die zweite elektrische Komponente 3 ist hier als Spannungswandler, insbesondere als ein DC/DC-Wandler, ausgeführt, welcher die Hochvoltspannung der Hochvoltbatterie beispielsweise in eine Niedervoltspannung wandeln kann. Die dritte elektrische Komponente 4 ist hier als Niedervoltbatterie ausgeführt. Die erste Komponente 2 und die zweite Komponente 3 können aber auch als Kommunikationseinrichtungen, beispielsweise als Sender, Empfänger und/oder Steuergeräte ausgeführt sein.
• Die erste elektrische Komponente 2 ist in einem ersten Gehäuse 5 angeordnet. Die zweite elektrische Komponente 3 ist hier als ein Vierpol ausgeführt und in einem zweiten Gehäuse 6 angeordnet. Ein Pluspol 7 der Hochvoltbatterie ist über eine erste elektrische Verbindungseinrichtung 9 mit einem ersten Eingangspol 11 des Vierpols verbunden. Ein Minuspol 8 ist über eine zweite elektrische Verbindungseinrichtung 10 mit einem zweiten Eingangspol 12 des Vierpols verbunden. Jede der elektrischen Verbindungseinrichtung 9 und 10 kann als Kabel ausgeführt sein und einen elektrischen Leiter 13 aufweisen, über welchen elektrische Energie und zwischen der ersten elektrischen Komponente 2 und der zweiten elektrischen Komponente 3 fließen kann. Wenn die elektrischen Komponenten 2 und 3 als Kommunikationseinrichtungen ausgeführt sind, können über den elektrischen Leiter 13 auch Daten zwischen den Komponenten 2, 3 und 4 ausgetauscht werden.
• Die erste elektrische Verbindungseinrichtung 9 weist einen ersten Schirmmantel 14 auf. Die zweite elektrische Verbindungseinrichtung 10 weist einen zweiten Schirmmantel 15 auf. Jeder der Schirmmäntel 14 und 15 ist über ein elektrisches Koppelelement 16 elektrisch mit dem ersten Gehäuse 5 verbunden. Zusätzlich ist jeder der Schirmmäntel 14 und 15 über ein weiteres elektrisches Koppelelement 17 mit dem zweiten Gehäuse 6 elektrisch verbunden. Durch die elektrische Verbindung des ersten Schirmmantels 14 mit den Gehäusen 5 und 6 kann über den ersten Schirmmantel 14 und damit zwischen dem ersten Gehäuse 5 und dem zweiten Gehäuse 6 ein Strom i₅ fließen. Durch die elektrische Verbindung des zweiten Schirmmantels 15 mit den Gehäusen 5 und 6 kann über den zweiten Schirmmantel 15 und damit zwischen dem ersten Gehäuse 5 und dem zweiten Gehäuse 6 ein Strom i₆ fließen.
• Das erste Gehäuse 5 ist über eine elektrische Leitung L4 mit einem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs verbunden. Somit kann ein Strom i₄ über die elektrische Leitung L4 zwischen dem ersten Gehäuse 5 und dem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs fließen. Das zweite Gehäuse 6 ist über eine elektrische Leitung L5 mit einem ersten Ausgangspol 19 der als Vierpol ausgeführten zweiten elektrischen Komponente 3 elektrisch verbunden. Der erste Ausgangspol 19 ist über eine elektrische Leitung L3 mit dem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs verbunden. Somit kann ein Strom i₃ über die elektrische Leitung L3 zwischen dem ersten Ausgangspol 19 und dem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs fließen.
• Da sich der Strom i₄ , welcher zwischen dem ersten Gehäuse 5 und dem Bezugspotential 18 fließen kann, gemäß der Kirchhoffschen Knotenregel aus einer Summe aus den beiden Strömen i₅ und i₆ , welche beispielsweise bei einem Defekt der Masseanbindung L3 über die Schirmmäntel 14 und 15 fließen können, zusammensetzt, kann der Strom i₄ auch über das zweite Gehäuse 6 zwischen dem zweiten Gehäuse 6 und dem ersten Ausgangspol 19 des Vierpols fließen (i₄ = i₅ + i₆). Dieser Stromfluss ist unerwünscht, Basierend auf der Stromerhaltung entspricht der Strom i₄ dem Strom i₃ (i₄ = i₃).
• Der Spannungswandler weist hier einen zweiten Ausgangspol 20 auf, welcher über eine elektrische Leitung L1 mit einem Pluspol 21 der als Niedervoltbatterie ausgeführten dritten elektrischen Komponente 4 verbunden ist. Zwischen dem zweiten Ausgangspol 20 und dem Pluspol 21 der Niedervoltbatterie kann ein Strom i₁ fließen. Ein Minuspol 22 ist über eine elektrische Leitung L2 mit dem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs verbunden. Über die elektrische Leitung L2 kann ein Strom i₂ zwischen dem Minuspol 20 und dem Bezugspotential 18 des Kraftfahrzeugs fließen, welcher sich aus einer Summe der Ströme i₃ und i₄ zusammensetzt (i₂ = i₃ + i₄). Basierend auf der Stromerhaltung entspricht der Strom i₁ dem Strom i₂ (i₁ = i₂).
• Der Nachteil an dem in 1 gezeigten Bordnetz 1 ist eine unerwünschte Masseschleife, also eine unerwünschte elektrisch leitende Verbindung, welche das Bezugspotential 18, die elektrischen Leitungen L3, L4, L5, das erste Gehäuse 5, das zweite Gehäuse 6, die Schirmmäntel 14 und 15 und die Kopplungselemente 16 und 17 umfasst.
• 2 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bordnetz 1, mit welchem eine unerwünschte Masseschleife vermieden werden kann. Dabei weist jede der elektrischen Verbindungseinrichtungen 9 und 10 eine erste Abschirmeinrichtung 23 und eine zweite Abschirmeinrichtung 24 auf. Die jeweils erste Abschirmeinrichtung 23 ist mittels des elektrischen Koppelelementes 16 mit dem ersten Gehäuse 5 verbunden. Die jeweils zweite Abschirmeinrichtung 24 ist mittels des elektrischen Koppelelementes 17 mit dem zweiten Gehäuse 6 verbunden. Die erste Abschirmeinrichtung 23, welche den elektrischen Leiter 13 der ersten Verbindungseinrichtung 9 umgibt, ist galvanisch von der zweiten Abschirmeinrichtung 24, welche den elektrischen Leiter 13 der ersten Verbindungseinrichtung 9 umgibt, getrennt. Zusätzlich ist die erste Abschirmeinrichtung 23, welche den elektrischen Leiter 13 der zweiten Verbindungseinrichtung 10 umgibt, galvanisch von der zweiten Abschirmeinrichtung 24, welche den elektrischen Leiter 13 der zweiten Verbindungseinrichtung 10 umgibt, getrennt. Die jeweils erste Abschirmeinrichtungen 23 ist also galvanisch von der jeweils zweiten Abschirmeinrichtungen 24 getrennt. Dadurch kann kein Strom, insbesondere bei einer fehlerhaften Masseanbindung, über die Abschirmeinrichtungen 23 und 24 zwischen dem ersten Gehäuse 5 und dem zweiten Gehäuse 6 fließen.
• Die jeweils erste Abschirmeinrichtung 23 kann insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet sein und einen ersten Durchmesser D1 aufweisen. Die jeweils hohlzylinderförmige erste Abschirmeinrichtung 23 umgibt bzw. ummantelt dabei den elektrischen Leiter 13. Die jeweils zweite Abschirmeinrichtung 24 kann ebenfalls insbesondere hohlzylinderförmig ausgeführt sein und einen zweiten Durchmesser D2, welcher insbesondere größer ist als der erste Durchmesser D1, aufweisen. Die jeweils hohlzylinderförmige zweite Abschirmeinrichtung 24 umgibt bzw. ummantelt dabei den elektrischen Leiter 13 ebenfalls. In einem vorbestimmten Überlappungsbereich 25 kann die jeweils zweite Abschirmeinrichtung 23 die jeweils erste Abschirmeinrichtung 24 dabei derart umgeben, dass die Verbindungseinrichtungen 9 und 10 in dem Überlappungsbereich 25 doppelt geschirmt sind. Es kann aber auch sein, dass die erste Abschirmeinrichtung 23 und die zweite Abschirmeinrichtung 24 beispielsweise ineinander verwoben sein können und dabei galvanisch voneinander getrennt sind.
• Somit ist durch das Ausführungsbeispiel ein bidirektional geschirmter Leiter für Hochvolt- und/oder Niedervoltanwendungen und/oder Kommunikationsanwendungen gezeigt.
• Bezugszeichenliste

1

Bordnetz

2

erste elektrische Komponente

3

zweite elektrische Komponente

4

dritte elektrische Komponente

5

erstes Gehäuse

6

zweites Gehäuse

7

Pluspol

8

Minuspol

9

erste elektrische Verbindungseinrichtung

10

zweite elektrische Verbindungseinrichtung

11

erster Eingangspol

12

zweiter Eingangspol

13

elektrischer Leiter

14

erster Schirmmantel

15

zweiter Schirmmantel

16, 17

elektrisches Koppelelement

18

Bezugspotential

19

erster Ausgangspol

20

zweiter Ausgangspol

21

Pluspol

22

Minuspol

23

erste Abschirmeinrichtung

24

zweite Abschirmeinrichtung

25

Überlappungsbereich

L1, L2, L3, L4, L5

elektrische Leitungen

D1

erster Durchmesser

D2

zweiter Durchmesser

i₁, i_2. i₃, i₄, i₅, i₆

elektrische Ströme

Claims (9)

1. Elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) mit einem elektrischen Leiter (13) zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten zwischen einer ersten elektrischen Komponente (2), welche in einem ersten Gehäuse (5), welches mit einem Bezugspotential (18) elektrisch verbunden ist, angeordnet ist, und einer zweiten-elektrischen Komponente (3), welche in einem zweiten Gehäuse (6), welches mit dem Bezugspotential (18) elektrisch verbunden ist, angeordnet ist, wobei die elektrische Verbihdungseinrichtung (9, 10) eine erste Abschirmeinrichtung (23) zum Abschirmen des elektrischen Leiters (13) aufweist, wobei die erste Abschirmeinrichtung (23) elektrisch mit dem ersten Gehäuse (5) verbindbar ist, und eine zweite Abschirmeinrichtung (24) zum Abschirmen,des elektrischen Leiters (13) aufweist, wobei die zweite Abschirmeinrichtung (24) elektrisch mit dem zweiten Gehäuse (6) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Äbschirmeinrichtung (23) zum Verhindern eines unerwünschten Stromflusses über die erste Abschirmeinrichtung (23) und die zweite Abschirmeinrichtung (24) zwischen dem ersten Gehäuse (5) und dem zweiten Gehäuse (6) galvanisch von der zweiten Abschirmeinrichtung (24) getrennt ist und die zweite Abschirmeinrichtung (24) die erste Abschirmeinrichtung (23) in einem vorbestimmten Überlappungsbereich (25) zumindest bereichsweise umgibt.
2. Elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abschirmeinrichtung (23) und/oder die zweite Abschirmeinrichtung (24) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sind, wobei die erste Abschirmeinrichtung (23) einen ersten Durchmesser (D1) aufweist und die zweite Abschirmeinrichtung (24) einen in Vergleich zum ersten Durchmesser (D1) größeren zweiten Durchmesser (D2) aufweist.
3. Elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abschirmeinrichtung (23) und/oder die zweite Abschirmeinrichtung (24) aus einen elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gebildet sind.
4. Elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Abschirmeinrichtung (23) und der zweiten Abschirmeinrichtung (24) in dem Überlappungsbereich (25) ein elektrisches Isolationselement zum galvanischen Trennen der ersten Abschirmeinrichtung (23) und der zweiten Abschirmeinrichtung (24) angeordnet ist.
5. Bordnetz (1) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer elektrischen Verbindungseinrichtung (9, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten elektrischen Komponente (2), welche in einem ersten Gehäuse (5) angeordnet ist und mit einer zweiten elektrischen Komponente (3), welche in einem zweiten Gehäuse (6) angeordnet ist, wobei die erste elektrische Komponente (2) mittels der zumindest einen Verbindungseinrichtung (9, 10) elektrisch mit der zweiten Komponente (3)verbunden ist, und wobei das erste Gehäuse (5)und. das zweite Gehäuse (6) elektrisch mit einem Bezugspotential (18) verbunden sind.
6. Bordnetz (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetz (1) zumindest eine dritte Komponente (4) umfasst, welche elektrisch mit der ersten elektrischen Komponente (2) und/oder der zweiten elektrischen Komponente (3) verbunden ist.
7. Bordnetz (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Komponente (2) als Hochvoltbatterie ausgeführt ist und/oder die zweite elektrische Komponente (3) als Spannungswandler ausgeführt ist und/oder die dritte elektrische Komponente (4) als Niedervoltbatterie ausgeführt ist, wobei ein Minuspol (22) der Niedervoltbatterie elektrisch mit dem Bezugspotential (18) des verbunden ist und ein Pluspol (21) der Niedervoltbatterie elektrisch mit dem Spannungswandler verbunden ist.
8. Bordnetz (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (2) und/oder die zweite Komponente (3) als Kommunikationseinrichtungen ausgeführt sind, wobei die elektrische Verbindungseinrichtung (9, 10) dazu ausgelegt ist, Daten zwischen der ersten Komponente (2) und der zweiten Komponente (3) zu übertragen.
9. Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8.

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