DE102019130854A1 - Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Haltevorrichtung (15) für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem plattenartigen Grundkörper, der Längsseiten (16) und Querseiten (17) sowie eine sich zwischen den Längsseiten (16) und Querseiten (17) erstreckende Oberseite (18) und Unterseite (19) aufweist, mit an einer Seite von Oberseite (18) und Unterseite (19) angeordneten Elementen (20) zur Führung und Fixierung von Stromleitern (12) der Traktionsbatterie, mit an der anderen Seite von Oberseite (18) und Unterseite (19) angeordneten Elementen (21) zur Führung und Fixierung mindestens eines Signalleiters (14) der Traktionsbatterie, wobei der plattenartigen Grundkörper eine EMV-Schirmung des oder jedes Signalleiters (14) gegenüber den Stromleitern (12) bereitstellt, und wobei der plattenartigen Grundkörper an den sich gegenüberliegenden Längsseiten (16) und/oder an den sich gegenüberliegenden Querseiten (17) Abschnitte (22) zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an einem Rahmen des Kraftfahrzeugs aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs.
  • In Elektrofahrzeugen sowie Hybridfahrzeugen sind Traktionsbatterien verbaut. Derartige Traktionsbatterien verfügen über eine Vielzahl von elektrisch miteinander verschalteten Batteriemodulen. Jedes Batteriemodul verfügt über eine Vielzahl von elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen. Zur Verschaltung der Batteriemodule einer Traktionsbatterie dienen einerseits Stromleiter und andererseits Signalleiter. Die Stromleiter sind vorzugsweise als Stromschienen ausgeführt und dienen der Übertragung elektrischer Energie ausgehend von der Traktionsbatterie in Richtung auf eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs. Ferner dienen die Stromschienen dem Übertragen elektrischer Energie ausgehend von den elektrischen Maschinen in Richtung auf die Traktionsbatterie im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine. Die Signalleiter dienen der Übertragung von Kommunikationssignalen, um insbesondere Spannungsinformationen und Temperaturinformationen über die Batteriemodule für Steuerungs- und Regelungszwecke bereitzustellen.
  • Die von den Stromleitern übertragenen elektrischen Ströme können ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte verursachen, welche die Übertragung von Kommunikationssignalen über die Signalleiter beeinträchtigen. Bei aus der Praxis bekannten Kraftfahrzeugen werden daher die Signalleiter mit großem Abstand zu den Stromleitern verlegt.
  • Die räumliche Trennung von Stromleitern und Signalleitern ist jedoch nicht in allen Bereich eines Kraftfahrzeugs in ausreichendem Umfang möglich. In diesem Fall helfen dann geschirmten Signalleiter.
  • Die Schirmung des Signalleiters muss jedoch geerdet werden. Hierzu muss die Schirmung des jeweiligen Signalleiters an ein Massepotenzial kontaktiert werden. Dies ist aufwendig und fehleranfällig.
  • Es besteht daher Bedarf an einer Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, die mit einfachen Mitteln selbst bei geringem Abstand zwischen den Stromleitern und mindestens einem Signalleiter eine gute Schirmung zwischen den Stromleitern und dem jeweiligen Signalleiter bereitstellt. Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es daher, eine derartige Haltevorrichtung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Die Haltevorrichtung weist einen plattenartigen Grundkörper auf, der Längsseiten und Querseiten sowie eine sich zwischen den Längsseiten und Querseiten erstreckende Oberseite und Unterseite aufweist.
  • An einer Seite von Oberseite und Unterseite sind Elemente zur Führung und Fixierung von Stromleitern der Traktionsbatterie angeordnet.
  • An der anderen Seite von Oberseite und Unterseite sind Elemente zur Führung und Fixierung mindestens eines Signalleiters der Traktionsbatterie angeordnet.
  • Der plattenartigen Grundkörper stellt eine EMV-Schirmung des oder jedes Signalleiters gegenüber den Stromleitern bereitstellt.
  • Der plattenartige Grundkörper weist an den sich gegenüberliegenden Längsseiten und/oder an den sich gegenüberliegenden Querseiten Abschnitte zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an einem Rahmen des Kraftfahrzeugs auf.
  • Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung erlaubt eine effektive Schirmung der Stromleiter gegenüber dem oder jedem Signalleiter, und zwar selbst dann, wenn der jeweilige Signalleiter mit relativ geringem Abstand zum Stromleiter verläuft. Auf geschirmte Signalleiter kann verzichtet werden. Es ist nicht erforderlich, Schirmungen von geschirmten Signalleitern zu erden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Elemente zur Führung und Fixierung der Stromleiter entlang der sich gegenüberliegenden Längsseiten des plattenartigen Grundkörpers positioniert. Die Abschnitte zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an dem Rahmen des Kraftfahrzeugs sind vorzugsweise entlang der sich gegenüberliegenden Querseiten des plattenartigen Grundkörpers positioniert. Die Elemente zur Führung und Fixierung des oder jedes Signalleiters erstrecken sich parallel zu den Längsseiten des plattenartigen Grundkörpers. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist besonders bevorzugt, um einerseits die Stromleiter und andererseits den jeweiligen Signalleiter gut zu führen und andererseits mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Schirmung des jeweiligen Signalleiters gegenüber den Stromleitern bereitzustellen.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine perspektivische Ansicht aus einem Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs im Bereich einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs;
    • 2 einen Querschnitt durch l;
    • 3 ein Detail der 2.
  • 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Karosseriestruktur eines als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs im Bereich einer Traktionsbatterie, wobei von der Traktionsbatterie in 1 Batteriemodule 10 gezeigt sind. Die Batteriemodule 10 sind dabei in einem Batteriegehäuse der Traktionsbatterie positioniert, wobei dieses Batteriegehäuse vorzugsweise Bestandteil eines Rahmens des Kraftfahrzeugs ist. So zeigt 1 Streben 11, die Bestandteil des Rahmens des Kraftfahrzeugs und damit des Batteriegehäuses sind und entsprechende Aufnahmeräume für die Batteriemodule 10 ausbilden. Dabei sind in einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs sowie einem hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs mehrere Batteriemodule 10 positioniert, wobei auch zwischen dem im vorderen Teil des Kraftfahrzeugs und im hinteren Teil des Kraftfahrzeugs positionierten Batteriemodulen 10 ein Batteriemodul 10 angeordnet ist, welches mit den anderen Batteriemodulen 10 elektrisch und signalseitig zu verschalten ist. Jedes Batteriemodul 10 verfügt über ein Modulgehäuse 10a und Batteriezellen 10b.
  • 1 und 2 zeigen Stromleiter 12, die der elektrischen Verschaltung der Batteriemodule 10 insbesondere unter Ausbildung einer Reihenschaltung zwischen den Batteriemodulen 10 dienen. So ist in 1 ein erster Stromleiter 12 mit einem Anschluss 13 an einen ersten Anschlusskontakt eines Batteriemoduls 10 angeschlossen, ein weiterer elektrischer Stromleiter 12 ist mit einem Anschluss 13 an einem zweiten Anschlusskontakt des Batteriemoduls 10 gekoppelt. Ferner zeigt 1 einen dritten Stromleiter 12, der sich über das Batteriemodul 10, an welchem die beiden anderen Stromleiter 12 mit ihren Anschlüssen 13 angeschlossen sind, erstreckt.
  • Ferner zeigen 1, 2 einen Signalleiter 14. Dieser Signalleiter 14 dient der Übertragung von Datensignalen bzw. Kommunikationssignalen zwischen den Batteriemodulen 10 bzw. zwischen den Batteriemodulen und einer Steuerungseinrichtung.
  • In der in 1 und 2 gezeigten Konfiguration ist oberhalb des Batteriemoduls 10 eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 15 positioniert, die in 3 im Querschnitt in Alleindarstellung zusammen mit den Stromleitern 12 und dem Signalleiter 14 gezeigt ist.
  • Die Haltevorrichtung 15 verfügt über einen plattenartigen Grundkörper mit Längsseiten 16 und Querseiten 17. Zwischen den Längsseiten 16 und den Querseiten 17 erstreckt sich sowohl eine Oberseite 18 als auch eine Unterseite 19 des plattenartigen Grundkörpers 15.
  • An einer Seite von Oberseite 18 und Unterseite 19, im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Oberseite 18, sind Elemente 20 zur Führung und Fixierung der Stromleiter 12 angeordnet.
  • Diese Elemente 20 sind dabei entlang der sich gegenüberliegenden Längsseiten 16 des plattenartigen Grundkörpers positioniert, wobei diese Elemente 20 zur Führung und Fixierung der Stromleiter 19 Gewindebolzen 20a, und Muttern 20b, die mit den Gewindebolzen 20a zusammenwirken, und Befestigungsabschnitte 20c umfassen.
  • Die jeweiligen Befestigungsabschnitte 20c umgreifen den jeweiligen Stromleiter 12 abschnittsweise.
  • Die Gewindebolzen 20a erstrecken sich durch die Befestigungsabschnitte 20c für den jeweiligen Stromleiter 12 hindurch, wobei die Muttern 20b den jeweiligen Befestigungsabschnitt 20c für den jeweiligen Stromleiter 12 am jeweiligen Gewindebolzen 20a fixieren.
  • An der anderen Seite von Oberseite 18 und Unterseite 19 des plattenartigen Grundkörpers, im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Unterseite 19, sind Elemente zur Führung und Fixierung des jeweiligen Signalleiters 14 angeordnet, wobei die Elemente zur Führung und Fixierung des jeweiligen Signalleiters 14 sich parallel zu den Längsseiten 16 des plattenartigen Grundkörpers 15 erstrecken. So umfassen diese Elemente 21 einerseits einen sich parallel zu den Längsseiten 16 des Grundkörpers 15 erstreckenden Führungskanal 21a zur Führung des jeweiligen Signalleiters 14 und andererseits mehrere im Führungskanal 21a angeordnete Fixierklips 21b, die den Signalleiter 14 im Führungskanal 21a halten.
    Entlang der Längsrichtung des Führungskanals 21a verteilt sind dabei mehrere derartige Fixierklips 21b positioniert.
  • Die Stromleiter 12 erstrecken sich demnach parallel zu den Längsseiten 16 der Haltevorrichtung 15, ebenso erstreckt sich der jeweilige Signalleiter 14 parallel zu den Längsseiten 16, jedoch bezogen auf die Haltevorrichtung bzw. den plattenartigen Grundkörper an einer anderen Seite von Oberseite 18 und Unterseite 19 weiter innen.
  • Zusätzlich zu den Elementen 20, 20a, 20b und 20c, die der Führung und Fixierung der Stromleiter 12 dienen, sowie den Elementen 21, 21a, 21b, die der Führung und Fixierung des jeweiligen Signalleiters 14 dienen, weist der plattenartige Grundkörper der Haltevorrichtung 15 an den sich gegenüberliegenden Längsseiten 16 und/oder an den sich gegenüberliegenden Querseiten 17, im gezeigten Ausführungsbeispiel an beiden sich gegenüberliegenden Querseiten 17, Abschnitte 22 zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an dem Rahmen des Kraftfahrzeugs, nämlich an den in 1 gezeigten Streben 11 des Kraftfahrzeugs, auf. Die Haltevorrichtung 15 ist demnach an beiden Seiten bzw. Enden, an welchen der Signalleiter 14 aus dem Führungskanal 21a austritt, geerdet. Durch die Befestigung und Erdung an beiden Seiten bzw. Enden wird insbesondere die Funktionssicherheit der Erdung erhöht. Sollte sich an einer Seite bzw. einem Ende der jeweilige Abschnitt 22 zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung unbeabsichtigt lösen, so gewährleistet der an dem anderen Ende angeordnete Abschnitt 22 noch immer eine Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung.
  • Der plattenartige Grundkörper der Haltevorrichtung 15 ist vorzugsweise metallisch und damit elektrisch leitfähig ausgeführt. Auch sind die Stromleiter 12 sind metallisch und damit elektrisch leitfähig ausgeführt. Die Befestigungsabschnitte 20c für die Stromleiter 12 sind hingegen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff ausgeführt.
  • Die hier vorliegende Erfindung schlägt demnach eine Haltevorrichtung 15 für Hochvolt-Stromleiter 12 und Niedervolt-Signalleiter 14 einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs vor, die einerseits der Führung und Fixierung der vorzugsweise als Stromschienen ausgebildeten Stromleiter 12, der Führung und Fixierung des jeweiligen Signalleiters 14 und der Schirmung des Signalleiters 14 gegenüber den Stromleitern 12 dient, um für den jeweiligen Signalleiter eine EMV-Schirmung bereitzustellen. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 15 ist konstruktiv einfach und erlaubt eine effektive Schirmung des jeweiligen Signalleiters 14.

Claims (9)

  1. Haltevorrichtung (15) für Strom- und Signalleiter einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem plattenartigen Grundkörper, der Längsseiten (16) und Querseiten (17) sowie eine sich zwischen den Längsseiten (16) und Querseiten (17) erstreckende Oberseite (18) und Unterseite (19) aufweist, mit an einer Seite von Oberseite (18) und Unterseite (19) angeordneten Elementen (20) zur Führung und Fixierung von Stromleitern (12) der Traktionsbatterie, mit an der anderen Seite von Oberseite (18) und Unterseite (19) angeordneten Elementen (21) zur Führung und Fixierung mindestens eines Signalleiters (14) der Traktionsbatterie, wobei der plattenartigen Grundkörper eine EMV-Schirmung des oder jedes Signalleiters (14) gegenüber den Stromleitern (12) bereitstellt, wobei der plattenartigen Grundkörper an den sich gegenüberliegenden Längsseiten (16) und/oder an den sich gegenüberliegenden Querseiten (17) Abschnitte (22) zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an einem Rahmen des Kraftfahrzeugs aufweist.
  2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen des Kraftfahrzeugs ein Gehäuse der Traktionsbatterie bildet.
  3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (20) zur Führung und Fixierung der Stromleiter (12) entlang der sich gegenüberliegenden Längsseiten (16) des plattenartigen Grundkörpers positioniert sind.
  4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (20) zur Führung und Fixierung der Stromleiter (12) Gewindebolzen (20a) umfassen, die sich durch Befestigungspunkte (12a) des jeweiligen Stromleiters (12) erstrecken.
  5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebolzen (20a) mit Muttern (20b) zusammenwirken, welche den jeweiligen Stromleiter (12) am jeweiligen Gewindebolzen (20a) fixieren.
  6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (22) zur Befestigung und Erdung der Haltevorrichtung an dem Rahmen des Kraftfahrzeugs entlang der sich gegenüberliegenden Querseiten (17) des plattenartigen Grundkörpers positioniert sind.
  7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (21) zur Führung und Fixierung des oder jedes Signalleiters (14) sich parallel zu den Längsseiten (16) des plattenartigen Grundkörpers erstrecken.
  8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, die Elemente (21) zur Führung und Fixierung des oder jedes Signalleiters (14) einen sich parallel zu den Längsseiten (16) des plattenartigen Grundkörpers erstreckenden Führungskanal (21a) und mehrere im Führungskanal (21a) anordnete Fixierklipse (21b) umfassen.
  9. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenartige Grundkörper metallisch ist.
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