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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Kabelkanals für mindestens eine Hochvolt-Leitung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.
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Bei elektrisch antreibbaren Fahrzeugen stellen Hochvolt-Leitungen sicherheitsrelevante Bauteile dar. Insbesondere bei einem Crash-Ereignis ist zu verhindern, dass von außen derart auf Hochvolt-Leitungen eingewirkt wird, dass diese beschädigt werden. In jenem Fall ist sicherzustellen, dass Hochvolt-Kabel bei einem Crash-Ereignis solange geschützt sind, bis eine Abschaltung des Stromkreises stattgefunden hat.
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In der
JP 2007 -
68 263 A ist ein elektrisches Fahrzeug beschrieben, das einen Kabelkanal für ein Hochvolt-Kabel zwischen Elektromaschine und Hochvolt-Batterie aufweist. Dieser Kabelkanal schützt das Hochvolt-Kabel im Crash-Fall und weist eine deformierbare Zone auf.
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In der
US 2015 / 0 129 334 A1 ist ein elektrisch antreibbares Fahrzeug beschrieben. Dieses weist eine Unterbodenbatterie und eine Vorrichtung zur Führung eines Hochvolt-Kabels durch eine Unterbodenplatte des Fahrzeugs auf.
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US 2007 / 0 119 637 A1 und
DE 10 2010 000 405 A1 offenbaren jeweils Verlege-Anordnungen eines Kabelbaums für ein Fahrzeug, weiteren Stand der Technik zeigen
WO 2011/102 005 A1 sowie
US 2010/0 066 166 A1 .
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer relativ ungeschützten Verlegung des Kabelkanals eine sicherheitsrelevante Einwirkung von außen auf die mindestens eine Hochvolt-Leitung bei einem Crash-Ereignis auszuschließen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anordnung, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
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Bei dieser Anordnung eines Kabelkanals für mindestens eine Hochvolt-Leitung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ist somit vorgesehen, dass der Kabelkanal außerhalb einer Längsträgerspur des Fahrzeugs angeordnet ist. Hierbei weist der Kabelkanal eine Rampe zum Abgleiten von auf diesen auftreffenden Störkonturen bei einem Crash-Ereignis auf. Diese Störkonturen, bei denen es sich insbesondere um Störkonturen einer Komponente des Fahrzeugs handelt, wirken bei einem Crash-Ereignis auf die Rampe des Kabelkanals ein, wobei die Rampe das Abgleiten der auftreffenden Störkonturen bewirkt. Dieses Abgleiten führt überdies dazu, dass Verformungsenergie, die über die die Störkonturen aufweisende Komponente auf den Kabelkanal einwirkt, reduziert ist, sodass auch die Gefahr eines Bruchs des Kabelkanals und damit eine Beschädigung der mindestens einen Hochvolt-Leitung deutlich reduziert ist. Abgesehen hiervon ist aufgrund der Rampenwirkung eine verzögerte Einwirkung auf die Hochvolt-Leitung zu verzeichnen, sodass mehr Zeit zum Abschalten des Hochvolt-Stromkreises verbleibt.
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Diese besondere Ausbildung des Kabelkanals mit Rampe ermöglicht es, auf einen besonderen Schutz des Kabelkanals zu verzichten, insbesondere diesen zwingend innerhalb eines Längsträgers anzuordnen. Demzufolge ist vorgesehen, dass der Kabelkanal außerhalb der Längsträgerspur des Fahrzeugs angeordnet ist, somit grundsätzlich relativ ungeschützt positioniert ist.
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Vorzugsweise ist der Kabelkanal seitlich und unterhalb der Längsträgerspur angeordnet. Diese Ausbildung des Kabelkanals ist unter dem Aspekt der Rampenfunktion von Vorteil, weil diese Rampe nicht nur seitlich oder unterhalb der Längsträgerspur verwirklicht sein kann, sondern in besonders vorteilhafter Anordnung sowohl seitlich als auch unterhalb der Längsträgerspur positioniert ist.
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Vorzugsweise besteht der Kabelkanal aus hochfestem Material, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit hohem Faseranteil oder aus hochduktilem Stahl.
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Der Kabelkanal kann auf unterschiedliche Art und Weise an eine diesen tragende Struktur des Fahrzeugs angebunden sein. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Kabelkanal formschlüssig an einen Rohbau oder an die Längsträgerspur angebunden ist. Vorteilhaft weist der Kabelkanal eine Umgreifgeometrie zur formschlüssigen Abstützung an dem Rohbau oder der Längsträgerspur auf.
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Die am Kabelkanal ausgewiesene Rampe sollte zumindest in einem vorderen Bereich des Kabelkanals angeordnet sein. So ist davon auszugehen, dass in diesem vorderen Bereich des Kabelkanals in aller Regel die Rampe auf die Störkonturen auftrifft. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn sich die Rampe im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kabelkanals erstreckt.
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Zweckmäßig ist der Kabelkanal zu einer Kabelkanalseite hin offen. Dies ermöglicht es, die mindestens eine Hochvolt-Leitung einfach in den Kabelkanal einzulegen und überdies den Kabelkanal, bei von diesem aufgenommener Hochvolt-Leitung, einfach zu montieren bzw. zu befestigen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kabelkanal mit einem weiteren, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs, hinter diesem angeordneten Kabelkanal verbunden ist. Im hinteren Kabelkanal können insbesondere unterschiedliche Hochvolt-Leitungen verlegt sein, konkret eine Hochvolt-Leitung, die von dem die Rampe aufweisenden Kabelkanal in den hinteren Kabelkanal weiter verlegt ist sowie eine andere Hochvolt-Leitung, die von einem Bereich außerhalb des Crash-Bereichs unmittelbar zum hinteren Kabelkanal geführt ist. Somit werden mehrere Hochvolt-Leitungen im hinteren Kabelkanal zusammengeführt.
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Die beiden Kabelkanäle sind vorzugsweise über mindestens eine Rastverbindung miteinander verbunden. Durch diese Rastverbindung lässt sich eine einfache Verbindung der Kabelkanäle bewerkstelligen.
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Die beiden Kabelkanäle können durchaus aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Während dem die Rampe aufweisenden Kabelkanal die erhöhte Schutzfunktion zukommt, und demzufolge dieser Kabelkanal aus besonders robustem Material besteht, ist es beim hinteren Kabelkanal nicht erforderlich, dass dieser aus besonders robustem Material besteht.
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Der hintere Kabelkanal ist insbesondere neben der Längsträgerspur angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Hochvolt-Leitung vor dem hinteren Kabelkanal und oberhalb von diesem neben der Längsträgerspur verlegt ist und/oder die im die Rampe aufweisenden Kabelkanal verlegte Hochvolt-Leitung vor diesem Kabelkanal und unterhalb der Längsträgerspur verlegt ist.
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Auch der hintere Kabelkanal kann mit der Längsträgerspur und/oder dem Rohbau rastierend verbunden sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass im Bereich des die Rampe aufweisenden Kabelkanals oder des hinteren Kabelkanals eine Trennstelle der Hochvolt-Leitung vorgesehen ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigt:
- 1 eine Ansicht eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs im erfindungsrelevanten Bereich, in Querrichtung (Y-Richtung) gesehen,
- 2 eine räumliche Darstellung eines eine Rampe aufweisenden Kabelkanals,
- 3 den Kabelkanal gemäß 2 in einer Ansicht III gemäß 4,
- 4 den Kabelkanal in einer Ansicht IV gemäß 3,
- 5 den Kabelkanal in einer Ansicht V gemäß 3,
- 6 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 3, in vergrößerter Darstellung,
- 7 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in 3, in vergrößerter Darstellung,
- 8 einen Schnitt gemäß der Linie C-C in 3, in noch weiter vergrößertem Maßstab.
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1 veranschaulicht eine Teilansicht eines Hybrid-Personenkraftwagens, somit eines Personenkraftwagens, der sowohl mittels einer Brennkraftmaschine als auch mittels einer Elektromaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist im vorderen Bereich des Fahrzeugs angeordnet und es ist dem nachgeschalteten Getriebebereich die Elektromaschine zugeordnet.
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Gezeigt ist eine Längsträgerspur 1, die aus einzelnen Längsträgern 2 gebildet ist. Die Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens (entsprechend Koordinate X) ist mittels des Pfeils 3 veranschaulicht. In dem, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, von der linken Seite einsehbaren Bereich des Fahrzeugs ist ein Vorderachsträger 4 dargestellt, der gleichzeitig die Funktion eines Hilfsrahmens zur Montage der Brennkraftmaschine besitzt. Mit dem Vorderachsträger 4 ist die Längsträgerspur 1 verbunden. In Y-Richtung ist eine Antriebswelle 5 eines Vorderachsantriebs des Fahrzeugs verdeutlicht, wobei diese Antriebswelle 5 durchtrennt ist.
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Betreffend den elektrischen Antrieb des Personenkraftwagens sind im Bereich der Längsträgerspur 1 zwei Hochvolt-Leitungen 6, 7 angeordnet. Die eine Hochvolt-Leitung 6 ist ausschließlich seitlich der Längsträger 2 der Längsträgerspur 1, an den Längsträgern 2 anliegend, positioniert. Die andere Hochvolt-Leitung 7 ist über eine Teilstrecke unmittelbar neben der Hochvolt-Leitung 6 verlegt, seitlich der Längsträgerspur 1 an diese angrenzend, und von dort nach unten gezogen, nach unterhalb der Längsträgerspur 1. Insbesondere in diesem Abgangsbereich der Hochvolt-Leitung 7, von der Hochvolt-Leitung 6 weg, besteht eine große Gefahr der Beschädigung der Hochvolt-Leitung 7 bei einem Crash-Ereignis, nämlich dann, wenn beim Crash entstehende Störkonturen benachbarter Komponenten in Richtung der Hochvolt-Leitung 7 in diesen Teilbereich gelangen. Um einen grundsätzlichen Schutz dieser Hochvolt-Leitung 7 in dem genannten Bereich zu gewährleisten, ist ein außerhalb der Längsträgerspur 1 angeordneter Kabelkanal 8 für die Hochvolt-Leitung 7 vorgesehen. Dieser Kabelkanal 8 besteht aus hochfestem Material, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit hohem Faseranteil oder aus hochduktilem Stahl.
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Der Kabelkanal 8 weist eine Rampe 9 zum Abgleiten von auf diesen auftreffende Störkonturen bei einem Crash-Ereignis auf. Hierbei ist der Kabelkanal 8, wie der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, seitlich und unterhalb der Längsträgerspur 1 angeordnet. Der Kabelkanal 8 ist in nachfolgend noch näher zu beschreibender Art und Weise formschlüssig an die Längsträgerspur 1 angebunden. In den Kabelkanal 8 ist eine Hochvolt-Trennstelle 10 integriert, womit zwei Kabelenden der Hochvolt-Leitung 7 im Bereich des Kabelkanals 7 verbindbar bzw. konkret verbunden sind.
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Der Darstellung der 1 ist ferner zu entnehmen, dass mit dem Kabelkanal 8 ein dahinter befindlicher Kabelkanal 11 verbunden ist, konkret mittels Ineinanderstecken und einer dann wirksamen Rastverbindung zwischen den beiden Kabelkanälen 8 und 11. Der Kabelkanal 11 besteht dabei aus einem weniger festen Material als der Kabelkanal 8, da der Kabelkanal 11 an einer geschützteren Stelle des Fahrzeugs angeordnet ist, nämlich ausschließlich seitlich der Längsträgerspur 1. In dem weiteren Kabelkanal 11 sind die beiden Hochvolt-Leitungen 6, 7 gehalten. Der Kabelkanal 11 ist mittels Rastverbindungen seitlich der Längsträgerspur 1 mit dem dieser zugewandten Längsträger 2 rastierend verbunden.
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Die beiden Kabelkanäle 6, 11 sind nach innen, somit in Y-Richtung hin, offen ausgebildet. Demnach ist der Kabelkanal 11 zum zugeordneten Längsträger 2 hin offen ausgebildet und auch der andere Kabelkanal 8 auf seiner der Fahrzeugslängsmitte zugewandten Seite offen.
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Der konkrete Aufbau des Kabelkanals 8 ergibt sich aus der Darstellung der 2 bis 8. Gezeigt ist, dass der Kabelkanal 8 durch einen hinteren, relativ größeren Abschnitt 12 und einen vorderen Abschnitt, der die Rampe 9 darstellt, gebildet ist. Insgesamt stellt sich der Kabelkanal 8 als gebogenes Bauteil dar, derart, dass der hintere Abschnitt 12, bezogen auf eine vertikale Flucht gemäß der Koordinaten X-Z neben der Längsträgerspur 1, außerhalb der Längsträgerspur 1, angeordnet ist und die Rampe 9 in ihrem vorderen Bereich unter die Längsträgerspur 1 gezogen ist, wie dies ergänzend der 1 zu entnehmen ist. Entsprechend dieser Anordnung der Rampe 9 ist der dieser zugeordnete Bereich der Hochvolt-Leitung 7 vom Bereich seitlich der Längsträgerspur 1 unter die Längsträgerspur 1 gezogen.
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Wie der Darstellung der 3 und 6 zu entnehmen ist, ist im oberen Bereich der Rampe 9 mit dieser ein Vorsprung 13 verbunden, der ein Rastglied 14 aufnimmt. In der montierten Stellung des Kabelkanals 8 rastiert das Rastglied 14 mit einer seitlichen Öffnung im zugewandten Längsträger 2 der Längsträgerspur 1. Dieses Rastglied 14 ist somit in Y-Richtung in den Längsträger 2 eingesteckt.
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Der hintere Abschnitt 12 des Kabelkanals 8 weist in dessen der Rampe 9 abgewandten Bereich mehrere Rastglieder 15, die in den 3 und 7 dargestellt sind, auf, zwecks rastierendem Verbinden der beiden Kabelkanäle 8, 11. Der hintere Kabelkanal 11 ist über mehrere Rastglieder 15 mit dem zugeordneten Längsträger 2 der Längsträgerspur 1 verbunden und hierbei seitlich der Längsträgerspur 1 positioniert. Durch die rastierende Verbindung mittels der Rastglieder 14 und 15 ist eine sichere Verbindung der Einheit der beiden Kabelkanäle 8 und 11 mit der Längsträgerspur 1 gewährleistet.
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Wie insbesondere der Darstellung der 3 und 8 zu entnehmen ist, ist der Kabelkanal 8 zusätzlich mit zwei seitlich vorgesehenen Einschnitten 16 versehen, die die Rampe 2 vom hinteren Abschnitt 12 trennen, sodass die Rampe 9 und der hintere Abschnitt 12 nur in einem Bereich 17 zwischen den Seitenwänden 18 des Kabelkanals 8 miteinander verbunden sind.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß der erörterten Figuren beschreibt somit einen Kabelkanal 8 bzw. eine Kabelkanalanordnung gemäß der Kabelkanäle 8 und 11 für Hochvolt-Leitungen 6, 7 inklusive einer Hochvolt-Trennstelle 10. Hierbei sind die Hochvolt-Leitungen 6, 7 außerhalb der Längsträgerspur verlegt. Der Kabelkanal 8 besteht hierbei aus besonders robustem Material und ist derart gestaltet, dass er eine integrierte Rampenfunktion aufgrund Ausbildung der Rampe 9 zum Abgleiten von Störkonturen im Fall eines Crashs aufweist. Zur formschlüssigen Anbindung an die Längsträgerspur 1 bzw. einen Rohbau ist eine Umgreifgeometrie vorgesehen, wobei weiterhin eine Einrastlösung zur einfachen Montage des Kabelkanals integriert ist.
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Bei einem Crash-Ereignis gelangen somit die Störkonturen in Anlage mit der Rampe und es können die Störkonturen an der Rampe 9 abgleiten. Die Rampe 9 kann aufgrund der Ausbildung der Einschnitte 16 zusätzlich unter die Längsträgerspur 1 abgleiten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Längsträgerspur
- 2
- Längsträger
- 3
- Vorwärtsfahrtrichtung
- 4
- Vorderachsträger
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Hochvolt-Leitung
- 7
- Hochvolt-Leitung
- 8
- Kabelkanal
- 9
- Rampe
- 10
- Hochvolt-Trennstelle
- 11
- Kabelkanal
- 12
- Hinterer Abschnitt
- 13
- Vorsprung
- 14
- Rastglied
- 15
- Rastglied
- 16
- Einschnitt
- 17
- Bereich
- 18
- Seitenwand
