DE102019129229A1

DE102019129229A1 - Elektrifiziertes fahrzeug mit sammelschiene mit flachem profil für starkstromschnittstellen und entsprechendes verfahren

Info

Publication number: DE102019129229A1
Application number: DE102019129229.8A
Authority: DE
Inventors: Rajesh Narayanan; Francisco Fernandez-Galindo; Darko Acevski
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-05-07
Also published as: CN111137141A; US20200144579A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein elektrifiziertes Fahrzeug mit einer Sammelschiene mit flachem Profil für Starkstromschnittstellen und ein entsprechendes Verfahren bereit. Diese Offenbarung betrifft eine Sammelschiene mit flachem Profil für ein elektrifiziertes Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren. In einer besonderen Ausführungsform des elektrifizierten Fahrzeugs ist eine beispielhafte Sammelschiene elektrisch mit zwei elektronischen Komponenten verbunden und weist die Sammelschiene einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, auf. Auf diese Weise ist die Breite der Sammelschiene im Vergleich zur Höhe übertrieben groß, was der Sammelschiene ein flaches Profil verleiht und sie besonders dafür geeignet macht, in Räumen mit reduzierten Verpackungshöhenanforderungen verlegt zu werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Sammelschiene mit flachem Profil für ein elektrifiziertes Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren. Insbesondere weist die Sammelschiene eine übertrieben große Breitendimension auf, die in einem Beispiel mindestens dem 20-fachen einer Höhe der Sammelschiene entspricht.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Bedarf an einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen von Kraftfahrzeugen ist hinlänglich bekannt. Deshalb werden Fahrzeuge entwickelt, welche die Abhängigkeit von Brennkraftmaschinen reduzieren oder vollständig beseitigen. Elektrifizierte Fahrzeuge stellen eine Fahrzeugart dar, die gegenwärtig zu diesem Zweck entwickelt wird. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen mit Leistung versorgt werden, wohingegen sich herkömmliche Kraftfahrzeuge für den Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich auf die Brennkraftmaschine stützen. Die verschiedenen elektronischen Komponenten elektrifizierter Fahrzeuge sind mittels herkömmlichen Kabeln, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, oder Sammelschienen verbunden.
KURZDARSTELLUNG
Ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine Sammelschiene, die elektrisch mit zwei elektronischen Komponenten verbunden ist, wobei die Sammelschiene einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, aufweist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeugs liegt die Breite der Sammelschiene in einem Bereich von einem 20- bis 50-fachen der Höhe.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge liegt die Breite der Sammelschiene bei etwa einem 30-fachen der Höhe.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge liegt die Querschnittsfläche der Sammelschiene in einem Bereich von 50 bis 100 Quadratmillimetern.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge liegt die Querschnittsfläche der Sammelschiene bei etwa 75 Quadratmillimetern.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist die Sammelschiene eine mehrschichtige Sammelschiene.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge sind Enden der Sammelschiene mit Steckverbindern verbunden, wobei die Steckverbinder dazu konfiguriert sind, mit den beiden elektronischen Komponenten verbunden zu werden, und weisen die Steckverbinder eine im Vergleich zur Breite der Sammelschiene reduzierte Breitendimension auf.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge beinhalten die Steckverbinder Verschlusslaschen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge beinhalten die Steckverbinder ein Loch, das zum Aufnehmen eines Vorsprungs konfiguriert ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge sind Enden der Sammelschiene dazu konfiguriert, mit Kabeln verbunden zu werden, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist eine der beiden elektronischen Komponenten ein Batteriepack und die andere der elektronischen Komponenten eine elektronische Komponente außerhalb des Batteriepacks.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist die andere der elektronischen Komponenten ein Ladeanschluss.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden elektrifizierten Fahrzeuge sind die elektronischen Komponenten Anordnungen von Batteriezellen.
Ein Verfahren gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein elektrisches Verbinden zweier elektronischer Komponenten eines elektrifizierten Fahrzeugs unter Verwendung einer Sammelschiene, die einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, aufweist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden Verfahrens liegt die Breite der Sammelschiene in einem Bereich von einem 20- bis 50-fachen der Höhe.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren beinhaltet die Sammelschiene Steckverbinder benachbart zu Enden davon, die eine im Vergleich zur Breite der Sammelschiene reduzierte Breitendimension aufweisen, und beinhaltet das Verfahren ferner ein Verbinden der Steckverbinder mit jeweils einer der beiden elektronischen Komponenten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren beinhaltet die Sammelschiene einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und beinhaltet das Verfahren ferner ein Verbinden von Enden der Sammelschiene mit Kabeln, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren beinhaltet der Schritt des elektrischen Verbindens die Verwendung der Sammelschiene zum Verbinden eines Batteriepacks und einer elektronischen Komponente außerhalb des Batteriepacks.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren beinhaltet der Schritt des elektrischen Verbindens die Verwendung der Sammelschiene zum Verbinden zweier Anordnungen von Batteriezellen.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
2 veranschaulicht eine elektrische Verbindung, die eine beispielhafte Sammelschiene beinhaltet.
3 ist eine Querschnittsansicht der beispielhaften Sammelschiene entlang der Linie 3-3 in 2.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Steckverbinder benachbart zu einem Ende der Sammelschiene. In 4 beinhaltet der Steckverbinder ein erstes beispielhaftes Rückhal temerkmal.
5 veranschaulicht einen anderen beispielhaften Steckverbinder mit einem zweiten beispielhaften Rückhaltemerkmal.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft eine Sammelschiene mit flachem Profil für ein elektrifiziertes Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren. In einer besonderen Ausführungsform des elektrifizierten Fahrzeugs ist eine beispielhafte Sammelschiene elektrisch mit zwei elektronischen Komponenten verbunden und weist die Sammelschiene einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, auf. Auf diese Weise ist die Breite der Sammelschiene im Vergleich zur Höhe übertrieben groß, was der Sammelschiene ein flaches Profil verleiht und sie besonders dafür geeignet macht, in Räumen mit reduzierten Verpackungshöhenanforderungen verlegt zu werden. Anders ausgedrückt ist die Sammelschiene besonders dafür geeignet, durch vertikal schmale Räume verlegt zu werden. Die Sammelschiene ist zudem dazu konfiguriert, elektronische Hochspannungskomponenten zu verbinden und relativ starke Ströme zu leiten, wie etwa die einer DC-Schnellladung (DC fast charging - DCFC) zugeordneten. Diese und andere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Nun wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen 1 schematisch einen Antriebsstrang 10 eines elektrifizierten Fahrzeugs 12 veranschaulicht, das als Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) gezeigt ist. Zunächst ist der in 1 gezeigte Antriebsstrang 10 stark schematisch und soll diese Offenbarung nicht einschränken. Verschiedene zusätzliche Komponenten könnten alternativ oder zusätzlich durch den Antriebsstrang 10 innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung eingesetzt werden. Obwohl das elektrifizierte Fahrzeug 12 als BEV abgebildet ist, versteht es sich ferner, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf BEVs beschränkt sind und sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken könnten, einschließlich unter anderem auf Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEVs). Daher könnte das elektrifizierte Fahrzeug 12, obwohl dies in dieser Ausführungsform nicht gezeigt ist, mit einer Brennkraftmaschine ausgerüstet sein, die entweder allein oder in Kombination mit anderen Energiequellen eingesetzt werden kann, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 anzutreiben. Weiterhin erstreckt sich die vorliegende Offenbarung auf jedes beliebiges Hybrid- oder Elektrofahrzeug, einschließlich unter anderem Vollhybrid-, Parallelhybrid-, Serienhybrid-, Mildhybrid- und Mikrohybridfahrzeugen.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 12 ein reines Elektrofahrzeug, das einzig durch elektrische Leistung, wie etwa von einer elektrischen Maschine 14, ohne jegliche Unterstützung einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine 14 kann als Elektromotor, elektrischer Generator oder beides betrieben werden. Die elektrische Maschine 14 empfängt elektrische Leistung und stellt eine Drehausgabeleistung bereit. Die elektrische Maschine 14 kann mit einem Schaltgetriebe 16 zum Einstellen des Ausgabedrehmoments und der Drehzahl der elektrischen Maschine 14 durch ein vorher festgelegtes Übersetzungsverhältnis verbunden sein. Das Schaltgetriebe 16 ist durch eine Ausgangswelle 20 mit einem Satz von Antriebsrädern 18 verbunden. Ein Hochspannungsbus 22 verbindet die elektrische Maschine 14 über einen Wechselrichter 26 elektrisch mit einem Batteriepack 24. Die elektrische Maschine 14, das Schaltgetriebe 16 und der Wechselrichter 26 können gemeinsam als Getriebe 28 bezeichnet werden.
Das Batteriepack 24 ist eine Energiespeichervorrichtung und ist in diesem Beispiel eine beispielhafte Batterie für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Insofern kann das Batteriepack 24 als „Batterie“ bezeichnet werden. Das Batteriepack 24 kann ein Hochspannungstraktionsbatteriepack sein, das eine Vielzahl von Batteriebaugruppen 25 (d. h. Batterieanordnungen oder Gruppen von Batteriezellen) beinhaltet, die in der Lage sind, elektrische Leistung auszugeben, um die elektrische Maschine 14 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu betreiben. Es können zudem andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder -ausgabevorrichtungen verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit elektrischer Leistung zu versorgen.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann zudem ein Ladesystem 30 zum periodischen Aufladen der Zellen des Batteriepacks 24 beinhalten. Das Ladesystem 30 kann mit einer externen Leistungsquelle, wie etwa einem Stromnetz, verbunden werden, um Leistung zu empfangen und an die Zellen weiterzugeben. Beispielsweise beinhaltet das Ladesystem 30 in einer nicht einschränkenden Ausführungsform eine erste Schnittstelle 32, bei der es sich um einen Ladeanschluss handelt und die sich an Bord des elektrifizierten Fahrzeugs 12 befindet. Die erste Schnittstelle 32 ist dazu ausgelegt, selektiv Leistung von der externen Leistungsquelle, wie etwa von einem mit der externen Leistungsquelle verbundenen Leistungskabel, zu empfangen und die Leistung dann zum Laden der Zellen an das Batteriepack 24 weiterzugeben. Eine beispielhafte externe Leistungsquelle ist eine Ladestation für elektrifizierte Fahrzeuge, wie etwa eine öffentlich zugängliche Ladestation für elektrifizierte Fahrzeuge. In einem konkreten Beispiel kann die Ladestation eine DC-Schnellladestation sein. In noch einem weiteren Beispiel ist die Ladestation für elektrifizierte Fahrzeuge privat, wie etwa diejenigen bei Wohnstätten oder Geschäften.
Das Ladesystem 30 kann zudem mit Leistungselektronik ausgestattet sein, die dazu verwendet wird, von der externen Leistungsversorgung empfangene AC-Leistung in DC-Leistung zum Laden der Zellen des Batteriepacks 24 umzuwandeln. Das Ladesystem 30 kann zudem mit einer oder mehreren herkömmlichen Spannungsquellen von der externen Leistungsversorgung umgehen (z. B. 110 Volt, 220 Volt usw.).
Der in 1 gezeigte Antriebsstrang 10 ist stark schematisch und soll diese Offenbarung nicht einschränken. Verschiedene zusätzliche Komponenten könnten alternativ oder zusätzlich innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung eingesetzt werden.
2 veranschaulicht eine beispielhafte elektrische Verbindung 40 in dem elektrifizierten Fahrzeug 12. Die elektrische Verbindung 40 gibt eine elektrische Verbindung zwischen zwei elektronischen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 12 wieder. In dem Beispiel in 2 handelt es sich bei den beiden elektronischen Komponenten um die erste Schnittstelle 32 oder den Ladeanschluss des Ladesystems 30 und um eine zweite Schnittstelle 42, die für eine Verbindung mit dem Batteriepack 24 konfiguriert ist.
In diesem Beispiel beinhaltet die elektrische Verbindung 40 beginnend an der ersten Schnittstelle 32 eine Vielzahl von Kabeln 44, die Teil eines der ersten Schnittstelle 32 zugeordneten Kabelbaums sein können. Die Kabel 44 sind in diesem Beispiel herkömmliche Kabel, deren Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ist. Die Kabel 44 ragen eine relativ kurze Entfernung aus der ersten Schnittstelle 32 zu einer Sammelschiene 46 und sind, in einem Beispiel durch Schweißen, elektrisch mit der Sammelschiene 46 verbunden. Dabei bedeutet elektrisch verbunden (d. h. elektrisch gekoppelt) verbunden durch eine Leiterbahn. In einem anderen Beispiel beinhaltet die elektrische Verbindung 40 nicht die Kabel 44; stattdessen ist die Sammelschiene 46 direkt mit der ersten Schnittstelle 32 verbunden.
Die Sammelschiene 46 umspannt einen Großteil der Entfernung, wenn nicht die gesamte Entfernung, zwischen der ersten Schnittstelle 32 und der zweiten Schnittstelle 42, die in diesem Beispiel elektrisch mit dem Batteriepack 24 verbunden ist. Die zweite Schnittstelle 42 ist über Kabel 48 elektrisch mit der Sammelschiene 46 verbunden, bei denen es sich um herkömmliche Kabel handelt, deren Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ist. Die Kabel 48 können in einem Beispiel mit der Sammelschiene 46 verschweißt sein. Die Kabel 48 müssen nicht vorhanden sein und es versteht sich, dass sich diese Offenbarung auf Anordnungen erstreckt, in denen die Sammelschiene 46 direkt mit der zweiten Schnittstelle 42 verbunden ist. Außerdem könnte die Sammelschiene 46, obwohl Kabel 44, 48 gezeigt sind, unter Verwendung anderer Arten elektrischer Verbindungen mit der ersten und zweiten Schnittstelle 32, 42 verbunden sein.
Die elektrische Verbindung 40 in 2 ist stark schematisch und gibt eine elektrische Verbindung, unter Verwendung der Sammelschiene 46, zwischen dem Batteriepack 24 und einer elektronischen Komponente außerhalb des Batteriepacks 24, in diesem Beispiel der ersten Schnittstelle 32, wieder. Es versteht sich, dass diese Offenbarung nicht auf elektrische Verbindungen zwischen dem Batteriepack 24 und der ersten Schnittstelle 32 begrenzt ist und sich weiterhin auf Verbindungen zwischen elektronischen Komponenten innerhalb des Batteriepacks 24 erstreckt, wie etwa elektrische Verbindungen zwischen zwei Batteriebaugruppen 25.
Zu diesem Zweck ist die elektrische Verbindung 40, einschließlich der Sammelschiene 46, in der Lage, elektronische Hochspannungskomponenten zu verbinden und relativ starke Ströme zu leiten, wie etwa diejenigen, die einer DC-Schnellladung (DCFC) zugeordnet sind. Beispielsweise kann es sich bei der elektrischen Verbindung 40 in 2 um eine DCFC-Verbindung handeln, bei der ein Stecker von einer DCFC-Ladestation in die erste Schnittstelle 32 eingesteckt ist, und ermöglicht die elektrische Verbindung 40, dass relativ starke Ströme zum Batteriepack 24 fließen, um ein relativ schnelles Laden zu ermöglichen. Die elektrische Verbindung 40 kann dazu konfiguriert sein, Stromwerte von etwa 400 Ampere zu bewältigen und eine Leistungsübertragung von bis zu etwa 400 kW zu ermöglichen.
Die Sammelschiene 46 ist speziell so konfiguriert, dass sie ermöglicht, dass derart hohe Strom- und Leistungswerte zwischen den beiden elektronischen Komponenten fließen, und sie gleichzeitig in dem elektrifizierten Fahrzeug 12 verlegt werden kann. Viele Strecken in dem elektrifizierten Fahrzeug 12, einschließlich der zwischen der ersten und zweiten Schnittstelle 32, 42, erfordern reduzierte Verpackungshöhen, was bedeutet, dass es mehrere vertikal schmale Räume gibt, durch welche die Sammelschiene 46 verlaufen muss. Dementsprechend weist die Sammelschiene 46 in dieser Offenbarung eine übertrieben große (d. h. vergrößerte oder erhöhte) Breitendimension auf, die der Sammelschiene 46 eine einzigartige Querschnittsform verleiht. Die Querschnittsform ermöglicht, dass die Sammelschiene 46 in vertikal schmalen Räumen verlegt wird und trotzdem in der Lage ist, relativ starke Ströme zu bewältigen.
Wie in 3 gezeigt, bei der es sich um eine Querschnittsansicht der Sammelschiene 46 entlang der Linie 3-3 in 2 handelt, weist die Sammelschiene 46 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, der durch eine Höhe H und eine Breite W definiert wird. In diesem Beispiel entspricht die Breite W mindestens einem 20-fachen der Höhe H und ist die Breite W daher im Vergleich zur Höhe H übertrieben groß. Die Sammelschiene 46 weist eine Länge auf, die ausreicht, um den Abstand zwischen den betroffenen elektronischen Komponenten zu überbrücken. Je nach Länge der Sammelschiene 46 können ein oder mehrere lokale Befestigungspunkte entlang der Länge nötig sein, um Schwingungen zu reduzieren und die Stabilität zu erhöhen.
In diesem Beispiel ist die Sammelschiene 46 eine mehrschichtige Sammelschiene, die eine Vielzahl von Materialschichten 50A-50D aufweist, die gestapelt und/oder aneinander laminiert sind, um die Sammelschiene 46 zu bilden. Die Schichten 50A-50D weisen für sich jeweils die gleiche Breite W auf wie die Sammelschiene 46 insgesamt und die Schichten 50A-50D weisen Höhen auf, die gestapelt der Sammelschiene 46 gemeinsam die Höhe H verleihen. Wenngleich in 3 vier Schichten 50A-50D veranschaulicht sind, versteht es sich, dass sich diese Offenbarung auf Sammelschienen erstreckt, die eine andere Anzahl an Schichten aufweisen. In anderen Beispielen ist die Sammelschiene 46 keine mehrschichtige Sammelschiene, sondern beinhaltet stattdessen ein einzelnes Materialstück, das eine Höhe H und eine Breite W aufweist, wie in 3 gezeigt.
Die Sammelschiene 46 besteht in diesem Beispiel aus Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al). Wenn die Sammelschiene 46 eine mehrschichtige Sammelschiene ist, bestehen die Schichten, wie etwa die Schichten 50A-50D, ebenfalls aus Kupfer und/oder Aluminium.
Um zu ermöglichen, dass relativ starke Ströme durch die Sammelschiene 46 fließen, muss die Sammelschiene 46 eine relativ große Querschnittsfläche aufweisen, die in einem Beispiel in einem Bereich von 50 bis 100 Quadratmillimetern liegt. Die Größe der Sammelschiene 46 ist jedoch auch durch Kosten- und Verpackungsbeschränkungen des elektrifizierten Fahrzeugs 12 begrenzt. Dementsprechend stellt die Offenbarung die Sammelschiene 46 mit einer Breite W bereit, die mindestens einem 20-fachen der Höhe H entspricht. In einem weiteren Beispiel liegt die Breite W der Sammelschiene 46 in einem Bereich von einem 20- bis 50-fachen der Höhe H und kann bei etwa einem 30-fachen der Höhe H liegen. Im letzteren Fall ist die Breite W nach oben hin begrenzt, damit die Sammelschiene 46 nicht übermäßig dünn wird. Die Breite W muss nicht nach oben hin auf das 50-fache der Höhe H begrenzt sein und es versteht sich, dass es eine zweckmäßige Obergrenze des Bereichs gibt.
In einem weiteren Beispiel beträgt die Höhe H der Sammelschiene 46 1,65 mm und beträgt die Breite W etwa 45 mm, was der Sammelschiene 46 eine Querschnittsfläche von etwa 75 Quadratmillimetern bereitstellt. Die Höhe H der Sammelschiene kann in einigen Beispielen bis auf etwa 1,2 mm verkürzt sein.
Es handelt sich dabei wiederum nur um Beispiele. Andere Kombinationen der Höhen- und Breitendimensionen fallen in den Schutzumfang dieser Offenbarung. Unabhängig von den konkreten Dimensionen weist die Sammelschiene 46 eine erhöhte Querschnittsfläche auf, wodurch die Sammelschiene 46 in die Lage versetzt wird, relativ starke Ströme zu bewältigen, und gleichzeitig ermöglicht wird, dass die Sammelschiene 46 durch vertikal schmale Räume verlegt wird, wie etwa die bekanntermaßen zwischen der ersten und der zweiten Schnittstelle 32, 42 bestehenden.
Aufgrund der übertrieben großen Breite W kann die Sammelschiene 46 unter Umständen nicht problemlos mit allen der verschiedenen elektronischen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 12 verbunden werden. Daher sind in einem Aspekt dieser Offenbarung Enden 52 der Sammelschiene 46 mit Steckverbindern 54 verbunden, wie in den 4 und 5 gezeigt. Insbesondere zeigt 4 ein Ende 52 der Sammelschiene 46, das über eine Schweißnaht 56 mit einem Steckverbinder 54 verbunden ist. Der Steckverbinder 54 ist dazu konfiguriert, direkt mit elektronischen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 12, wie etwa der ersten oder zweiten Schnittstelle 32, 42 oder den Batteriebaugruppen 25, verbunden zu werden. Der Steckverbinder 54 ist zudem für eine Verbindung mit herkömmlichen Kabeln, entweder direkt oder über einen Steckverbinder, konfiguriert.
Der Steckverbinder 54 weist eine im Vergleich zur Breite W der Sammelschiene 46 reduzierte Breite W' auf. Der Steckverbinder 54 kann zudem ein oder mehrere Rückhaltemerkmale beinhalten, die dazu konfiguriert sind, das Verbinden des Steckverbinders 54 mit benachbarten elektronischen Komponenten zu erleichtern. In 4 ist das Rückhaltemerkmal ein Loch 58, das durch den Steckverbinder 54 verläuft und dazu konfiguriert ist, einen Vorsprung von einer entsprechenden elektronischen Komponente aufzunehmen. In 5 handelt es sich bei dem Rückhaltemerkmal um ein Paar Verschlusslaschen 60, das auf gegenüberliegenden Seiten des Steckverbinders 54 angeordnet ist. In diesem Beispiel beinhalten die Verschlusslaschen 60 eine abgeschrägte Vorderkante 62. Der Steckverbinder 54 kann eines, beide oder keines der Rückhaltemerkmale, wie sie in den 4 und 5 gezeigt sind, beinhalten. In anderen Beispielen kann der Steckverbinder 54 zusätzlich zu den Rückhaltemerkmalen verschweißt werden, um die erforderliche elektrische Verbindung zu bilden.
Es versteht sich, dass Ausdrücke wie „etwa“ und „im Wesentlichen“ nicht als Ausdrücke mit grenzenloser Bedeutung gedacht sind und im Einklang damit ausgelegt werden sollten, wie ein Fachmann diese Ausdrücke auslegen würde.
Wenngleich die unterschiedlichen Beispiele die in den Darstellungen gezeigten konkreten Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale von einem der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von einem anderen der Beispiele zu verwenden.
Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das heißt, Modifikationen dieser Offenbarung würden in den Schutzumfang der Patentansprüche fallen. Dementsprechend sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um ihren eigentlichen Schutzumfang und Inhalt zu bestimmen.

Claims

Elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: eine Sammelschiene, die elektrisch mit zwei elektronischen Komponenten verbunden ist, wobei die Sammelschiene einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, aufweist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Breite der Sammelschiene in einem Bereich von einem 20- bis 50-fachen der Höhe liegt und wobei optional die Breite der Sammelschiene bei etwa einem 30-fachen der Höhe liegt.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Querschnittsfläche der Sammelschiene in einem Bereich von 50 bis 100 Quadratmillimetern liegt und wobei optional die Querschnittsfläche der Sammelschiene bei etwa 75 Quadratmillimetern liegt.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene eine mehrschichtige Sammelschiene ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: Enden der Sammelschiene mit Steckverbindern verbunden sind, die Steckverbinder dazu konfiguriert sind, mit den beiden elektronischen Komponenten verbunden zu werden, die Steckverbinder eine im Vergleich zur Breite der Sammelschiene reduzierte Breitendimension aufweisen und optional die Steckverbinder Verschlusslaschen oder ein Loch, das zum Aufnehmen eines Vorsprungs konfiguriert ist, beinhalten.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine der beiden elektronischen Komponenten ein Batteriepack ist und wobei die andere der elektronischen Komponenten eine elektronische Komponente außerhalb des Batteriepacks ist und wobei optional die andere der elektronischen Komponenten ein Ladeanschluss ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die beiden elektronischen Komponenten Anordnungen von Batteriezellen sind.
Verfahren, umfassend: elektrisches Verbinden zweier elektronischer Komponenten eines elektrifizierten Fahrzeugs unter Verwendung einer Sammelschiene, die einen Querschnitt mit einer Höhe und einer Breite, die mindestens einem 20-fachen der Höhe entspricht, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Breite der Sammelschiene in einem Bereich von einem 20- bis 50-fachen der Höhe liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sammelschiene Steckverbinder benachbart zu Enden davon beinhaltet, die eine im Vergleich zur Breite der Sammelschiene reduzierte Breitendimension aufweisen, und ferner umfassend ein Verbinden der Steckverbinder mit jeweils einer der beiden elektronischen Komponenten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sammelschiene einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt beinhaltet und ferner umfassend ein Verbinden von Enden der Sammelschiene mit Kabeln, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des elektrischen Verbindens die Verwendung der Sammelschiene zum Verbinden eines Batteriepacks und einer elektronischen Komponente außerhalb des Batteriepacks beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des elektrischen Verbindens die Verwendung der Sammelschiene zum Verbinden zweier Anordnungen von Batteriezellen beinhaltet.