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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugmodul zum Verbinden von vorgegebenen Leitungen von Hochvoltkomponenten eines Hochvoltbereichs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit vorgegebenen Leitungen von Fahrzeugkomponenten, welche außerhalb des Hochvoltbereichs angeordnet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Befestigungsvorrichtung mit einem Fahrzeugmodul zum Befestigen des Fahrzeugmoduls an einem elektrisch betriebenen Fahrzeug.
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Die
DE 2015 015 533 A1 offenbart eine Befestigungsanordnung eines Hochvolt-Energiespeichers an einem Rohbau eines Personenkraftwagens, bei welcher der Hochvolt-Energiespeicher mittels wenigstens einer Schraubverbindung an dem Rohbau befestigt ist.
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Die
DE 10 2016 006 619 A1 offenbart eine Befestigungsanordnung eines Hochvolt-Energiespeichers an einem Rohbau eines Personenkraftwagens, bei welcher der Hochvolt-Energiespeicher mittels wenigstens einer Befestigungseinrichtung an dem Rohbau befestigt ist.
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Bei der Integration von Hochvolt-Batterien und Hochvolt-Komponenten in einem Rohbau eines Kraftfahrzeugs ist eine Kontaktierung der elektrischen Bindungen und der Kühlmittelleitungen vom Fahrzeug in dem abgeschlossenen Hochvolt-Bauraum problematisch. Die elektrischen Verbindungen und die Kühlmittelleitungen müssen so in dem abgeschlossenen HV-Bauraum angebracht sein, dass verschiedenste sicherheitskritische Aspekte eingehalten werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugmodul und eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, mit welchen die Integration von Hochvoltkomponenten in einen Rohbau eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs sicherer und effizienter durchgeführt werden kann. Insbesondere soll eine schnellere und sicherere Montage der Hochvoltkomponenten ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugmodul und eine Befestigungsvorrichtung nach den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeugmodul zum Verbinden von vorgegebenen Leitungen von Hochvoltkomponenten eines Hochvoltbereichs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit vorgegebenen Leitungen von Fahrzeugkomponenten, welche außerhalb des Hochvoltbereichs angeordnet sind. Das Fahrzeugmodul weist ein Gehäuse auf. Des Weiteren weist das Fahrzeugmodul erste Verbindungselemente einer ersten Anschlussseite des Gehäuses auf, welche zum Anschließen der vorgegebenen Leitungen der Fahrzeugkomponenten an das Fahrzeugmodul ausgebildet sind. Des Weiteren weist das Fahrzeugmodul zweite Verbindungselemente einer zweiten Anschlussseite des Gehäuses auf, welche zum Anschließen der vorgegebenen Leitungen der Hochvoltkomponenten an das Fahrzeugmodul ausgebildet sind. Des Weiteren weist das Fahrzeugmodul eine Schnittstelleneinrichtung des Gehäuses auf, mit welcher die ersten Verbindungselemente mit den zweiten Verbindungselementen verbunden sind.
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Durch das vorgeschlagene Fahrzeugmodul kann eine Kontaktierung der Hochvoltkomponenten des Hochvoltbereichs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs sicherer mit den Fahrzeugkomponenten außerhalb des Hochvoltbereichs kontaktiert beziehungsweise verbunden werden. Insbesondere kann das Fahrzeugmodul schneller und sicherer bei der Montage des elektrisch betriebenen Fahrzeugs montiert werden. Insbesondere kann das Fahrzeugmodul bei der Montage des Rohbaus des elektrisch betriebenen Fahrzeugs effizienter montiert werden. Da die vorgegebenen Leitungen über das Fahrzeugmodul in den Hochvoltbereich geführt werden, kann eine sichere Platzierung von Leitungssteckern erreicht werden, so dass es beispielsweise zu keinen Blockbildungen kommen kann. Durch Abschluss des Hochvoltbereichs und des Bereichs außerhalb des Hochvoltbereichs durch das vorgeschlagene Fahrzeugmodul können insbesondere die spannungskritischen Komponenten im Hochvoltbereich im Falle eines Fahrzeug-Crashs besser geschützt und abgeschirmt werden.
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Durch das vorgeschlagene Fahrzeugmodul wird insbesondere eine zeitreduzierte Montage und eine vereinfachte Abdichtstelle zu den Hochvoltkomponenten beziehungsweise Hochvoltkomponenten bereitgestellt. Durch Verwendung eines kompakten Fahrzeugmoduls als Schnittstelle zwischen dem Hochvoltbereich und den restlichen Fahrzeugbereichen kann eine vereinfachte Abdichtstelle bei der Montage beachtet werden. Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem Außenbereich und dem Hochvoltbereich durch das Fahrzeugmodul gebündelt an einer Stelle angeboten werden. Dadurch können die Montagearbeiten und weitere Nacharbeiten oder Reparaturen an der Stelle des Fahrzeugmoduls durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeugmodul um ein Schnittstellenmodul für elektrisch betriebene Fahrzeuge handeln. Bei dem elektrisch betriebenen Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Elektrofahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug oder um ein Plugin-Fahrzeug handeln. Insbesondere können mit den vorgegebenen Leitungen verschiedenste Medien oder ein elektrischer Strom übertragen werden. Insbesondere sind die vorgegebenen Leitungen so konzipiert, dass die vorgegebenen Leitungen an das Fahrzeugmodul und an die Fahrzeugkomponenten und Hochvoltkomponenten angeschlossen werden können.
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Beispielsweise kann es sich bei der Hochvoltkomponente um eine Hochvoltbatterie oder eine Traktionsbatterie oder um eine Fahrzeugbatterie handeln. Insbesondere ist der Hochvoltbereich der Bereich, in dem die Hochvoltbatterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs und die dazugehörigen Komponenten angeordnet sind.
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Beispielsweise kann es sich bei dem Gehäuse des Fahrzeugmoduls um eine vorgefertigte Platte oder um eine vorgefertigte Konsole handeln. Insbesondere werden mit der Schnittstelleneinrichtung die Verbindungselemente der ersten Anschlussseite und die Verbindungselemente der zweiten Anschlussseite intern im Fahrzeugmodul miteinander verschaltet beziehungsweise verbunden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung mit einem Fahrzeugmodul nach dem vorherigen Aspekt oder einer Weiterbildung davon. Insbesondere ist das Befestigungsmittel zum Befestigen des Fahrzeugmoduls an einem elektrisch betriebenen Fahrzeug ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugmoduls;
- 2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugmoduls aus 1 in einem eingebauten Zustand;
- 3 eine beispielhafte Kontaktierungsvariante des Fahrzeugmoduls aus 2; und
- 4 eine beispielhafte Schnittdarstellung des Fahrzeugmoduls aus 3.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt beispielsweise ein Fahrzeugmodul 1, mit welchem eine sichere Verbindung von Hochvoltkomponenten eines Hochvoltbereichs 2 sicher kontaktiert und versorgt werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeugmodul 1 um ein Schnittstellenmodul oder um eine Steckerkonsole handeln.
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Insbesondere kann mit dem Fahrzeugmodul 1 eine sichere Kontaktierung aller Medien für den Hochvoltbereich 2 durchgeführt werden. Beispielsweise kann mit Hilfe des Fahrzeugmoduls 1 Kühlmittel übertragen werden oder eine Energieübertragung durchgeführt werden oder ein Kommunikationssignal übertragen werden. Bei dem Hochvoltbereich 2 kann es sich beispielsweise um einen Hochvoltbauraum handeln, welcher beispielsweise Hochvoltelektronik oder einen Hochvoltspeicher aufweist.
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Insbesondere können mit dem Fahrzeugmodul 1 vorgegebene Leitungen von Hochvoltkomponenten des Hochvoltbereichs 2 eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 mit vorgegebenen Leitungen 18 (siehe 3) von Fahrzeugkomponenten, welche außerhalb des Hochvoltbereichs 2 angeordnet sind, verbunden werden.
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Das Fahrzeugmodul 1 weist beispielsweise ein Gehäuse 4 auf. Das Gehäuse 4 kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass es in einer entsprechenden Öffnung 5 befestigt werden kann.
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Beispielsweise kann das Fahrzeugmodul 1 oberhalb einer Stirnwand 6 einer Rohbaustruktur 7 angeordnet und insbesondere befestigt werden. Durch die Platzierung des Fahrzeugmoduls 1 an der Stirnwand 6 kann eine gerade Dichtebene auf der Unterseite erreicht werden, und insbesondere kann somit ein deutlich größerer freier Platz für einen möglichen vorderen Querträger geschaffen werden. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Anforderung bei einem möglichen Fahrzeug-Crash.
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Beispielsweise kann mit einer Befestigungsvorrichtung das Fahrzeugmodul 1 an dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 3 befestig werden. Insbesondere umfasst die Befestigungsvorrichtung das Fahrzeugmodul 1. Insbesondere kann das Fahrzeugmodul 1 in die Öffnung 5 eingeschoben werden und mittels der Befestigungsvorrichtung fixiert und befestigt werden. Insbesondere kann das Fahrzeugmodul 1 über Schraubelemente 8 an der Stirnwand 6 verschraubt und somit befestigt werden. Insbesondere erfolgt der Einschub des Fahrzeugmoduls 1 in eine Einschubrichtung 9 in die Öffnung 5 der Stirnwand 6. Beispielsweise erfolgt eine Verschraubung des Fahrzeugmoduls 1 an Festkörperdichtungen mit beispielsweise sechs bis acht Schrauben als Schraubelemente 8.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugmoduls 1 im eingebauten Zustand. Nachdem das Fahrzeugmodul 1 über die Schraubelemente 8 über den Außenbereich an die Stirnwand 6 befestigt wurde, erfolgt die Verschraubung beziehungsweise Befestigung von der Seite des Hochvoltbereichs 2 aus.
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Das Fahrzeugmodul 1 weist insbesondere eine erste Anschlussseite 10 und eine zweite Anschlussseite 11 auf. Mit der ersten Anschlussseite 10 können die vorgegebenen Leitungen der Fahrzeugkomponenten an das Fahrzeugmodul 1 angeschlossen werden. Dies erfolgt insbesondere über erste Verbindungselemente 12. Die ersten Verbindungselemente 12 sind insbesondere an der Oberseite der ersten Anschlussseite 10 angeordnet. Die zweite Anschlussseite 11 befindet sich insbesondere so ausgerichtet, dass sie in dem Hochvoltbereich 2 angeordnet ist. Die zweite Anschlussseite 11 weist ebenso zweite Verbindungselemente 13 auf. Mit den zweiten Verbindungselementen 13 der zweiten Anschlussseite 11 können die vorgegebenen Leitungen 18 der Hochvoltkomponenten des Hochvoltbereichs 2 an das Fahrzeugmodul 1 angeschlossen werden.
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Beispielsweise können die ersten Verbindungselemente 12 und die zweiten Verbindungselemente 13 jeweils zumindest ein Verbindungselement für eine elektrische Übertragungsleitung und jeweils zumindest ein Verbindungselement für ein flüssiges oder gasförmiges Medium aufweisen. Insbesondere können somit die Hochvoltkomponenten des Hochvoltbereichs 2 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenso können Kühleinheiten und Kühlvorrichtungen im Hochvoltbereich 2 mit entsprechenden Kühlmitteln beziehungsweise Kühlmedien versorgt werden. Ebenso ist es denkbar, dass mit den ersten Verbindungselementen 12 und den zweiten Verbindungselementen 13 Kommunikationssignale an Hochvoltkomponenten übersendet werden.
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Die 3 zeigt eine beispielhafte Darstellung des Fahrzeugmoduls 1 im eingebauten Zustand und mit angeschlossenen vorgegebenen Leitungen 18 an der zweiten Anschlussseite 11. Dabei sind in der 3 die unterschiedlichen Kontaktierungsmöglichkeiten und Kontaktierungsstellen der zweiten Verbindungselemente 13 der zweiten Anschlussseite 11 zu sehen. Beispielsweise können die zweiten Verbindungselemente 13 Stromschienen 14 zur Übertragung höherer Ströme aufweisen. Ebenfalls kann ein mögliches zweites Verbindungselement 13 eine elektrische Verschraubung 15 aufweisen. Beispielsweise kann die elektrische Verschraubung 15 mit einer Stromschiene 16 Hochvoltkomponenten mit Spannung versorgen. Beispielsweise kann anstelle der Stromschiene 16 auch ein Kabel handeln. Beispielsweise kann mit der Stromschiene 16 ein Niederspannungs-DC-Wandler verbunden werden. Dies kann beispielsweise mit zwei elektrischen Verschraubungen 15 oder mit bis zu vier elektrischen Verschraubungen 15 durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann ebenso mit den zweiten Verbindungselementen 13 eine Kühlmittelleitung 17 realisiert werden. Beispielsweise erfolgt in diesem Beispiel die Kühlmittelleitung 17 über eine Klippverbindung zum Verbinden der Kühlmittelleitung 17 an der zweiten Anschlussseite 11.
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Ebenso sind in 3 die vorgegebene Leitungen 18 zum Verbinden der Hochvoltkomponenten an das Fahrzeugmodul 1 zu sehen.
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Die 4 zeigt beispielsweise das Fahrzeugmodul 1 in einer schematischen Schnittdarstellung.
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Das Fahrzeugmodul 1 weist insbesondere eine Schnittstelleneinrichtung 19 auf. Mit der Schnittstelleneinrichtung 19 können insbesondere die ersten Verbindungselemente 12 mit den zweiten Verbindungselementen 13 miteinander verbunden werden. Somit kann eine sichere Übertragung von elektrischer Energie oder einem Medium von außerhalb des Hochvoltbereichs 2 in den Hochvoltbereich 2 erreicht und bereitgestellt werden.
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Beispielsweise können die ersten Verbindungselemente 12 und die zweiten Verbindungselemente 13 Ausgleichselemente für einen Toleranzausgleich beim Verbinden der Leitungen 18 aufweisen. Dadurch kann ein Toleranzausgleich bei der elektrischen Kontaktierung und bei der Kontaktierung der Kühlmittelleitungen 17 erreicht und durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann das Gehäuse 4 des Fahrzeugmoduls 1 mit einem Dichtungselement 20 zumindest bereichsweise umschlossen sein, so dass insbesondere der Hochvoltbereich 2 abgedichtet ist. Insbesondere kann das Dichtungselement 20 jeweils an der ersten Anschlussseite 10 und an der zweiten Anschlussseite 11 angebracht werden. Dadurch kann jeweils bei der Verschraubung der beiden Anschlussseiten 10, 11 eine sichere Abdichtung gewährleistet werden.
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Beispielsweise kann das Abdichtelement 20 zwei Variationen aufweisen.
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Bei der ersten Variante wird mit dem Dichtungselement 20 die erste Anschlussseite 10 so abgedichtet, dass diese wasserdicht ist. Die zweite Anschlussseite 11 wird dabei so abgedichtet, dass diese sowohl wasserdicht, gasdicht und EMV-dicht ist. Insbesondere werden die erste Variante und die zweite Variante bevorzugt bei Anordnung eines Antriebsstrangs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 3 an der Fahrzeugfrontseite verwendet.
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Bei der zweiten Variante erfolgt die Abdichtung an der ersten Anschlussseite 10 wasserdicht und EMV-dicht, und die zweite Anschlussseite 11 wird sowohl wasserdicht als auch gasdicht abgedichtet.
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Insbesondere kann es sich bei den Dichtungselementen 20 um Dichtebenen handeln.
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Beispielsweise kann es sich bei den ersten Verbindungselementen 12 und den zweiten Verbindungselementen 13 um Stiftwannen für eine elektrische Verbindung und Konnektoren für eine Fluidleitung handeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugmodul
- 2
- Hochvoltbereich
- 3
- elektrisch betriebenes Fahrzeug
- 4
- Gehäuse
- 5
- Öffnung
- 6
- Stirnwand
- 7
- Rohbaustruktur
- 8
- Schraubelemente
- 9
- Einschubrichtung
- 10
- erste Anschlussseite
- 11
- zweite Anschlussseite
- 12
- erste Verbindungselemente
- 13
- zweite Verbindungselemente
- 14
- Stromschienen
- 15
- elektrische Verschraubungen
- 16
- Stromschiene
- 17
- Kühlmittelleitungen
- 18
- vorgegebene Leitungen
- 19
- Schnittstelleneinrichtung
- 20
- Dichtungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2015015533 A1 [0002]
- DE 102016006619 A1 [0003]
