DE102015220115B4

DE102015220115B4 - Elektrisches energieversorgungssystem und herstellungsverfahren für ein solches

Info

Publication number: DE102015220115B4
Application number: DE102015220115.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Specht; Michael Wortberg
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: US20180229677A1; US10730458B2; CN108137099B; WO2017064114A1; DE102015220115A1; CN108137099A

Abstract

Elektrisches Energieversorgungssystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend
- wenigstens einen mit einer Rohkarosserie (2) des Fahrzeugs bereitgestellten, als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiter (3), der an einer Bodengruppe (5, 6a bis 6e) des Fahrzeugs angeordnet ist, gekennzeichnet durch
- wenigstens eine nach Bereitstellung der Rohkarosserie (2) in das zumindest teilweise gefertigte Fahrzeug eingebrachte Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) als Potentialleitung, die zumindest abschnittsweise in einem in Abhängigkeit eines von der stromdurchflossenen Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) bewirkten elektromagnetischen Feldes vorbestimmten Abstand (d) derart parallel zu dem Masseleiter (3) sowie entlang des Masseleiters (3) geführt ist, dass diese sich mit einer Flachseite des Masseleiters (3) zumindest teilweise überdeckt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Energieversorgungssystem, insbesondere ein Energiebordnetz, für ein Fahrzeug, wie etwa ein Kraft-, Hybrid oder Elektrofahrzeug. Das Energieversorgungssystem eignet sich insbesondere zur Stromversorgung von im Fahrzeug verteilt angeordneten, elektrischen Verbrauchern. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen und/oder Bereitstellen eines solchen elektrischen Energieversorgungssystems für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Aus der Praxis der Fahrzeugtechnik sind bereits unterschiedlich ausgestaltete Energieversorgungssysteme zur Stromversorgung elektrischer Verbraucher eines Fahrzeugs bekannt. Häufig erfolgt die Versorgung der verteilt im Fahrzeug angeordneten elektrischen Verbraucher über eine Vielzahl einzelner elektrischer Leitungen, die zu einem Leitungssatz zusammengefasst sind und die ausgehend von einem Generator, einer Fahrzeugbatterie und/oder einem Stromverteiler durch das Fahrzeug hin zu den Verbrauchern geführt sind. Diese Leitungen werden während der Fahrzeugfertigung recht spät in dem dann noch im Fahrzeug verbleibenden Bauraum, zum Beispiel in Schweller, Hohlräumen oder Nischen, verlegt. Die Masserückführung von den Verbrauchern hin zum elektrischen Minuspol der Fahrzeugbatterie erfolgt dabei über die elektrisch leitfähige Karosserie des Fahrzeugs, von der aus ein Masseleiter zum Minuspol der Fahrzeugbatterie geführt ist.
Jedoch werden zum Zwecke des Leichtbaus einer Karosserie auch unterschiedliche Werkstoffkombinationen eingesetzt, die sich aufgrund geringer elektrischer Leitfähigkeit und/oder ihrer Verbindungstechnik zwischen den einzelnen Werkstoffen häufig nicht zur Masserückführung über die daraus gefertigte Karosserie eignen. Denn der Masserückstrom folgt stets dem Weg geringsten elektrischen Widerstandes, der sich jedoch bei unterschiedlichen Werkstoffkombinationen und verschiedenen Verbindungstechniken nicht eindeutig vorbestimmen lässt. Zudem hat es sich gezeigt, dass der Masserückstrom auch von dessen Frequenz abhängig ist, wobei höhere Frequenzen einen besonders unkalkulierbaren Masserückstrom bewirken. Infolge des undefinierten oder ungerichteten Masserückstroms können elektromagnetische Felder hervorgerufen werden, die die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Fahrzeugs negativ beeinträchtigen.
Eine andere Art von Masserückführung ist beispielsweise aus der DE 10 2014 005 001 A1 bekannt. Darin ist eine Masserückführung für eine elektrisch nicht oder nur geringfügig leitfähige Karosserie aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) beschrieben. Aufgrund der schlechten elektrischen Leitfähigkeit der CFK-Karosserie schlägt dieser Stand der Technik vor, einen als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiter durch Einlaminieren in den CFK-Werkstoff direkt in die daraus gefertigte CFK-Karosserie zu integrieren. Obwohl damit eine Masserückführung auch bei einer nicht leitenden Karosserie ermöglicht wird, besteht der Wunsch nach einer konstruktiv und/oder fertigungstechnisch einfacheren Masserückführung.
Des Weiteren ist aus der DE 103 08 759 B4 eine Masseleitung in einem Fahrzeug bekannt, die bei einem Monocoque eines Fahrzeugs elektrische Leitungen in den Kohlefaserverbund einlaminiert sind.
Aus der DE 10 2012 112 540 A1 ist ein Fahrzeugbauteil bekannt, in das mindestens eine Leitung integriert ist. Das Fahrzeugbauteil ist aus Faserverbundwerkstoff gebildet und die Leitung in diesen einlaminiert.
In der WO 2008/151855 A1 ist ein Kraftfahrzeugenergiekabel beschrieben, das zwei Flachleitungselemente mit Isolationselementen aufweist, wobei ein Isolationselement von einem Schirmungselement umgeben ist. Dabei sind die beiden Flachleitungselemente mit ihren breiten Oberflächen aufeinander liegend angeordnet.
Die nachveröffentlichte DE 10 2014 218 776 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einem ersten Struktur-Modul aus elektrisch nicht leitfähigem Material und einem zweiten Struktur-Modul aus elektrisch leitendem Material. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug einen ersten Bordnetzteilnehmer, der in dem ersten Struktur-Modul angeordnet ist. Außerdem umfasst das Fahrzeug einen ersten Verteiler, über den eine Vielzahl von Plus-Leitungen in dem ersten Struktur-Modul mit einer Stromversorgung des Fahrzeugs gekoppelt wird. Der erste Bordnetzteilnehmer ist dabei über die Vielzahl von Plus-Leitungen mit dem ersten Verteiler gekoppelt. Außerdem umfasst das Fahrzeug einen zweiten Verteiler, über den eine Vielzahl von Masseleitungen in dem ersten Struktur-Modul mit einem Massepunkt gekoppelt wird. Der erste elektrische Verbraucher ist dabei über die Vielzahl von Masseleitungen mit dem zweiten Verteiler gekoppelt.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine leicht montierbare Masserückführung bei gleichzeitig hoher elektromagnetischer Verträglichkeit zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug weist wenigstens einen bereits mit einer Rohkarosserie des Fahrzeugs bereitgestellten Masseleiter auf, der als vergleichsweise formstabile Flachleiterschiene, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet und der vorzugsweise an einer Unterseite oder Oberseite einer Bodengruppe des Fahrzeugs angeordnet ist. Unter Rohkarosserie kann in diesem Zusammenhang ein Rahmen, Grundgerüst oder Skelett eines Fahrzeugs ohne oder, alternativ dazu, mit Fahrgestell verstanden werden. Die Rohkarosserie und/oder die Bodengruppe umfassen vorzugsweise einen Metallwerkstoff oder ist komplett aus einem oder mehreren, gegebenenfalls zueinander unterschiedlichen Metallwerkstoffen gefertigt, wie zum Beispiel einem Stahl oder einer Stahllegierung. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Rohkarosserie auch einen kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) umfassen. Die Rohkarosserie ist je nach Ausführungsvariante der Erfindung bereits vor der Anbringung des Masseleiters mit einem Fahrzeuglack lackiert oder (noch) nicht lackiert. Zudem kann ein Unterbodenschutzmittel bereits vor der Anbringung des Masseleiters aufgetragen oder (noch) nicht aufgetragen sein. Die Bodengruppe weist entweder ein einziges oder mehrere, miteinander verbundene Bodengruppensegmente auf, die dann gegebenenfalls aus zueinander unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt und miteinander verbunden sind.
Idealerweise ist der Masseleiter in die Rohkarosserie integriert, bevor an diese Karosserie-Anbauteile, wie etwa Türen, Fenster oder ähnliches, angebracht werden, um eine gute Montierbarkeit des Masseleiters zu gewährleisten. Der Masseleiter kann seitlich angeordnete, elektrische Kontaktteile aufweisen, wie etwa Kontaktbolzen oder Kontaktfahnen, über die der Masseleiter direkt von mit den elektrischen Verbrauchern elektrisch verbundenen (vorzugsweise biegeschlaffen) Masseleitungen kontaktierbar ist. Der Masseleiter muss sich nicht zwingend zwischen einem Frontbereich und einem Heckbereich des Fahrzeugs erstrecken, sondern kann auch zum abschnittsweisen Überbrücken elektrisch nicht oder nur schlecht leitender Karosserie- oder Bodengruppensegmente dienen. Dieses Überbrücken von nicht leitenden Bodengruppensegmenten kann sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Fahrzeugs erfolgen. Bei einem Fahrzeug, das eine Fahrzeugbatterie im Fahrzeugheck aufweist, ist es jedoch vorteilhaft, wenn sich der Masseleiter durchgängig vom Frontbereich bis hin zum Fahrzeugheck erstreckt. Der Masseleiter kann auch mehrere einzelne Flachleiterschienen aufweisen, die über die Rohkarosserie verteilt angeordnet sind. Diese sind entweder elektrisch miteinander verbunden oder dienen nur der Überbrückung elektrisch nicht oder nur schlecht leitender Abschnitte der Rohkarosserie.
Erfindungsgemäß weist das Energieversorgungsystem ferner wenigstens eine Versorgungsleitung als stromführende Potentialleitung und/oder wenigstens eine Signalleitung auf, die erst nach der Bereitstellung der einen Metallwerkstoff umfassenden Rohkarosserie in das dann zumindest teilweise gefertigte Fahrzeug eingebracht ist. Die wenigstens eine Versorgungsleitung ist zumindest abschnittsweise in einem in Abhängigkeit eines von der stromdurchflossenen Versorgungsleitung bewirkten elektromagnetischen Feldes vorbestimmten Abstand derart parallel zu dem Masseleiter sowie entlang des Masseleiters geführt, dass diese sich mit einer Flachseite des Masseleiters zumindest teilweise überdeckt.
Unter einem zumindest teilweise gefertigten Fahrzeug kann verstanden werden, dass an die Rohkarosserie wenigstens der oben erläuterte Masseleiter angebracht worden ist. Es können aber auch Karosserie-Anbauteile an die Rohkarosserie angebracht und/oder die Rohkarosserie und das Fahrgestell bereits zusammengefügt worden sein. Gleichermaßen ist es möglich, dass das Fahrzeug auch schon bis auf die noch zu verbauende Versorgungsleitung, also auch im Innenraum, fertig gestellt ist. Der von dem elektromagnetischen Feld abhängige Abstand kann zum Beispiel durch vorangehende Untersuchungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) vorbestimmt werden, wodurch unter anderem die räumliche Erstreckung des elektromagnetischen Feldes bestimmbar ist. Die EMV kann unter anderen durch eine galvanische, kapazitive oder induktive Messung bestimmt werden, wobei hierfür zum Beispiel an einem Versuchsaufbau mittels Koppelzangen oder Stromkoppelzangen Messungen durchführbar sind. Der Abstand ist so vorbestimmt, dass ein elektromagnetisches Feld, das bei einem elektrischen Stromfluss oder Stromimpuls durch die Versorgungsleitung entsteht, in dem Masseleiter einen Induktionsstrom verursacht, der infolgedessen ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das das diesem entgegen gerichtete elektromagnetische Feld der Versorgungsleitung zumindest weitgehend auslöscht.
Unter (räumlicher) Überdeckung kann verstanden werden, dass die wenigstens eine Versorgungsleitung zumindest teilweise innerhalb einer Breitenerstreckung einer Flachseite des Masseleiters angeordnet ist. Im einfachsten Fall wird die Überdeckung durch bloßes Auflegen der wenigstens einen Versorgungsleitung auf eine Flachseite des Masseleiters erreicht, wobei die Überdeckung bei einer vollständigen Auflage innerhalb der Breitenerstreckung etwa 100 % des Querschnitts der Versorgungsleitung beträgt. Zur optimalen Bauraumausnutzung im Fahrzeug überdecken sich die Versorgungsleitung und der Masseleiter vorzugsweise in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs, sind also übereinander liegend angeordnet. Zwischen dem Masseleiter und der Versorgungsleitung können auch ein Haltebügel zur Fixierung des Masseleiters und/oder eine Fahrzeugkomponente, wie etwa ein Fahrzeugteppich, Interieurbauteil oder Karosserieelement, angeordnet sein. Der Abstand zwischen dem Masseleiter und der Versorgungsleitung ist der Einfachheit halber definiert als der Abstand zwischen einer Außenseite einer Flachseite des Masseleiters und der Außenseite, also zum Beispiel einer Außenseite einer Flachseite oder einer Mantelfläche, der Versorgungsleitung.
Das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem bietet mit dieser Konfiguration gleich mehrere Vorteile. So lässt es sich aufgrund der (räumlichen) Entkopplung von Masseleiter und Versorgungsleitung auf konstruktiv einfache Weise für unterschiedliche Nennspannungen dimensionieren und deshalb individuell für Nennspannungen von sowohl etwa 12 V, 48 V als auch im Hochvoltbereich, das heißt von über 60 V, einsetzen. Zudem ist die Rohkarosserie im Vergleich zu einem weiter fertig gestellten Fahrzeug räumlich gut zugänglich, so dass sich auch eine zwei, drei oder mehrere Meter lang ausgeführte Flachleiterschiene als Masseleiter mit relativ geringem Aufwand verlegen, montieren und befestigen lässt. Durch den Masseleiter wird auch bei zueinander unterschiedlichen, gegebenenfalls schlecht leitenden Karosseriewerkstoffen ein klar vorbestimmter Masserückstrom durch das Fahrzeug hindurch definiert, so dass sich die EMV-Eigenschaften allein dadurch verbessern lassen. Die (räumliche) Entkopplung des als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiters und der vorzugsweise als biegeschlaffe Leiter ausgebildeten Versorgungsleitung verbessert die Montierbarkeit bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit aufgrund guter EMV-Eigenschaften. Eine zusätzlich um die Versorgungsleiter angeordnete Schirmung zur Reduktion der elektromagnetischen Felder, wie es in konventionellen Energieversorgungssystemen eingesetzt wird, kann daher entfallen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand zwischen dem Masseleiter und der davon (räumlich) entkoppelten Versorgungsleitung maximal 15 mm, also zwischen einer unmittelbaren Anlage aneinander und 15 mm, beträgt. Denn bei Versuchen der Erfindung hat sich herausgestellt, dass sich innerhalb der 15 mm elektromagnetische Felder der Versorgungsleitung und des Masseleiters zumindest weitgehend gegenseitig auslöschen und daher besonders gute EMV-Eigenschaften des Fahrzeugs ermöglichen.
Um eine Längenänderung der (Roh-)Karosserie, beispielsweise aufgrund von Wärmedehnung eines Karosseriewerkstoffs, oder des Masseleiters auszugleichen, ist es vorteilhaft, wenn der Masseleiter so an der Rohkarosserie befestigt ist, dass eine Längenänderung zwischen dem Masseleiter und der Rohkarosserie ausgleichbar ist. Dies ist beispielsweise durch eine Fest-Los-Lagerung, eine Kombination aus einseitiger Befestigung und andersseitiger Führung oder eine längenausgleichende Verklebung realisierbar. Zum Beispiel kann der Masseleiter in seiner Längsrichtung an einer oder mehreren Stellen mit der Rohkarosserie verschweißt sein. Diese Verschweißung kann direkt an elektrischen Kontaktpunkten zum Kontaktieren der Versorgungsleitung oder auch an anderen Stellen in Längsrichtung des Masseleiters angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Masseleiter auch mit der Rohkarosserie verklebt sein. Die Verklebung kann punktuell, in Längsrichtung abschnittsweise flächig oder komplett flächig erfolgen. Bei der komplett flächigen Verklebung ist es für ein mechanisch bestimmtes Befestigen vorteilhaft, wenn die Größe, Schichtdicke und/oder Art des Klebstoffes so gewählt ist, dass über die Klebeschicht ein Längenausgleich zwischen der Rohkarosserie und dem Masseleiter erfolgen kann. Durch die Verklebung lassen sich auf den Masseleiter übertragene Vibrationen dämpfen.
Für eine konstruktiv einfache Integration des Energieversorgungssystems in das Fahrzeug ist es vorteilhaft, wenn der Masseleiter im Wesentlichen mittig an der Rohkarosserie angeordnet ist und sich dort in Längsrichtung der Rohkarosserie erstreckt. Bei einer mittigen Anordnung können die elektrischen Verbindungen zwischen den elektrischen Verbrauchern und dem Masseleiter relativ kurz gehalten werden, so dass sich diese Masseleitungen einfach integrieren lassen. Damit ist eine so genannte (Energie-)Backbone-Struktur realisierbar, die eine zentrale, direkt kontaktierbare Stromversorgung der elektrischen Verbraucher ermöglicht. Außerdem lässt sich der Masseleiter zum Beispiel entlang eines Kardantunnels, einer tunnelförmigen Karosserieerhöhung oder einer tunnelförmigen Karosserievertiefung des Fahrzeugs verlegen.
Mit besonders geringem Montageaufwand lässt sich der Masseleiter bereitstellen, wenn der Masseleiter mit einem Fahrzeuglack oder einem Unterbodenschutzmittel überzogen ist. So lässt sich der Masseleiter noch während der Fertigung der Rohkarosserie an dieser befestigen und wird anschließend einfach mit dieser mit lackiert oder mit Unterbodenschutzmittel überzogen. Dabei werden die elektrischen Kontaktteile zweckmäßigerweise durch Stopfen, Aufschrauben einer Schraubenmutter auf einen Kontaktbolzen oder ähnlichem maskiert, so dass elektrisch leitende Kontaktteile nicht mit lackiert werden. Vorteilhafterweise wirkt der Fahrzeuglack gleichzeitig als elektrische Isolation für den Masseleiter, analog der konventionellen Masserückführung über die Karosserie.
Um auch geometrisch oder topologisch schwierigere Verlegewege des Masseleiters entlang der Karosserie zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der Masseleiter ein Stanz-/Biegeteil ist. So kann der Masseleiter mit fertigungstechnisch einfachen Verfahren auch als Stanz-/Biegeteil aus einem Blech mit zum Beispiel einer L-, T- oder H-förmigen Geometrie oder aus mehreren miteinander verbundenen Einzelteilen ausgeführt sein. Auf diese Weise lässt sich ein geometrisch an die Formgebung der Karosserie angepasster Masseleiter bereitstellen.
Um trotz seitlicher Kontaktierung des Masseleiters durch zum Beispiel an der Rohkarosserie angebrachten Kontaktbolzen, den Querschnitt beibehalten zu können , ist es vorteilhaft, wenn der Masseleiter eine über seine Länge variierende Breite aufweist. Zum Beispiel weist der Masseleiter an einer Stelle, an der dieser einen Kontaktbolzen oder ähnliches kontaktiert, eine größere Breite auf als dort, wo kein Kontaktbolzen zu kontaktieren ist. In anderen Worten verfügt der Masseleiter abschnittsweise über Kontaktbereiche, in denen er eine größere Breite aufweist als in ausschließlich leitenden Bereichen.
Für gute EMV-Eigenschaften bei gleichzeitiger guter Integration in das Fahrzeug ist es vorteilhaft, wenn der Masseleiter eine Breite von etwa 10 mm bis etwa 60 mm, vorzugsweise von etwa 30mm bis etwa 60 mm aufweist. Es hat sich gezeigt, dass sich die EMV-Eigenschaften bei dieser Breite des Masseleiters günstig beeinflussen lassen. Insbesondere eine Breite von etwa 60 mm hat hier gute EMV-Eigenschaften bewirkt.
Um ausreichend hohe Ströme übertragen zu können ist es von Vorteil, wenn der Masseleiter eine Höhe von etwa 0,8 mm bis etwa 5 mm, vorzugsweise von etwa 1 mm bis etwa 2 mm, aufweist.
Unabhängig von einem eventuell aufgebrachten Fahrzeuglack oder Unterbodenschutzmittel ist es vorteilhaft, wenn der Masseleiter eine Isolationsschicht mit einer (Schicht-)Dicke von etwa 0,15 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis etwa 1,5 mm aufweist.
Um die Kaltstart-Eigenschaften des Fahrzeugs zu verbessern, können wenigstens eine erste Versorgungsleitung zur elektrischen Verbindung eines Starters mit einer Batterie des Fahrzeugs und wenigstens eine zweite Versorgungsleitung zur elektrischen Verbindung eines Fahrzeug-Batterie-Plus mit einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs vorgesehen sein, z.B. zur Versorgung des Fahrzeuginnenraums. Insbesondere können eine Starter-Generator-Batterie-Versorgungsschiene als erste Versorgungsleitung und eine Batterie-Plus-Versorgungsschiene als zweite Versorgungsleitung zur gegenseitigen elektrischen Entkopplung vorgesehen sein. Der Masseleiter ist in dem vorbestimmten Abstand zu den beiden Versorgungsschienen zumindest abschnittsweise parallel geführt. Auf diese Weise lassen sich ein Spannungseinbruch beim Kaltstart und ein die EMV-Eigenschaften negativ beeinflussender Generatorspannungsverlauf voneinander entkoppeln. Idealerweise sind die beiden Versorgungsleitungen und der Masseleiter dreischichtig angeordnet. Dabei ist der Masseleiter mit der Bodengruppe der Rohkarosserie verbunden, oberhalb davon ist die Starter-Generator-Batterie-Versorgungsleiterschiene und oberhalb davon ist die Batterie-Plus-Versorgungsleiterschiene angeordnet. Genauso kann die Anordnung der beiden Versorgungsschienen zueinander vertauscht sein.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Versorgungsleitung als Flachleiterschiene ausgeführt ist, deren Kontur im Wesentlichen an die Kontur des Masseleiters angepasst ist. Diese kann elektrisch isoliert sein und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Durch die Entkopplung des Masseleiters und der Versorgungsleitung lässt sich die hier als Flachleiterschiene ausgeführte Versorgungsleitung vergleichsweise einfach innerhalb des Fahrzeugs verlegen, da sie insbesondere leichter zu biegen ist.
Um optimale EMV-Eigenschaften zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn sich eine Flachseite der Versorgungsleitung parallel zur Flachseite des Masseleiters erstreckt.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Versorgungsleitung als ein oder mehrere biegeschlaffe Leitungen, insbesondere als Litzenleiter, ausgeführt. Unter biegeschlaff ist zu verstehen, dass die Versorgungsleitung forminstabil oder formlabil ist. Die Versorgungsleitung kann auch eine Vielzahl von Einzelleitungen mit zueinander unterschiedlichen Leitungsquerschnitten umfassen, die gegebenenfalls zu einem Leitungssatz (Leitungsstrang) zusammengefasst sind.
Für eine größtmögliche Überdeckung von Masseleiter und Versorgungsleitung ist es vorteilhaft, wenn der oder die biegeschlaffen Leitungen, insbesondere Litzenleiter, innerhalb der Breitenerstreckung des Masseleiters parallel zueinander angeordnet sind. Das heißt, dass die einzelnen Leitungen nebeneinander aufgereiht, nebeneinander liegend angeordnet sind.
Insbesondere bei hochfrequentem elektrischem Strom lassen sich mit der Erfindung auch dann gute EMV-Eigenschaften erzielen, wenn die Bodengruppe zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Metallwerkstoff gefertigt ist. Denn, obwohl der Metallwerkstoff prinzipiell elektrisch leitfähig wäre, wird durch den Masseleiter ein hinsichtlich der EMV-Eigenschaften optimaler Masserückstrom örtlich festgelegt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Energieversorgungssystems für ein Fahrzeug, wobei sämtliche vorstehend erläuterten Merkmale des Energieversorgungssystems durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Energieversorgungssystems für ein Fahrzeug sieht zumindest die folgenden Schritte vor:

- Anbringen eines als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiters an einer Bodengruppe einer Rohkarosserie des Fahrzeugs.
- Bereitstellen der Rohkarosserie oder des zumindest teilweise gefertigten Fahrzeugs mit dem darin integrierten Masseleiter.
- Anordnen von wenigstens einer Versorgungsleitung als Potentialleitung zumindest abschnittsweise parallel zu dem Masseleiter sowie entlang des Masseleiters in einem in Abhängigkeit eines von der stromdurchflossenen Versorgungsleitung bewirkten elektromagnetischen Feldes vorbestimmten Abstand derart, dass diese sich mit einer Flachseite des Masseleiters zumindest teilweise überdeckt.

Damit ermöglichen das erfindungsgemäße Verfahren und das dadurch hergestellte Energieversorgungssystem eine einfache Montierbarkeit in einem Fahrzeug sowie gute EMV-Eigenschaften des Energieversorgungssystems.
Figurenliste
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht einer Rohkarosserie eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem, umfassend einen Masseleiter und eine Vielzahl von Versorgungs- und/oder Signalleitungen,
2 eine perspektivische Seitenansicht der Rohkarosserie aus 1 mit einem daran angebrachten Masseleiter, wobei zur besseren Illustration die Versorgungs- und/oder Signalleitungen ausgeblendet sind,
3 in einer Draufsicht eine mittige Anordnung eines einzelnen Masseleiters innerhalb eines Fahrzeugs,
4 in einer Draufsicht eine außermittige Anordnung eines einzelnen Masseleiters innerhalb eines Fahrzeugs,
5 in einer Draufsicht eine Anordnung von einer Mehrzahl von Masseleitern innerhalb eines Fahrzeugs,
6 in einer perspektivischen Seitenansicht verschiedene Kontaktierungsmöglichkeiten eines Masseleiters,
7 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der gemeinsam mit einem Karosserieteil mit einem Fahrzeuglack lackiert ist,
8 eine Querschnittansicht eines elektrisch isolierten Masseleiters, der an einem mit Fahrzeuglack lackierten Karosserieteil angebracht ist,
9 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Karosserieteil in Breitenrichtung einer Rohkarosserie flächig verklebt ist,
10 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Karosserieteil in Breitenrichtung einer Rohkarosserie abschnittsweise verklebt ist,
11 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Karosserieteil in Breitenrichtung einer Rohkarosserie abschnittsweise verschweißt ist,
12 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der über Kontaktfahnen an eine Rohkarosserie angebunden ist,
13 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der über einen Kontaktbügel an eine Rohkarosserie angebunden ist,
14 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der direkt mit einem Kontaktbolzen an eine Rohkarosserie angebunden ist,
15 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, auf dessen Flachseite eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen nebeneinander liegend angeordnet ist,
16 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, auf dessen Flachseite eine Mehrzahl von gebündelten Versorgungsleitungen mit oder ohne Signalleitungen angeordnet ist,
17 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der in einer Masseleiteraufnahmevertiefung der Rohkarosserie aufgenommen ist und auf dessen Flachseite eine Mehrzahl von gebündelten Versorgungsleitungen angeordnet ist,
18 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Fahrzeuglack lackiert ist und parallel zu dem eine als Flachleiterschiene ausgebildete Versorgungsleitung angeordnet ist,
19 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Fahrzeuglack lackiert ist und parallel zu dem zwei voneinander entkoppelte, übereinander liegende Flachleiterschienen als Versorgungsleitungen angeordnet sind, und
20 eine Querschnittansicht eines Masseleiters, der mit einem Fahrzeuglack lackiert ist und parallel zu dem zwei voneinander entkoppelte, nebeneinander liegende Flachleiterschienen als Versorgungsleitungen angeordnet sind.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Grundprinzip eines elektrischen Energieversorgungssystems 1 für ein Fahrzeug in einer perspektivischen Seitenansicht. Das Energieversorgungssystem 1, das auch als (Energie-)Bordnetz bezeichnet werden kann, dient der Stromversorgung von einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs, die über das Fahrzeug verteilt angeordnet sind. Das Energieversorgungssystem ist mit einer (nicht dargestellten) Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden, nämlich über Versorgungsleitungen mit deren elektrischen Pluspol und über Masseleiter mit deren Minuspol. Vom Pluspol erfolgt die Stromversorgung hin zu den elektrischen Verbrauchern. Von den stromversorgten Verbrauchern erfolgt eine Masserückführung zurück zum elektrischen Minuspol der (nicht dargestellten) Fahrzeugbatterie, angeordnet z.B. im Heckbereich des Fahrzeugs.
Das Energieversorgungssystem 1 ist in dieser Darstellung an einer Rohkarosserie 2 des darauf aufbauenden Fahrzeugs angeordnet und besteht im Wesentlichen aus einem bereits an der Rohkarosserie 2 angebrachten Masseleiter 3 zur Masserückführung und einer oder mehreren erst danach angeordneten Versorgungs- und/oder Signalleitungen 4, die im Folgenden als Versorgungsleitungen 4 zusammengefasst bezeichnet sind. Es ist zu erkennen, dass hier eine Vielzahl der Versorgungsleitungen 4 auf einer Flachseite des Masseleiters 3 aufliegend zumindest abschnittsweise parallel zum Masseleiter 3 geführt ist. Die Versorgungsleitungen 4 sind zumindest teilweise an dem Masseleiter 3 befestigt, nämlich beispielsweise mittels eines Bügels, Klebebands oder Wickelbands, das hier als Klettband ausgebildet ist.
Der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigte Masseleiter 3 liegt in Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 mittig auf einer Bodengruppe 5 der Rohkarosserie 2 oben auf und erstreckt sich in deren Längsrichtung. Das heißt, dass der Masseleiter 3 einem späteren Fahrzeuginnenraum zugewandt ist. In der gezeigten Darstellung liegt ein Teil der übereinander angeordneten Versorgungsleitungen 4 direkt auf dem Masseleiter 3 auf, so dass ein Abstand d zwischen dem Masseleiter 3 und diesem Teil der Versorgungsleitungen 4 hier Null beträgt. Auch für den anderen Teil der Versorgungsleitungen 4, der nicht direkt auf dem Masseleiter 3 aufliegt, beträgt der Abstand d zum Masseleiter maximal 15 mm. Bei diesem Abstand d ergibt sich eine gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), da sich bei diesem Abstand ein (nicht dargestelltes) elektromagnetisches Feld, das bei einem Stromdurchfluss oder einem Stromimpuls innerhalb von zumindest einer der Versorgungsleitungen 4 erzeugt wird, und ein weiteres elektromagnetisches Feld, das infolge eines Induktionsstroms innerhalb des Masseleiters 3 ergibt, zumindest weitgehend gegenseitig auslöschen.
In 2, die die Rohkarosserie 2 in einer perspektivischen Ansicht nun zur besseren Illustration ohne die Versorgungsleitungen 4 zeigt, ist erkennbar, dass die Bodengruppe 5 der Rohkarosserie 2 über mehrere einzelne, miteinander verbundene Bodengruppensegmente 6a bis 6e verfügt, über die sich der Masseleiter 3 von einer Fahrzeugfront, das heißt dem Bodengruppensegment 6a, bis hin zu einem Fahrzeugheck erstreckt, das heißt hin zu dem Bodengruppensegment 6e. Die Bodengruppensegmente 6a bis 6e sind in diesem Ausführungsbeispiel aus einem oder mehreren, zueinander unterschiedlichen, zumindest teilweise elektrisch leitfähigen Metallwerkstoffen gefertigt. Der Masseleiter 3 ist als Biege- und/oder Stanzteil ausgebildet und durch Biegen geometrisch an die Formgebung der Bodengruppensegmente 6a bis 6e so angepasst, dass er mit seiner in 2 unteren Flachseite jeweils an diesen anliegt.
Hier nur beispielhaft angedeutet, ist der Masseleiter 3 über mehrere Kontaktbolzen 7 der Bodengruppesegmente 6a bis 6e an diesen befestigt, wobei hierfür eine sich über den Masseleiter 3 erstreckende, elektrisch leitfähige oder nicht leitfähige blechförmige Haltelasche 8 vorgesehen ist. Alternativ zum Blech ist auch ein Klettband möglich. Die Haltelasche 8 überspannt die obere Flachseite des Masseleiters 3 und hält diesen in Richtung einer Hochachse der Rohkarosserie an dieser fest. Im Bereich des Bodengruppensegments 6e verfügt die Rohkarosserie 2 über zwei in Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 außen angeordnete Massekämme 9. Die Massekämme 9 sind in der Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 von dem Masseleiter 3 beabstandet und über ein sich in der Breitenrichtung, also senkrecht zum Masseleiter 3 erstreckendes Masseleitersegment 3a mit dem Masseleiter 3 elektrisch verbunden.
3 zeigt in einer Draufsicht eine beispielhafte Anordnung des Masseleiters 3 an der Rohkarosserie 2. Hier ist der Masseleiter 3 in Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 mittig zu dieser angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung der Rohkarosserie 2 durchgängig von der Fahrzeugfront hin zum Fahrzeugheck, nämlich vom Bodengruppensegment 6a bis hin zum Bodengruppensegment 6e. Zum einfacheren Hindurchführen weist die Rohkarosserie eine Masseleiteraufnahmevertiefung 10 eines Kardantunnels oder nach Art eines Kardantunnels auf, in den der Masseleiter 3 durch Einlegen eingebettet ist. Weiterhin ist dargestellt, dass über ein Massekamm 9, welcher exemplarisch an Bodengruppensegment 6e elektrisch leitend verbunden ist, über das Bodengruppensegment 6e eine Masserückführung zum Masseleiter 3, welcher ebenfalls am Bodengruppensegment 6e verbunden ist, durchgeführt werden kann. In diesem Fahrzeugbereich kann somit eine konventionelle Masserückführung von den Verbrauchern aus ebenfalls erfolgen.
In 4 ist eine andere, in der Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 außermittige Anordnung des Masseleiters 3 in einer Draufsicht gezeigt. In diesem Fall, erstreckt sich der Masseleiter 3 wiederum in Längsrichtung der Rohkarosserie 2 durchgängig von der Fahrzeugfront hin zum Fahrzeugheck, allerdings außermittig im Bereich einer Beifahrerseite der Rohkarosserie 2. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass im Mittenbereich der Rohkarosserie 2 bzw. des Kardantunnels kein Bauraum für den Masseleiter 3 vorgehalten werden muss.
5 zeigt in einer Draufsicht eine weitere Anordnung des Masseleiters 3, nämlich hier als sich bodengruppensegmentweise erstreckende, einzelne Masseleitersegmente 3a bis 3e. Diese Ausführungsvariante ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein Teil der Bodengruppensegmente 6a bis 6e elektrisch ausreichend gut leitfähig ist, ein anderer Teil aber nicht. Bei der in 5 dargestellten Anordnung sind die nicht ausreichend elektrisch leitfähigen Bodengruppensegmente 6a bis 6e durch die Masseleitersegmente 3b bis 3e überbrückt, um auch bei dieser Ausführungsform der Bodengruppe 5 einen definierten Masserückstrom hin zur Fahrzeugbatterie zu ermöglichen. Dabei erstreckt sich das Masseleitersegment 3a zwischen zwei Bodengruppensegmenten in Längsrichtung der Rohkarosserie 2. Das mit dem Masseleitersegment 3a elektrisch verbundene Masseleitersegment 3c erstreckt sich in Breitenrichtung der Rohkarosserie 2 ebenfalls zwischen zwei voneinander beabstandeten Bodengruppensegmenten.
In 6 ist ein Längsteilabschnitt des an der Rohkarosserie 2 angebrachten Masseleiters 3 in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass der Masseleiter 3 mehrere seitlich angeordnete elektrische Kontaktteile aufweist, von denen hier exemplarisch ein erstes Kontaktteil 11 und ein davon in Längsrichtung des Masseleiters 3 beabstandetes, zweites Kontaktteil 12 gezeigt sind. Beide Kontaktteile 11, 12 stehen bündig mit sich gegenüberliegenden Schmalseiten des Masseleiters 3 über die obere Flachseite des Masseleiters 3 hervor, erstrecken sich also in Hochachsenrichtung des Fahrzeugs. Dadurch bilden die Kontaktteile 11, 12 auch eine seitliche Führung für die (hier zur besseren Illustration nicht dargestellten) Versorgungsleitungen 4. Das erste Kontaktteil 11 ist als Schraubkontakt, das zweite Kontaktteil 12 ist als Steckkontakt ausgeführt. Über diese Kontaktteile 11, 12 ist ebenfalls eine elektrische Anbindung eines (nicht dargestellten) elektrischen Verbrauchers an den Masseleiter 3 möglich, nämlich entweder direkt, zum Beispiel durch eine Löt- oder Schweißverbindung oder ähnlichem, oder indirekt, zum Beispiel über eine Masseleitung.
7 zeigt eine mögliche zeitliche Abfolge zur Integration des Masseleiters 3 in die Rohkarosserie 2 bzw. die Bodengruppe 5. Es ist erkennbar, dass der Masseleiter 3 in dieser Ausführungsvariante bereits vor dem Lackieren der Rohkarosserie 2 mit einem Fahrzeuglack 13 an der Rohkarosserie 2 befestigt worden ist. Deshalb ist der Masseleiter 3 gemeinsam mit der Rohkarosserie 2 mit dem Fahrzeuglack 13 überzogen. Außerdem ist erkennbar, dass der Masseleiter 3 hier lediglich beispielhaft mittels einer Klebeverbindung 14 an der Rohkarosserie 2 befestigt ist.
Eine andere mögliche zeitliche Abfolge zur Integration des Masseleiters 3 in die Rohkarosserie 2 ist in 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsvariante ist der mit einer Isolationsschicht 20 versehene Masseleiter 3 erst nach dem Lackieren der Rohkarosserie 2 an dieser angebracht worden. Dementsprechend sind der Masseleiter 3 und die Rohkarosserie 2 sowohl durch den Fahrzeuglack 13 als auch den Kleber der Klebeverbindung 14 räumlich voneinander getrennt.
In den 9 bis 11 sind die Rohkarosserie 2 und der an dieser angeordnete Masseleiter 3 in einer Querschnittansicht dargestellt. In 9 ist die Klebeverbindung 14 zwischen der Rohkarosserie 2 und dem Masseleiter 3 als in Breitenrichtung des Masseleiters 3 durchgängig, flächige Klebeverbindung 14 ausgeführt. Dagegen ist die Klebeverbindung 14 gemäß 10 in Breitenrichtung des Masseleiters 3 abschnittsweise, also mit mehreren einzelnen Klebeabschnitten ausgebildet. Gemäß 11 ist der Masseleiter 3, alternativ zur Klebeverbindung 14, mittels einer Schweißverbindung 15 mit der Rohkarosserie 2 verbunden.
12 zeigt ein exemplarisches der Bodengruppensegmente 6a bis 6e der Rohkarosserie 2 und den daran angeordneten Masseleiter 3 in einer Querschnittansicht. Für eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Masseleiter 3 und dem Bodengruppensegment 6a bis 6e verfügt der Masseleiter 3 über seitlich über die Breitenerstreckung des Masseleiters 3 überstehende Anschlussfahnen 16 und 17, die eine jeweils eine Durchgangsöffnung 18 und 19 aufweisen, die sich in Eingriff mit Kontaktbolzen 7 des Bodengruppensegments 6a bis 6e befindet. Über die Anschlussfahnen 16, 17 und die Kontaktbolzen 7 sind das Bodengruppensegment 6a bis 6e und der Masseleiter 3 elektrisch miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der Masseleiter 3 zusätzlich zur Klebeverbindung 14 seitlich fixiert. Aus 12 geht hervor, dass die Kontaktbolzen 7 nicht mit dem Fahrzeuglack 13 überzogen sind, da diese vor dem Lackieren mit einem Stopfen oder ähnlichem maskiert worden sind. Es ist in 12 außerdem erkennbar, dass eine Isolation 20 des Masseleiters 3 im Bereich seiner beiden Flachseiten ausgebildet ist, jedoch an seinen die Anschlussfahnen 16, 17 aufweisenden Schmalseiten ausgespart ist. Der Kontaktbolzen 7 auf der rechten Seite ist im Gegensatz zum Kontaktbolzen 7 auf der linken Seite deswegen erhöht, damit hier ebenfalls ein Massekamm 9 angebracht werden kann, so dass von hier ausgehend auch über Masserundleiter (Litzenleiter) Verbraucher kontaktiert werden können.
In 13 ist eine weitere Möglichkeit zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Masseleiters 3 mit dem Bodengruppensegment 6a bis 6e dargestellt. Anstatt über die Anschlussfahnen 16, 17 ist der Masseleiter 3 nun über die oben erwähnte Haltelasche 8 mit den Kontaktbolzen 7 elektrisch verbunden. Hierfür ist die Isolation 20 an der in 13 oberen Flachseite des Masseleiters 3 ausgespart, wobei die Haltelasche 8 mit ihrer in 13 unteren Flachseite auf der oberen Flachseite des Masseleiters 3 aufliegt und kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden ist. Durch die hier gekröpft ausgeformte Haltelasche 8 ist der Masseleiter 3 sowohl seitlich als auch nach oben hin fixiert.
Bei der in 14 in einer Querschnittansicht gezeigten Ausgestaltung ist der Masseleiter 3 mit wenigstens einem der Kontaktbolzen 7 verschweißt und somit ebenfalls mechanisch und elektrisch an diesen angebunden.
In den 15 bis 17 ist jeweils die Rohkarosserie 2 mit dem daran angebrachten Masseleiter 3 sowie den an diesem im Abstand d von bis zu 15 mm angeordneten, biegeschlaffen Versorgungsleitungen 4 in einer Querschnittansicht gezeigt. Dabei beträgt die Überdeckung des Masseleiters 3 und der Versorgungsleitungen 4 etwa 100% der Breitenerstreckung des Masseleiters 3 oder der Versorgungsleitungen 4. Bei der in 15 dargestellten Ausführungsvariante liegen mehrere als biegeschlaffe Litzenleiter ausgeführte Einzelleitungen der Versorgungsleitungen 4 einreihig nebeneinander auf der oberen Flachseite des Masseleiters 3 auf. In 16 sind mehrere als biegeschlaffe Litzenleiter ausgeführte Einzelleitungen der Versorgungsleitungen 4 zu einem Bündel zusammengefasst und im Abstand d oberhalb der Flachseite des Masseleiters 3 dazu angeordnet. Es ist erkennbar, dass die Einzelleitungen teilweise zueinander unterschiedliche Leitungsquerschnitte aufweisen, wobei hier zur Vereinfachung begrifflich nicht zwischen Signal- und Versorgungsleitungen unterschieden wird. 17 zeigt die Anordnung aus 16, wobei sowohl der Masseleiter 3 und das Bündel der Versorgungsleitungen 4 hier in der Masseleiteraufnahmevertiefung 10 aufgenommen sind.
In 18 ist die einzige dargestellte Versorgungsleitung 4 als formstabile, elektrisch isolierte Flachleiterschiene ausgeführt und ebenfalls im Abstand d oberhalb des Masseleiters 3 angeordnet und parallel zu diesem geführt. Es ist erkennbar, dass die Überdeckung des Masseleiters 3 mit der Versorgungsleitung 4 etwa 100% der Breitenerstreckung der Versorgungsleitung 4 beträgt. Aus 18 geht hervor, dass der Masseleiter 3 hier mit dem Fahrzeuglack 13 überzogen, das heißt mit lackiert ist.
Die 19 und 20 zeigen in einer Querschnittansicht eine weitere Ausführungsvariante der Versorgungsleitungen 4, die in einem Abstand d₁ bzw. d₂ oberhalb des Masseleiters 3 angeordnet sind. Wie in 19 zu erkennen ist, sind eine als formstabile sowie elektrisch isolierte Flachleiterschiene ausgebildete, erste Versorgungsleitung 4a und eine ebenfalls als formstabile sowie elektrisch isolierte Flachleiterschiene ausgebildete, zweite Versorgungsleitung 4b übereinander liegend oberhalb des Masseleiters 3 angeordnet. Die erste Versorgungsleitung 4a dient hier der elektrischen Verbindung eines (nicht dargestellten) Starters oder Generators mit einer (nicht dargestellten) Batterie des Fahrzeugs und die zweite Versorgungsleitung 4b dient der elektrischen Verbindung des Pluspols der (nicht dargestellten) Fahrzeugbatterie mit einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs. Bei der Ausführungsvariante gemäß 20 sind die erste Versorgungsleitung 4a und die zweite Versorgungsleitung 4b nicht übereinander, sondern nebeneinander liegend angeordnet. Jeweils gemeinsam ist den Varianten in 19 und 20, dass eine 100%-Überdeckung des Masseleiters 3 mit beiden Versorgungsleitungen 4a, 4b realisiert ist.
Das Energieversorgungsystem kann wie folgt hergestellt bzw. bereitgestellt werden. Zunächst wird an der von außen her gut zugänglichen Rohkarosserie 2 der Masseleiter 3 an der Bodengruppe 5 der Rohkarosserie 2 angebracht. Je nach konstruktiver Ausführung der Bodengruppe 5 sind hierfür ein einziger oder mehrere Masseleiter 3 vorgesehen. Zeitlich später, nämlich erst nach dem Bereitstellen der Rohkarosserie 2 mit dem Masseleiter 3 oder des zumindest teilweise daraus gefertigten Fahrzeugs werden dann, wie aus der konventionellen Leitungssatz-Montage bekannt, die Versorgungsleitungen 4 durch das Fahrzeug verlegt. Die Anordnung der Versorgungsleitungen 4 relativ zu dem Masseleiter erfolgt dabei in einer oder mehreren Ausführungsvarianten, die vorstehend erläutert sind.
Bezugszeichenliste

1: Energieversorgungssystem
2: Rohkarosserie
3: Masseleiter
3a-3d: Masseleitersegment(e)
4: Versorgungs- und/oder Signalleitung(en)
5: Bodengruppe
6a-6e: Bodengruppensegmente
7: Kontaktbolzen
8: Haltelasche (z.B. Halteblech oder Klettband)
9: Massekamm
10: Masseleiteraufnahmevertiefung
11: Kontaktteil
12: Kontaktteil
13: Fahrzeuglack
14: Klebeverbindung
15: Schweißverbindung
16: Anschlussfahne
17: Anschlussfahne
18: Durchgangsöffnung
19: Durchgangsöffnung
20: Isolation (z.B. Isolationsschicht)
d, d₁, d₂: Abstand zwischen Masseleiter und Versorgungsleitung(en)

Claims

Elektrisches Energieversorgungssystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend - wenigstens einen mit einer Rohkarosserie (2) des Fahrzeugs bereitgestellten, als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiter (3), der an einer Bodengruppe (5, 6a bis 6e) des Fahrzeugs angeordnet ist, gekennzeichnet durch - wenigstens eine nach Bereitstellung der Rohkarosserie (2) in das zumindest teilweise gefertigte Fahrzeug eingebrachte Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) als Potentialleitung, die zumindest abschnittsweise in einem in Abhängigkeit eines von der stromdurchflossenen Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) bewirkten elektromagnetischen Feldes vorbestimmten Abstand (d) derart parallel zu dem Masseleiter (3) sowie entlang des Masseleiters (3) geführt ist, dass diese sich mit einer Flachseite des Masseleiters (3) zumindest teilweise überdeckt.
Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) zwischen dem Masseleiter (3) und der davon räumlich entkoppelten Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) maximal 15 mm beträgt.
Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) so an der Rohkarosserie (2) befestigt ist, dass eine Längenänderung zwischen dem Masseleiter (3) und der Rohkarosserie (2) ausgleichbar ist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Masseleiter (3) im Wesentlichen mittig in Längsrichtung der Rohkarosserie (2) erstreckt.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) mit einem Fahrzeuglack (13) oder einem Unterbodenschutzmittel überzogen ist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) ein Stanz- und/oder Biegeteil ist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) eine über seine Länge variierende Breite aufweist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) eine Breite von etwa 10 mm bis etwa 60 mm aufweist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) eine Höhe von etwa 0,8 mm bis etwa 5 mm, vorzugsweise von etwa 1 mm bis 2 mm, aufweist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseleiter (3) eine Isolationsschicht (20) mit einer Dicke von etwa 0,15 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis etwa 1,5 mm aufweist.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Versorgungsleitung (4a) zur elektrischen Verbindung eines Starters und/oder eines Generators mit einer Batterie des Fahrzeugs und wenigstens eine zweite Versorgungsleitung (4b) zur elektrischen Verbindung eines Fahrzeug-Batterie-Plus mit einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs vorgesehen sind.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) als Flachleiterschiene ausgeführt ist, deren Kontur im Wesentlichen an die Kontur des Masseleiters (3) angepasst ist.
Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Flachseite der Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) parallel zur Flachseite des Masseleiters (3) erstreckt.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (4) als ein oder mehrere biegeschlaffe Litzenleiter ausgeführt ist.
Energieversorgungssystem (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Litzenleiter innerhalb der Breitenerstreckung des Masseleiters (3) parallel zueinander angeordnet sind.
Energieversorgungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodengruppe (5, 6a bis 6e) zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Metallwerkstoff gefertigt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Energieversorgungssystems (1) für ein Fahrzeug, mit den Schritten: - Anbringen eines als Flachleiterschiene ausgebildeten Masseleiters (3) an einer Bodengruppe (5, 6a bis 6e) einer Rohkarosserie (2) des Fahrzeugs, - Bereitstellen der Rohkarosserie (2) oder des zumindest teilweise gefertigten Fahrzeugs mit dem Masseleiter (3), - Anordnen von wenigstens einer Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) als Potentialleitung zumindest abschnittsweise parallel zu sowie in unmittelbarer Nachbarschaft entlang des Masseleiters (3) in einem in Abhängigkeit eines von der stromdurchflossenen Versorgungsleitung (4, 4a, 4b) bewirkten elektromagnetischen Feldes vorbestimmten Abstand (d) derart, dass diese sich mit einer Flachseite des Masseleiters (3) zumindest teilweise überdeckt.