DE102016212320A1

DE102016212320A1 - Kontaktierungsanordnung zwischen mindestens einem Hochvoltleiter und einer Hochvolt-Komponente, Hochvolt-Komponente und Hochvoltleiter

Info

Publication number: DE102016212320A1
Application number: DE102016212320.3A
Authority: DE
Inventors: Nils-Christian Just
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung zwischen mindestens einem Hochvoltleiter (1) und einer Hochvolt-Komponente (15), wobei der Hochvoltleiter (1) mindestens einen Flachleiter (2, 3) aufweist oder als mindestens ein Flachleiter (2, 3) ausgebildet ist, wobei die Hochvolt-Komponente (15) mindestens eine Steckbuchse (17) aufweist, in die der mindestens eine Flachleiter (2, 3) direkt eingesteckt ist, eine Hochvolt-Komponente (15) sowie einen Hochvoltleiter (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung zwischen mindestens einem Hochvoltleiter und einer Hochvolt-Komponente, eine Hochvolt-Komponente und einem Hochvoltleiter.
Hochvoltsysteme weisen typischerweise Spannungen von größer 60 V auf. Ein Beispiel für ein Hochvoltsystem ist beispielsweise ein Traktionsnetz eines Elektrofahrzeugs. Dabei ist beispielsweise eine Hochvolt-Batterie über Hochvoltleitungen an einen Wechselrichter angeschlossen, der eine Gleichspannung in eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung für eine Elektromaschine transformiert. In dem Wechselrichter ist dabei eine entsprechende Leistungselektronik verbaut. Hochvolt-Batterie sowie Wechselrichter bzw. Leistungselektronik können dabei als Hochvolt-Komponenten bezeichnet werden.
Aufgrund der hohen Stromdichten ist es bekannt, die Hochvoltleitungen teilweise als Flachleiter in Form einer Stromschiene auszubilden. Um dann den Flachleiter mit den Hochvolt-Komponenten zu verbinden, muss ein geeigneter Übergang von Flachleiter zur Anschlusstechnik der Hochvolt-Komponente gebildet werden. Beispielsweise kann im Übergangsbereich ein Rundleiter mit dem Flachleiter verbunden werden, wobei dann der Rundleiter mit der Hochvolt-Komponente verbunden wird.
Aus der DE 10 2011 056 852 A1 ist eine Hochstrom-Leistungseinheit bekannt, umfassend Leistungshalbleiterschaltungen mit Hochstrom-Anschlusselementen sowie Stromschienen, die durch Steckverbinder mit einem Strombolzen und einer Steckbuchse elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Strombolzen an dem Hochstrom-Anschlusselement und die Steckbuchse an der Stromschiene angeordnet ist oder umgekehrt. Die Steckbuchse ist beispielsweise topfförmig ausgebildet und durchgreift mit ihrem zurückspringenden hinteren Endabschnitt eine Anschlusslasche der Stromschiene. Die Steckbuchse ist vorzugsweise durch Löten oder Schweißen stoffschlüssig mit der Anschlusslasche verbunden. Ebenso ist der Strombolzen vorzugsweise durch Löten oder Schweißen mit dem Hochstrom-Anschlusselement verbunden. Bei dieser Kontaktierungsanordnung kann auf Rundleiter vollständig verzichtet werden.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Kontaktierungsanordnung zwischen einem Hochvoltleiter und einer Hochvolt-Komponente weiter zu verbessern. Ein weiteres Problem liegt in der Schaffung einer geeigneten Hochvolt-Komponente sowie eines geeigneten Hochvoltleiters.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Kontaktierungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Hochvolt-Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie einen Hochvoltleiter mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Kontaktierungsanordnung zwischen mindestens einem Hochvoltleiter und einer Hochvolt-Komponente, wobei der Hochvoltleiter mindestens einen Flachleiter aufweist oder als mindestens ein Flachleiter ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvolt-Komponente mindestens eine Steckbuchse aufweist, in der der mindestens eine Flachleiter direkt eingesteckt ist. Dies hat einerseits den Vorteil, dass auf Löt- oder Schweißverbindungen verzichtet werden kann, sodass Übergangswiderstände vermieden werden. Des Weiteren erlaubt die unmittelbare Verwendung des Flachleiters als Steckkontakt eine sehr kompakte Bauform.
Im einfachsten Fall ist dabei der Flachleiter identisch mit dem Hochvoltleiter, wobei dieser bedarfsweise Abknickungen (von beispielsweise 90°) aufweisen kann. Weiter kann der Flachleiter an dem Ende, wo dieser in die Steckbuchse der Hochvolt-Komponente eingesteckt ist, eine Fase aufweisen, um den Einsteckvorgang zu erleichtern. Die Steckbuchse kann dabei beispielsweise quaderförmig ausgebildet sein und den Flachleiter allseitig umschließen. Alternativ kann die Steckbuchse auch als Gabel- oder Federkontakt ausgebildet sein, die dann nur Ober- und Unterseite des Flachleiters kontaktieren, wobei die Kontaktfläche möglichst groß ist, um den Kontaktwiderstand zu minimieren.
In einer Ausführungsform ist um den mindestens einen Flachleiter teilweise ein Gehäuse angeordnet, aus dem der Teil des mindestens einen Flachleiters herausragt, der in die Hochvolt-Komponente gesteckt wird, genauer gesagt in deren Steckbuchse. Vorzugsweise umfasst dabei der Hochvoltleiter zwei Flachleiter, um die das gemeinsame Gehäuse angeordnet ist, sodass beispielsweise gleichzeitig Plus- und Minuspol einer Hochvolt-Batterie kontaktiert werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist in oder an dem Gehäuse mindestens eine Dichtung angeordnet, um Feuchtigkeitseintritt in das Gehäuse zu verhindern. Vorzugsweise weist das Gehäuse mindestens zwei Dichtungen auf, nämlich eine Dichtung am Eintritt des Flachleiters in das Gehäuse und eine Dichtung beim Austritt des Flachleiters aus dem Gehäuse.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse mit mindestens einem Positioniermittel (beispielsweise einem Positionierungsstift) ausgebildet, das in einer korrespondierenden Aufnahme der Hochvolt-Komponente gesteckt ist. Das oder die Positioniermittel dienen einerseits der Ausrichtung und Positionierung und bewirken gleichzeitig eine mechanische Verbindung zwischen Hochvoltleiter und Hochvolt-Komponente.
Dabei kann das Gehäuse zusätzlich mit einem Flansch ausgebildet sein oder ein Flansch an dem Gehäuse angeordnet sein, mittels dessen der Hochvoltleiter zusätzlich an der Hochvolt-Komponente oder einem anderen Bauteil verschraubt werden kann.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Einsatz in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht auf einen Teil eines Hochvoltleiters,
2 eine schematische Unteransicht des Teils des Hochvoltleiters,
3 eine schematische Darstellung der Positionierung des Hochvoltleiters zu einer zu kontaktierenden Hochvolt-Komponente,
4 eine schematische Draufsicht auf eine Hochvolt-Komponente,
5 eine schematische Darstellung einer Steckbuchse in einer ersten Ausführungsform und
6 eine schematische Darstellung einer Steckbuchse in einer zweiten Ausführungsform.
In der 1 und 2 ist ein Teil eines Hochvoltleiters 1 dargestellt. Der Hochvoltleiter 1 weist zwei Flachleiter 2, 3, ein Gehäuse 4 und eine Schirmung 5 auf. Die Flachleiter 2, 3 sind in das Gehäuse 4 geführt, wobei die Schirmung 5 vor dem Eintritt in das Gehäuse 4 entfernt wird und mittels eines Kabelbinders 6 am Gehäuse 4 befestigt wird. Am Eintritt des Gehäuses 4 ist eine erste dreilippige Dichtung 7 angeordnet. Die beiden Flachleiter 2, 3 laufen dann parallel und ungeschirmt im Gehäuse 4, wobei die beiden Flachleiter 2, 3 eine rechtwinklige Abknickung aufweisen und aus dem Gehäuse 4 wieder herausgeführt sind. Dieser aus dem Gehäuse 4 herausragende Teil der Flachleiter 2, 3 bildet Steckkontakte 8, 9. Im vorderen Bereich weisen die Steckkontakte 8, 9 jeweils eine konische Fase 10 auf. Am Austritt der Flachleiter 2, 3 aus dem Gehäuse 4 ist eine weitere Dichtung 11 angeordnet. Weiter weist das Gehäuse 4 Positioniermittel 12 in Form von Positionierungsstiften auf, die um die Steckkontakte 8, 9 angeordnet sind. Schließlich weist das Gehäuse 4 einen Flansch 13 auf, der Öffnungen 14 für eine Verschraubung aufweist. Die Positioniermittel 12 können dabei derart angeordnet sein, dass diese eine falsche Kontaktierung der Steckkontakte 8, 9 verbinden.
In der 3 ist nun schematisch dargestellt, wie die Hochvoltleitung 1 mittels der Positioniermittel 12 zu einer Hochvolt-Komponente 15, beispielsweise einer Hochvolt-Batterie, ausgerichtet wird. Hierzu weist die Hochvolt-Komponente 15 entsprechende Aufnahmen 16 (siehe 4) auf. Anschließend werden die Positioniermittel 12 in die Aufnahme 16 gedrückt. Dabei tauchen die Steckkontakte 8, 9 der Flachleiter 2, 3 in Steckbuchsen 17 (siehe 4) der Hochvolt-Komponente 15 ein und kontaktieren direkt den Hochvoltleiter 1 mit der Hochvolt-Komponente 15.
In der 5 ist eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform einer Steckbuchse 17 dargestellt, die als Federkontakt 18 mit zwei Federarmen 19 ausgebildet ist. Eine alternative Ausführungsform ist in 6 dargestellt, wobei die Steckbuchse 17 quaderförmig ausgebildet ist. Dabei kann der Innenraum des Quaders 20 etwas kleiner als die Abmessungen des Flachleiters 2, 3 sein, damit diese einen guten Kontakt mit ausreichender Kontaktkraft bilden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steckbuchse 17 einen Schlitz aufweist, um entsprechend aufgebogen zu werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011056852 A1 [0004]

Claims

Kontaktierungsanordnung zwischen mindestens einem Hochvoltleiter (1) und einer Hochvolt-Komponente (15), wobei der Hochvoltleiter (1) mindestens einen Flachleiter (2, 3) aufweist oder als mindestens ein Flachleiter (2, 3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvolt-Komponente (15) mindestens eine Steckbuchse (17) aufweist, in die der mindestens eine Flachleiter (2, 3) direkt eingesteckt ist.
Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um den mindestens einen Flachleiter (2, 3) teilweise ein Gehäuse (4) angeordnet ist, aus dem der Teil des mindestens einen Flachleiters (2, 3) als Steckkontakt (8, 9) herausragt, der in die Hochvolt-Komponente (15) gesteckt ist.
Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Gehäuse (4) mindestens eine Dichtung (7, 11) angeordnet ist.
Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass um den mindestens einen Flachleiter (2, 3) eine Schirmung (5) angeordnet ist, die an dem Gehäuse (4) befestigt ist.
Kontaktierungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mit mindestens einem Positionsmittel (12) ausgebildet ist, das in einer korrespondierenden Aufnahme (16) der Hochvolt-Komponente (15) gesteckt ist.
Hochvolt-Komponente (15), umfassend mindestens einen Anschlusskontakt für einen Hochvoltleiter (1), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Anschlusskontakt als Steckbuchse (17) für einen Flachleiter (2, 3) ausgebildet ist.
Hochvolt-Komponente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvolt-Komponente (15) mindestens eine Aufnahme (16) für ein Positioniermittel (12) aufweist.
Hochvoltleiter (1) zum Kontaktieren mit einer Hochvolt-Komponente (15), dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltleiter (1) mindestens einen Flachleiter (2, 3) aufweist, um den teilweise ein Gehäuse (4) angeordnet ist, aus dem mindestens ein Teil des Flachleiters (2, 3) als Steckkontakt (8, 9) herausragt.
Hochvoltleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Gehäuse (4) mindestens eine Dichtung (7, 11) angeordnet ist und/oder das Gehäuse (4) mit mindestens einem Positioniermittel (12) ausgebildet ist.
Hochvoltleiter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass um den mindestens einen Flachleiter (2, 3) eine Schirmung (5) angeordnet ist, die an dem Gehäuse (4) befestigt ist.