DE102020134688A1

DE102020134688A1 - Multifunktionsträger und hochvolt-schütz für ein batteriesystem eines elektrischen fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020134688A1
Application number: DE102020134688.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Römelsberger; Christian Schmidbauer; Thomas Hackel; Mike HOFFMANN
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-23
Also published as: US11784443B2; CN114665212B; US20220200214A1; CN114665212A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Multifunktionsträger (100, 200, 300) zur Aufnahme von Schaltungskomponenten (301, 400, 500) eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wobei der Multifunktionsträger folgendes umfasst: einen Stromschienenverbund (110) mit zumindest einer Ladeanschlussschiene (101) und einer Antriebsanschlussschiene (102); und ein isolierendes Gehäuse (120), in das der Stromschienenverbund (110) eingebettet ist, wobei das isolierende Gehäuse (120) Öffnungen (111) aufweist, welche Kontaktflächen (121) der Anschlussschienen (101, 102) freilegen, und wobei das isolierende Gehäuse (120) Steckverbinder (211) aufweist, die ausgebildet sind, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten (301, 400, 500) des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen (121) der Anschlussschienen (101, 102) herzustellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Multifunktionsträger zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug und ein Hochvolt-Schütz für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs, insbesondere ein Hochvolt-Schütz, das in den Multifunktionsträger vollautomatisch gesteckt werden kann.
Stand der Technik
Die Montage von Schaltungskomponenten des Batteriesystems eines elektrischen Fahrzeugs (elektrifiziert oder batterie-elektrisch) ist heute mit erheblichem Aufwand verbunden und nicht vollautomatisch machbar. So wird ein separater Komponententräger zur Aufnahme der elektrischen Komponenten und für die Aufnahme der isolierenden Teile benötigt. Dabei ist eine aufwendige Verlegung von Leitungssätzen erforderlich. Bei der Integration einer Kabelspinne ist ein zusätzliches Teil nötig. Nach der Montage muss eine manuelle Prüfung von Werkern bezüglich Gegenzugprüfung erfolgen. Damit verbunden ist ein aufwendiges Montagekonzept mit vielen Arbeitsschritten und Hilfsschablonen. Ferner ist eine separate thermische Anbindung mit GapPads oder Gapfillern inkl. Schutzfolien erforderlich.
Derzeit werden in Batteriesystemen für elektrifizierte oder batterie-elektrische Fahrzeuge Hochvolt-Schütze zum Zuschalten, Abschalten und Absichern der elektrischen Lasten verwendet. Damit die Steuerelektronik respektive die Battery Management Unit, d.h. Batteriesteuerungseinheit, die Spannung im Zwischenkreis messen bzw. dadurch den aktuellen Schaltzustand erkennen kann, werden zusätzlich zu den HV-Schützen Spannungsabgriffe verwendet. Diese sind als verschraubte Ringkabelschuhe oder Einlegeplättchen für Flachsteckverbindungen realisiert, was aufgrund von anfälligen Schraubprozessen oder auch zusätzlichem HV-Leitungssatz zu einem zusätzlichen Montageaufwand führt.
Die oben beschriebene Montage der Schaltungskomponenten ist mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Es kommt zu hohen Montagezeiten, wobei viele Arbeitsschritte benötigt werden, was mit dem Risiko eines Falschverbaus von Bauteilen, insbesondere bei HV-kritischen Bauteilen, einhergeht. Es kommt ferner zu unerwünschten Luft- und Kriechstrecken, die Wärmeanbindung ist nicht besonders gut. Außerdem ergeben sich große Montagetoleranzen in der Fertigung der Komponenten.
Beschreibung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Konzept für eine vollautomatisierte Fertigung der Schaltungskomponenten des Batteriesystems eines elektrischen Fahrzeugs zu schaffen, das die oben beschriebenen Nachteile überwindet.
Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Konzept für eine einfachere Bereitstellung der HV-Potentiale am HV-Schütz zu schaffen, so dass die Montage des HV-Schütz vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Erfindung basiert auf der Idee, einen Multifunktionsträger bzw. Assembly eines Multifunktionsträgers zu entwerfen, der HV-Stromschienen (Stromschienenverbund - auch Ansteuerung und HV-Abgriffe), Platinen-Stecker, Leitungssatz sowie Elektrokomponenten aufnehmen kann. Dieser kann vollautomatisch zugeführt werden, ist an HV-Schnittstellen schweißbar und lässt maschinelle Überprüfung von Sekundärverriegelungen zu. Ebenso können hierbei Luft- und Kriechstrecken aufgrund der Isolation mit geringeren Maßen betrachtet werden. Mit einem wärmeleitenden Kunststoff oder einem Einsatz von GapPads oder Gapfillern können ebenso noch HotSpots im System z.B. an eine Kühlung angebunden werden.
Mit dieser Lösung lassen sich alle Elektrikkomponenten in einem Bauteil integrieren. Eine Integration des Leitungssatzes in diesem Bauteil ist ohne zusätzlichen Träger möglich. Damit entfallen manuelle Montageschritte, was zu einem höheren Grad der Automatisierung führt, insbesondere ist eine Vollautomatisierung der Montagearbeitsschritte möglich. Ferner entfallen viele Normteile, wie z.B. Schrauben und Muttern, so dass eine Absicherung der Schraubabfälle ebenfalls entfällt.
Die Erfindung basiert ferner auf der Idee, ein HV-Schütz bereitzustellen, bei dem die HV Potentiale der beiden HV Terminals durch ein Stecksystem oder am Schütz integrierte Flachsteckzungen abgegriffen werden können. Damit entfallen zusätzlich befestigte Ringkabelschuhe oder Flachstecker.
Damit lassen sich HV-Schütze bzw. HV-Schaltboxen vollautomatisiert produzieren, was zu einer signifikanten Kostenersparnis bei der Herstellung der Boxen führt.
Ein solches HV-Schütz ist kostengünstiger in der Produktion, da aufwendige Schraubprozesse entfallen, und stattdessen lediglich ein Stecken erforderlich ist. Der Schaltzustand eines jeden Schützes, z.B. Hauptschütze, DC-Laden-Schütze, etc. kann immer sicher erfasst werden. Ferner kann die Spannungsfreiheit im System, wie auch bisher mit den Ringkabelschuhen im HV-Leitungssatz, effizient festgestellt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Multifunktionsträger zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wobei der Multifunktionsträger folgendes umfasst: einen Stromschienenverbund mit zumindest einer Ladeanschlussschiene und einer Antriebsanschlussschiene; und ein isolierendes Gehäuse, in das der Stromschienenverbund eingebettet ist, wobei das isolierende Gehäuse Öffnungen aufweist, welche Kontaktflächen der Anschlussschienen freilegen, und wobei das isolierende Gehäuse Steckverbinder aufweist, die ausgebildet sind, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen der Anschlussschienen herzustellen.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass ein solcher Multifunktionsträger eine Vielzahl von Komponenten, wie z.B. HV-Stromschienen eines Stromschienenverbunds, auch Ansteuerung und HV-Abgriffe, Platinen-Stecker, Leitungssatz sowie Elektrokomponenten aufnehmen kann. Mit einem solchen Multifunktionsträger lassen sich alle Elektrikkomponenten in einem Bauteil integrieren. Eine Integration des Leitungssatzes in diesem Bauteil ist ohne zusätzlichen Träger möglich. Damit entfallen manuelle Montageschritte, was zu einem höheren Grad der Automatisierung führt, insbesondere ist eine Vollautomatisierung der Montagearbeitsschritte möglich. Ferner entfallen viele Normteile, wie z.B. Schrauben und Muttern, so dass eine Absicherung der Schraubabfälle ebenfalls entfällt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers sind die Steckverbinder ausgebildet, beim Einstecken der Schaltungskomponenten des Batteriesystems in die Steckverbinder in entsprechende Rasterungen an den Schaltungskomponenten einzurasten.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass die Steckverbinder aufgrund des Einrastens in die entsprechenden Rasterungen der Schaltungskomponenten für eine sichere elektrische und mechanische Kontaktierung der Schaltungskomponenten mit dem Multifunktionsträger sorgen. Das Stecken kann in vollautomatisierter Weise erfolgen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers ist das isolierende Gehäuse mit den Steckverbindern als ein einstückiges Kunststoffteil ausgeformt, insbesondere als ein Spritzgussteil.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Multifunktionsträger einfach zu fertigen ist, z.B. mittels Spritzgussverfahren.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers sind die Steckverbinder auf einer Oberseite des Multifunktionsträgers ausgeformt.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass ein Werkzeug, z.B. ein Roboterarm, leicht auf die Steckverbinder zugreifen kann, um die Schaltungskomponenten daran zu befestigen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers ist eine Unterseite des Multifunktionsträgers zur Kühlung der Schaltungskomponenten vorgesehen.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass für eine effiziente Kühlung der Schaltungskomponenten gesorgt ist. Die Kühlung kann beispielsweise über eine Kühlflüssigkeit, welche an der Unterseite des Multifunktionsträgers entlanggeführt wird oder über einen wärmeleitenden Kunststoff, der ebenfalls an der Unterseite angebracht sein kann, erfolgen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers verlaufen die Anschlussschienen des Stromschienenverbunds in unterschiedlichen Ebenen und ein Übergang zwischen den Ebenen erfolgt durch Biegungen der Anschlussschienen.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass eine räumliche Anschlussmöglichkeit effizient möglich wird, nämlich durch ein einfaches Biegen der Anschlussschienen, um sie damit aus einer Ebene in den Raum zu führen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Multifunktionsträgers sind die geöffneten Kontaktflächen der Anschlussschienen in den unterschiedlichen Ebenen des Stromschienenverbunds ausgeformt.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass damit verschiedene Anschlussoptionen möglich sind. Die Anschlüsse des Multifunktionsträgers sind daher nicht auf einen 2-dimensionalen Träger in Form einer Platte begrenzt, sondern können 3-dimensional im Raum geführt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Hochvolt-Schütz für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs, wobei das Hochvolt-Schütz folgendes umfasst: ein erstes Hochvolt-Terminal; ein zweites Hochvolt-Terminal; ein elektrisches Schaltelement zum An- und Abschalten einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Hochvolt-Terminal und dem zweiten Hochvolt-Terminal; ein isolierendes Gehäuse, welches das elektrische Schaltelement umfasst und Öffnungen für die beiden Hochvoltterminals aufweist; und eine Schnittstelle mit einem ersten Pin zum Spannungsabgriff am ersten Hochvolt-Terminal, einem zweiten Pin zum Spannungsabgriff am zweiten Hochvolt-Terminal, einem dritten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements, und einem vierten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Herstellungsprozess des HV-Schütz vollautomatisiert erfolgen kann, was zu einer signifikanten Kostenersparnis bei der Herstellung führt. Das HV-Schütz ist kostengünstiger in der Produktion, da keine aufwendigen Schraubprozesse mehr notwendig sind, und lediglich ein Stecken erforderlich ist. Der Schaltzustand eines jeden Schützes, z.B. Hauptschütze, DC-Laden-Schütze, etc. kann aufgrund der Schnittstelle zum steckbaren Abgriff des elektrischen Signals immer sicher erfasst werden. Ferner kann die Spannungsfreiheit im System direkt an der Schnittstelle effizient erkannt werden.
Durch die Spannungsabgriffe am ersten Hochvolt-Terminal (HV+ Terminal) und am zweiten Hochvolt-Terminal (HV-Terminal) kann gemessen werden, ob z.B. eine Spannungsdifferenz vorliegt, d.h. kein Strom fließt, somit das Schütz geöffnet ist. Oder es kann auch gemessen werden, ob das System spannungsfrei ist. Über die dritten und vierten Pins kann die Schütz-Spule angesteuert werden.
D.h. mittels dieser Schnittstelle können sowohl die Spulenanschlüsse angesteuert werden, als auch die Messung der Spannungsdifferenz an den HV-Terminals bzw. die HV-Sense Kontaktierung durchgeführt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz ist das erste Hochvolt-Terminal an eine erste Anschlussschiene eines Multifunktionsträgers zur Aufnahme von Schaltungskomponenten des Batteriesystems des elektrischen Fahrzeugs ansteckbar, insbesondere eines Multifunktionsträgers gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der Erfindung; und das zweite Hochvolt-Terminal ist an eine zweite Anschlussschiene des Multifunktionsträgers ansteckbar.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass das HV-Schütz sich einfach und kostengünstig fertigen lässt, da es durch einen einfachen Steckvorgang mit den weiteren Komponenten des Systems verbunden werden kann. D.h. ein Roboter oder ein anderer automatisierter Prozess kann das HV-Schütz an die Anschlussschienen des Multifunktionsträgers in vollautomatisierter Weise stecken.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz weist das Hochvolt-Schütz zumindest zwei Rasterungen auf, welche ausgebildet sind, beim Einstecken des Hochvolt-Schütz in entsprechende Steckverbinder des Multifunktionsträgers einzurasten, um eine steckbare mechanische und elektrische Verbindung der beiden Hochvolt-Terminals mit entsprechenden Anschlussschienen des Multifunktionsträgers herzustellen.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass die beiden Rasterungen für eine sichere elektrische und mechanische Kontaktierung des HV-Schütz mit dem Multifunktionsträger sorgen. Das Stecken kann in vollautomatisierter Weise erfolgen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz weist die Schnittstelle zwei Steckzungen zum Spannungsabgriff an den beiden Hochvolt-Terminals und zwei weitere Steckzungen zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements auf.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass über die beiden Steckzungen das HV-Signal der beiden HV-Terminals leicht abgegriffen werden kann und über die beiden weiteren Steckzungen das Ansteuersignal für das HV-Schütz leicht angelegt werden kann. An die vier Steckzungen lassen sich auf einfache Art entsprechende Stecker anstecken.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz sind die Steckzungen auf einer dem Multifunktionsträger abgewandten Gehäuseseite des Hochvolt-Schütz ausgebildet.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass die Steckzungen einfach zugänglich sind. Ein Roboterarm kann z.B. von oben auf den Multifunktionsträger zugreifen, um die beiden Steckzungen zu kontaktieren. Alternativ zum Stecken/Kontaktieren der Flachsteckzungen für die Spannungsabgriffe können auch alternative Verbindungsmöglichkeiten verwendet werden, wie z.B. Wirebonding.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz sind die vier Pins der Schnittstelle in einem Stecker angeordnet.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass über den Stecker das HV-Signal leicht abgegriffen werden kann und die Ansteuersignale des HV-Schütz leicht angelegt werden können. Ferner erlaubt es der Stecker aufgrund seiner Vielzahl an Pins, nicht nur ein einziges elektrisches Signal, sondern mehrere solcher Signale abzugreifen oder anzulegen, welche verschiedene Zustände des HV-Schütz anzeigen oder ansteuern. Der Stecker kann zur Potentialtrennung ertüchtigt sein, so dass Luft- und Kriechstrecken respektive Isolation entsprechend der Spezifikation eingehalten werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz ist der Stecker an einer seitlichen Gehäusefläche des Hochvolt-Schütz ausgebildet, welche sich in vertikaler Richtung zu dem Multifunktionsträger erstreckt.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Stecker leicht abgreifbar ist, z.B. von einem Roboterarm, der von oben auf den Multifunktionsträger zugreift.
Die Abgangsrichtung des Steckers kann dabei nach oben herausgeführt sein, d.h. in Richtung der Oberseite des Multifunktionsträgers.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Hochvolt-Schütz stellen der dritte Pin und der vierte Pin einen Spulenanschluss des elektrischen Schaltelements zur HV-Schütz Ansteuerung bereit.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass über diese beiden weiteren Pins das HV-Schütz leicht angesteuert werden kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines Multifunktionsträgers zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Stromschienenverbunds mit zumindest einer Ladeanschlussschiene und einer Antriebsanschlussschiene; Einbetten des Stromschienenverbunds in ein isolierendes Gehäuse, wobei das isolierende Gehäuse Öffnungen aufweist, welche Kontaktflächen der Anschlussschienen freilegen, und wobei das isolierende Gehäuse Steckverbinder aufweist, die ausgebildet sind, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen der Anschlussschienen herzustellen.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Herstellungsprozess des Multifunktionsträgers vollautomatisiert erfolgen kann, was zu einer signifikanten Kostenersparnis bei der Herstellung führt.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Hochvolt-Schütz für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Hochvolt-Terminals und eines zweiten Hochvolt-Terminal für das Hochvolt-Schütz; Bereitstellen eines elektrischen Schaltelements zum An- und Abschalten einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Hochvolt-Terminal und dem zweiten Hochvolt-Terminal; Einbetten des elektrischen Schaltelements in ein isolierendes Gehäuse, welches Öffnungen für die beiden Hochvoltterminals aufweist; und Bereitstellen einer Schnittstelle mit einem ersten Pin zum Spannungsabgriff am ersten Hochvolt-Terminal, einem zweiten Pin zum Spannungsabgriff am zweiten Hochvolt-Terminal, einem dritten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements, und einem vierten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Herstellungsprozess des HV-Schütz vollautomatisiert erfolgen kann, was zu einer signifikanten Kostenersparnis bei der Herstellung führt.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:

1 eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 100 in einer Darstellung ohne Steckverbinder zur Schütz-Aufnahme gemäß der Offenbarung;
2 eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 200 in einer Darstellung mit Steckverbinder zur Schütz-Aufnahme gemäß der Offenbarung;
3 eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 300 in einer Darstellung mit integriertem Schütz gemäß der Offenbarung;
4 eine 3D-Ansicht eines Hochvolt-Schütz 400 gemäß einer ersten Ausführungsform; und
5 eine 3D-Ansicht eines Hochvolt-Schütz 500 gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In der folgenden Beschreibung wird auf Hochvolt-Schütze, insbesondere HV-Schütze für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs, Bezug genommen.
Das Hochvolt-Bordnetz in elektrisch betriebenen Fahrzeugen arbeitet mit Gleichspannungen zwischen 400 V und 800 V, die für Menschen lebensgefährlich sind. Zur Gewährleistung der nötigen Sicherheit sind der Hochvoltteil (HV) und das 12-V-Bordnetz (LV) vollständig voneinander isoliert. Eine wesentliche Herausforderung für die Sicherheit von elektrischen Fahrzeugen ist das rechtzeitige Erkennen von Isolationsfehlern zwischen den unterschiedlichen Potenzialen und, falls erforderlich, die Abschaltung der betroffenen Stromkreise. Der Mindestisolationswiderstand des Bordnetzes muss über die gesamte Lebensdauer und unter allen Betriebszuständen gewährleisten sein. Spezielle Hochvolt (HV)-Schütze übernehmen die sichere Trennung und bilden im Zusammenspiel mit einer Sicherung den nötigen Schutz vor einem elektrischen Stromschlag.
Das Schütz ist ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigter Schalter für große elektrische Leistungen (im Hochvolt-Bereich) und ähnelt einem Relais. Das Schütz kennt zwei Schaltstellungen und schaltet ohne besondere Vorkehrungen im Normalfall monostabil. Fließt ein Steuerstrom durch die Magnetspule eines elektromechanischen Schützes, zieht das Magnetfeld die mechanischen Kontakte in den aktiven Zustand. Ohne Strom stellt eine Feder den Ruhezustand wieder her, alle Kontakte kehren in ihre Ausgangslage zurück. Die Anschlüsse für Steuerstrom für die Magnetspule sowie die Kontakte für Hilfskreise (falls vorhanden) und zu schaltende Ströme sind im Schütz gegeneinander isoliert ausgeführt: Es gibt keine leitende Verbindung zwischen Steuer- und Schaltkontakten. Damit stellt das Schütz ein Relais mit wesentlich höherer Schaltleistung dar, das sich für den Hochvoltbereich eignet. Typische Lasten beginnen bei etwa 500 Watt bis hin zu mehreren hundert Kilowatt.
1 zeigt eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 100 in einer Darstellung ohne Steckverbinder zur Schütz-Aufnahme gemäß der Offenbarung.
Der Multifunktionsträger 100 dient zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, z.B. einem Hochvolt-Schütz 301, 400, 500 wie in den 3, 4 und 5 dargestellt. Ferner lassen sich damit andere Schaltungskomponenten aufnehmen, beispielsweise Leitungssatz, Platinen-Stecker sowie weitere Elektrokomponenten. Der Multifunktionsträger 100 umfasst einen Stromschienenverbund 110 mit zumindest einer Ladeanschlussschiene 101 und einer Antriebsanschlussschiene 102; und ein isolierendes Gehäuse 120, in das der Stromschienenverbund 110 eingebettet ist.
Das isolierende Gehäuse 120 weist Öffnungen 111 auf, welche Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 freilegen. Ferner weist das isolierende Gehäuse 120 Steckverbinder auf, z.B. Steckverbinder 211, wie näher in 2 dargestellt, die ausgebildet sind, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten 301, 400, 500 des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 herzustellen.
Der Multifunktionsträger 100 sorgt für eine entsprechende elektrische Verbindung der Ladeanschlussschienen 101 mit den Antriebsanschlussschienen 102 über die Schaltungskomponenten. So kann beispielsweise ein HV-Schütz oder mehrere solcher HV-Schütze eine elektrische Verbindung zwischen einer Ladeanschlussschiene 101 und einer Antriebsanschlussschiene 102 ein- und ausschalten und damit für ein Einschalten des Antriebs durch Anschalten an die Batterie oder für ein Abschalten des Antriebs durch Abkoppeln von der Batterie sorgen.
Die Anschlussschienen 101, 102 können jeweils einen positiven Pfad und einen negativen Pfad umfassen. Der positive Pfad kann auf HV-Potential liegen, beispielsweise 400 bis 800 V, während der negative Pfad auf Masse liegen kann.
Eine Unterseite des Multifunktionsträgers 100 (in die Zeichenebene hineinragend) kann zur Kühlung der Schaltungskomponenten vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein wärmeleitender Kunststoff an der Unterseite angebracht werden, um die Wärme der Schaltungskomponenten abzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kühlsystem mit Kühlflüssigkeit über die Unterseite geführt werden, um ebenfalls die Wärme der Schaltungskomponenten abzuführen.
Die Anschlussschienen 101, 102 des Stromschienenverbunds 110 können in unterschiedlichen Ebenen verlaufen, wie in der 3D-Darstellung der 1 ersichtlich. Dabei kann ein Übergang zwischen den Ebenen durch Biegungen der Anschlussschienen 101, 102 erfolgen. Ein solches Biegen lässt sich leicht durch Biegewerkzeuge realisieren.
Die geöffneten Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 können jeweils in den unterschiedlichen Ebenen des Stromschienenverbunds 110 ausgeformt sein, um eine Vielzahl an Anschlussmöglichkeiten zu bieten.
In der Darstellung der 1 sind vier Ladeanschlussschienen 101 und vier Antriebsanschlussschienen 102 dargestellt. Es können aber auch andere Kombinationen von Anschlussschienen implementiert werden, z.B. zwei Ladeanschlussschienen 101 und zwei Antriebsanschlussschienen 102 oder zwei Ladeanschlussschienen 101 und vier Antriebsanschlussschienen 102 oder vier Ladeanschlussschienen 101 und zwei Antriebsanschlussschienen 102 oder jede beliebige andere Kombination. Die Anschlussschienen können in ihrem Verlauf von links der Zeichnung nach rechts der Zeichnung unterteilt sein und Teilanschlussschienen bilden, welche durch entsprechende Schaltungskomponenten zusammengeschaltet werden können. Es kann eine beliebige Anzahl von Kontaktöffnungen in den Anschlussschienen ausgeformt werden, um entsprechende elektrische Anschlüsse bereitzustellen.
2 zeigt eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 200 in einer Darstellung mit Steckverbinder zur Schütz-Aufnahme gemäß der Offenbarung.
Der Multifunktionsträger 200 entspricht dem zu 1 beschriebenen Multifunktionsträger 100, ist jedoch hier in 2 zusammen mit den Steckverbindern zur Schütz-Aufnahme dargestellt.
Der Multifunktionsträger 200 dient zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wie oben zu 1 beschrieben. Der Multifunktionsträger 200 umfasst einen Stromschienenverbund 110 mit zumindest einer Ladeanschlussschiene 101 und einer Antriebsanschlussschiene 102; und ein isolierendes Gehäuse 120, in das der Stromschienenverbund 110 eingebettet ist.
Das isolierende Gehäuse 120 weist Öffnungen 111 auf, welche Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 freilegen. Ferner weist das isolierende Gehäuse 120 Steckverbinder 211 auf. Die Steckverbinder 211 sind ausgebildet, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten 301, 400, 500 des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 herzustellen.
Die Steckverbinder 211 sind ausgebildet, beim Einstecken der Schaltungskomponenten 301, 400, 500 des Batteriesystems in die Steckverbinder 211 in entsprechende Rasterungen 311 an den Schaltungskomponenten 301, 400, 500, wie in den 3, 4 und 5 dargestellt, einzurasten.
Die Steckverbinder 211 können länglich ausgeformt sein und sich trapezförmig von der Grundseite des Multifunktionsträgers in vertikaler Richtung von der Grundseite hinweg erstrecken, wobei an der Grundseite die längere Seite des Trapezes ausgebildet ist. Die Steckverbinder 211 können in der Mitte einen Schlitz aufweisen, in den die entsprechenden Rasterungen 311 der Schaltungskomponenten 301, 400, 500 sich einfügen bzw. einrasten lassen.
Das isolierende Gehäuse 120 kann zusammen mit den Steckverbindern 211 als ein einstückiges Kunststoffteil ausgeformt sein, beispielsweise als ein Spritzgussteil.
Die Steckverbinder 211 können, wie in 2 dargestellt, auf einer Oberseite des Multifunktionsträgers 200 ausgeformt sein. Die Steckverbinder 211 können dabei in verschiedenen Ebenen des Multifunktionsträgers 200 ausgeformt sein, z.B. entsprechend dem Biegungsverlauf der Anschlussschienen 101, 102.
3 zeigt eine 3D-Ansicht eines Multifunktionsträgers 300 in einer Darstellung mit integriertem Schütz gemäß der Offenbarung.
Der Multifunktionsträger 300 entspricht den zu den 1 und 2 beschriebenen Multifunktionsträgern 100, 200, ist jedoch hier in 3 mit integrierten Schütz-Komponenten 301 dargestellt, d.h. mit in die Steckverbinder 211 eingesteckten Schütz-Komponenten 301.
Der Multifunktionsträger 300 dient zur Aufnahme von Schaltungskomponenten eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wie oben zu 1 und 2 beschrieben. Der Multifunktionsträger 300 umfasst einen Stromschienenverbund 110 mit zumindest einer Ladeanschlussschiene 101 und einer Antriebsanschlussschiene 102; und ein isolierendes Gehäuse 120, in das der Stromschienenverbund 110 eingebettet ist.
Das isolierende Gehäuse 120 weist Öffnungen 111 auf, welche Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 freilegen. Ferner weist das isolierende Gehäuse 120 Steckverbinder 211 auf. Die Steckverbinder 211 sind ausgebildet, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten 301, 400, 500 des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 herzustellen.
Die Steckverbinder 211 sind ausgebildet, beim Einstecken der Schaltungskomponenten 301 in die Steckverbinder 211 in entsprechende Rasterungen 311 an den Schaltungskomponenten 301 einzurasten.
Das isolierende Gehäuse 120 kann zusammen mit den Steckverbindern 211 als ein einstückiges Kunststoffteil ausgeformt sein, beispielsweise als ein Spritzgussteil.
Die Steckverbinder 211 können auf einer Oberseite des Multifunktionsträgers 300 ausgeformt sein. Die Steckverbinder 211 können dabei in verschiedenen Ebenen des Multifunktionsträgers 300 ausgeformt sein, z.B. entsprechend dem Biegungsverlauf der Anschlussschienen 101, 102.
Eine Unterseite des Multifunktionsträgers 300 (in die Zeichenebene hineinragend) kann zur Kühlung der Schaltungskomponenten vorgesehen sein, wie oben beschrieben.
Die Anschlussschienen 101, 102 des Stromschienenverbunds 110 können in unterschiedlichen Ebenen verlaufen, wie in der 3D-Darstellung der 3 ersichtlich. Dabei kann ein Übergang zwischen den Ebenen durch Biegungen der Anschlussschienen 101, 102 erfolgen. Ein solches Biegen lässt sich leicht durch Biegewerkzeuge realisieren.
Die geöffneten Kontaktflächen 121 der Anschlussschienen 101, 102 können jeweils in den unterschiedlichen Ebenen des Stromschienenverbunds 110 ausgeformt sein, um eine Vielzahl an Anschlussmöglichkeiten zu bieten.
3 stellt somit eine mögliche Anordnung eines Multifunktionsträgers 300 dar, der HV-Stromschienen 101, 102 (Stromschienenverbund 110 - auch Ansteuerung und HV-Abgriffe), Platinen-Stecker, Leitungssatz sowie Elektrokomponenten aufnehmen kann. Dieser kann vollautomatisch zugeführt werden, ist an HV-Schnittstellen schweißbar und lässt maschinelle Überprüfung von Sekundärverriegelungen zu. Ebenso können hierbei Luft- und Kriechstrecken aufgrund der Isolation mit geringeren Maßen betrachtet werden. Mit einem wärmeleitenden Kunststoff, können ebenso noch HotSpots im System z.B. an eine Kühlung angebunden werden.
Die Fertigung des Multifunktionsträgers 300 kann folgende Fertigungsschritte umfassen: Einspritzen Stromschienen 101, 102, Einclipsen von HV-E-Komponenten 301, Leitungsverlegung oder Umspritzen eines Stromschienenverbundes 110, Umspritzen von HV/LV-Leitungssatz zum direkten Stecken von LTGS (Leitungssatz), Einspritzen von Steckern, um Elektronik direkt zu kontaktieren. Alle HV-STS (Hochvolt-Stromschienen) Verbunde 110 können geschweißt werden.
Damit können die folgenden Vorteile erzielt werden: Integration aller Elektrikkomponenten in einem Bauteil; Integration Leitungssatz in diesem Bauteil ohne zusätzlichen Träger; Manuelle Montageschritte entfallen, eine vollautomatisierte Fertigung ist möglich; Entfall vieler Normteile (z.B. Schrauben/Muttern), so dass eine Absicherung der Schraubabfälle entfällt
4 zeigt eine 3D-Ansicht eines Hochvolt-Schütz 400 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Das Hochvolt-Schütz 400 ist für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs. Das Hochvolt-Schütz 400 umfasst ein erstes Hochvolt-Terminal 601; ein zweites Hochvolt-Terminal 602; ein elektrisches Schaltelement zum An- und Abschalten einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Hochvolt-Terminal 601 und dem zweiten Hochvolt-Terminal 602; ein isolierendes Gehäuse 407, welches das elektrische Schaltelement umfasst und Öffnungen für die beiden Hochvoltterminals 601, 602 aufweist; und eine Schnittstelle 401 mit einem ersten Pin zum Spannungsabgriff am ersten Hochvolt-Terminal 601, einem zweiten Pin zum Spannungsabgriff am zweiten Hochvolt-Terminal 602, einem dritten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements, und einem vierten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements.
Das erste Hochvolt-Terminal 601 ist an eine erste Anschlussschiene 603 eines Multifunktionsträgers 600 zur Aufnahme von Schaltungskomponenten des Batteriesystems des elektrischen Fahrzeugs ansteckbar. Der Multifunktionsträger 600 kann ein Multifunktionsträger 100, 200, 300 sein, wie oben zu den 1 bis 3 beschrieben. Das zweite Hochvolt-Terminal 602 ist an eine zweite Anschlussschiene 604 des Multifunktionsträgers 600 ansteckbar. Die Anschlussschienen 603, 604 können beispielsweise eine Ladeanschlussschiene 101 und eine Antriebsanschlussschiene 102 sein, wie oben zu den 1 und 2 beschrieben.
Das Hochvolt-Schütz 400 weist zumindest zwei Rasterungen 405, 406 auf, welche ausgebildet sind, beim Einstecken des Hochvolt-Schütz 400 in entsprechende Steckverbinder 211 des Multifunktionsträgers 100, 200, 300, 600, wie. z.B. zu den 2 und 3 dargestellt, einzurasten, um eine steckbare mechanische und elektrische Verbindung der beiden Hochvolt-Terminals 601, 602 mit entsprechenden Anschlussschienen 603, 604, 101, 102 des Multifunktionsträgers 600 herzustellen.
Die Schnittstelle 401 kann zwei Steckzungen 402 zum steckbaren Spannungsabgriff an den beiden Hochvolt-Terminals 601, 602 und zwei weitere Steckzungen 403 zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements aufweisen. Statt den beiden Paaren vonSteckzungen 402, 403 können auch mehrere Paare von Steckzungen 402, 403 realisiert sein, z.B. um weitere Spannungen abzugreifen oder Signale anzusteuern.
Die zwei Paare von Steckzungen 402, 403 können auf einer dem Multifunktionsträger 600 abgewandten Gehäuseseite 410 des Hochvolt-Schütz 400 ausgebildet sein.
Das Hochvolt-Schütz kann zylinderförmig oder kegelförmig oder quaderförmig ausgebildet sein, jeweils mit entsprechenden Abstufungen. Eine abgestufte Kegelform ist in 4 gezeigt, eine Quaderform ist bei dem HV-Schütz 301 in 3 dargestellt.
In der Darstellung der 4 können die zwei Steckzungen 403 für den Spulenanschluss und die zwei Steckzungen 402 für den Abgriff des HV-Signals bzw. HV-Sense sorgen.
5 zeigt eine 3D-Ansicht eines Hochvolt-Schütz 500 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Das Hochvolt-Schütz 500 kann ähnlich zu dem Hochvolt-Schütz 400, wie oben zu 4 beschrieben aufgebaut sein.
Das Hochvolt-Schütz 500 umfasst ein erstes Hochvolt-Terminal 601; ein zweites Hochvolt-Terminal 602; ein elektrisches Schaltelement zum An- und Abschalten einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Hochvolt-Terminal 601 und dem zweiten Hochvolt-Terminal 602; ein isolierendes Gehäuse 407, welches das elektrische Schaltelement umfasst und Öffnungen für die beiden Hochvoltterminals 601, 602 aufweist; und eine Schnittstelle 501 mit einem ersten Pin zum Spannungsabgriff am ersten Hochvolt-Terminal 601, einem zweiten Pin zum Spannungsabgriff am zweiten Hochvolt-Terminal 602, einem dritten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements, und einem vierten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements.
Das erste Hochvolt-Terminal 601 ist an eine erste Anschlussschiene 603 eines Multifunktionsträgers 600 zur Aufnahme von Schaltungskomponenten des Batteriesystems des elektrischen Fahrzeugs ansteckbar. Der Multifunktionsträger 600 kann ein Multifunktionsträger 100, 200, 300 sein, wie oben zu den 1 bis 3 beschrieben. Das zweite Hochvolt-Terminal 602 ist an eine zweite Anschlussschiene 604 des Multifunktionsträgers 600 ansteckbar. Die Anschlussschienen 603, 604 können beispielsweise eine Ladeanschlussschiene 101 und eine Antriebsanschlussschiene 102 sein, wie oben zu den 1 und 2 beschrieben.
Das Hochvolt-Schütz 500 weist zumindest zwei Rasterungen 405, 406 auf, welche ausgebildet sind, beim Einstecken des Hochvolt-Schütz 500 in entsprechende Steckverbinder 211 des Multifunktionsträgers 100, 200, 300, 600, wie. z.B. zu den 2 und 3 dargestellt, einzurasten, um eine steckbare mechanische und elektrische Verbindung der beiden Hochvolt-Terminals 601, 602 mit entsprechenden Anschlussschienen 603, 604, 101, 102 des Multifunktionsträgers 600 herzustellen.
Die Schnittstelle 501 weist einen Stecker auf, in dem die vier Pins 502 der Schnittstelle 501 angeordnet sind. Es kann sich um ein männliches oder weibliches Steckerteil handeln. Der Stecker kann zur Potentialtrennung ertüchtigt sein, so dass Luft- und Kriechstrecke respektive Isolation gemäß den Anforderungen eingehalten werden.
Der Stecker kann an einer seitlichen Gehäusefläche 510 des Hochvolt-Schütz 500 ausgebildet sein, welche sich in vertikaler Richtung zu dem Multifunktionsträger 600 erstreckt, d.h. aus der Zeichenebene der 5 heraus.
Die Schnittstelle 501 kann alternativ auch auf die Seite des Schützes ausgerichtet sein, an welcher die HV-Terminals 601, 602 sind.
Die HV-Schütze, wie in den 3 bis 5 beschrieben bieten die Möglichkeit, die HV Potentiale der beiden HV Terminals 601, 602 durch ein Stecksystem 501, 502 oder am Schütz 400, 500 integrierte Flachsteckzungen 402 abzugreifen. Damit können zusätzlich befestigte Ringkabelschuhe oder Flachstecker entfallen.
Ein solches HV-Schütz 301, 400, 500 ist kostengünstiger in der Produktion, z.B. durch Wegfall des Schraubprozesses, wobei stattdessen lediglich ein Stecken erforderlich ist. Der Schaltzustand eines jeden Schützes (z.B. Hauptschütze, DC-Laden-Schütze) kann immer sicher erfasst werden. Ferner kann die Spannungsfreiheit im System (wie auch bisher mit den Ringkabelschuhen im HV-Leitungssatz) auf einfache Art festgestellt werden.
Bezugszeichenliste

100: Multifunktionsträger
101: Ladeanschlussschiene
102: Antriebsanschlussschiene
110: Stromschienenverbund
120: isolierendes Gehäuse
111: Öffnungen des Gehäuses
121: freigelegte Kontaktflächen der Anschlussschienen
200: Multifunktionsträger
211: Steckverbinder
300: Multifunktionsträger
301: Schaltungskomponenten, HV-Schütze
310: Steckzungen
311: Rasterungen der Schaltungskomponenten
400: Hochvolt-Schütz
401: Schnittstelle mit vier Pins für HV-Sense und Ansteuerung HV-Schütz
410: Oberseite, vom Multifunktionsträger abgewandte Gehäuseseite des HV-Schütz
402: Steckzungen für HV-Sense Anschlüsse
403: weitere Steckzungen für Spulenanschluss
407: isolierendes Gehäuse des HV-Schütz
405, 406: Rasterungen am HV-Schütz
500: Hochvolt-Schütz
501: Schnittstelle mit vier Pins für HV-Sense und Ansteuerung HV-Schütz
502: Anschluss-Pins des Steckers
510: seitliche Gehäusefläche des HV-Schütz
600: Multifunktionsträger
601: erstes HV-Terminal
602: zweites HV-Terminal
603: erste Anschlussschiene des Multifunktionsträgers
604: zweite Anschlussschiene des Multifunktionsträgers

Claims

Multifunktionsträger (100, 200, 300) zur Aufnahme von Schaltungskomponenten (301, 400, 500) eines Batteriesystems für ein elektrisches Fahrzeug, wobei der Multifunktionsträger folgendes umfasst: einen Stromschienenverbund (110) mit zumindest einer Ladeanschlussschiene (101) und einer Antriebsanschlussschiene (102); und ein isolierendes Gehäuse (120), in das der Stromschienenverbund (110) eingebettet ist, wobei das isolierende Gehäuse (120) Öffnungen (111) aufweist, welche Kontaktflächen (121) der Anschlussschienen (101, 102) freilegen, und wobei das isolierende Gehäuse (120) Steckverbinder (211) aufweist, die ausgebildet sind, eine steckbare mechanische und elektrische Kontaktierung der Schaltungskomponenten (301, 400, 500) des Batteriesystems mit den geöffneten Kontaktflächen (121) der Anschlussschienen (101, 102) herzustellen.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach Anspruch 1, wobei die Steckverbinder (211) ausgebildet sind, beim Einstecken der Schaltungskomponenten (301, 400, 500) des Batteriesystems in die Steckverbinder (211) in entsprechende Rasterungen (311) an den Schaltungskomponenten (301, 400, 500) einzurasten.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das isolierende Gehäuse (120) mit den Steckverbindern (211) als ein einstückiges Kunststoffteil ausgeformt ist, insbesondere als ein Spritzgussteil.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steckverbinder (211) auf einer Oberseite des Multifunktionsträgers (100, 200, 300) ausgeformt sind.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Unterseite des Multifunktionsträgers (100, 200, 300) zur Kühlung der Schaltungskomponenten (301, 400, 500) vorgesehen ist.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlussschienen (101, 102) des Stromschienenverbunds (110) in unterschiedlichen Ebenen verlaufen und ein Übergang zwischen den Ebenen durch Biegungen der Anschlussschienen (101, 102) erfolgt.
Multifunktionsträger (100, 200, 300) nach Anspruch 6, wobei die geöffneten Kontaktflächen (121) der Anschlussschienen (101, 102) in den unterschiedlichen Ebenen des Stromschienenverbunds (110) ausgeformt sind.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) für ein Batteriesystem eines elektrischen Fahrzeugs, wobei das Hochvolt-Schütz folgendes umfasst: ein erstes Hochvolt-Terminal (601); ein zweites Hochvolt-Terminal (602); ein elektrisches Schaltelement zum An- und Abschalten einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Hochvolt-Terminal (601) und dem zweiten Hochvolt-Terminal (602); ein isolierendes Gehäuse (407), welches das elektrische Schaltelement umfasst und Öffnungen für die beiden Hochvoltterminals (601, 602) aufweist; und eine Schnittstelle (401, 501) mit: einem ersten Pin zum Spannungsabgriff am ersten Hochvolt-Terminal (601), einem zweiten Pin zum Spannungsabgriff am zweiten Hochvolt-Terminal (602), einem dritten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements, und einem vierten Pin zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach Anspruch 8, wobei das erste Hochvolt-Terminal (601) an eine erste Anschlussschiene (603) eines Multifunktionsträgers (600) zur Aufnahme von Schaltungskomponenten des Batteriesystems des elektrischen Fahrzeugs, insbesondere eines Multifunktionsträgers (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ansteckbar ist; und wobei das zweite Hochvolt-Terminal (602) an eine zweite Anschlussschiene (604) des Multifunktionsträgers (600, 100, 200, 300) ansteckbar ist.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach Anspruch 9, mit: zumindest zwei Rasterungen (405, 406), welche ausgebildet sind, beim Einstecken des Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) in entsprechende Steckverbinder (211) des Multifunktionsträgers (100, 200, 300, 600) einzurasten, um eine steckbare mechanische und elektrische Verbindung der beiden Hochvolt-Terminals (601, 602) mit entsprechenden Anschlussschienen (603, 604, 101, 102) des Multifunktionsträgers (600) herzustellen.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Schnittstelle (401) zwei Steckzungen (402) zum steckbaren Spannungsabgriff an den beiden Hochvolt-Terminals (601, 602) und zwei weitere Steckzungen (403) zum Ansteuern des elektrischen Schaltelements aufweist.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach Anspruch 11, wobei die Steckzungen (402, 403) auf einer dem Multifunktionsträger (600) abgewandten Gehäuseseite (410) des Hochvolt-Schütz (400) ausgebildet sind.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die vier Pins der Schnittstelle (501) in einem Stecker angeordnet sind.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach Anspruch 13, wobei der Stecker an einer seitlichen Gehäusefläche (510) des Hochvolt-Schütz (500) ausgebildet ist, welche sich in vertikaler Richtung zu dem Multifunktionsträger (600) erstreckt.
Hochvolt-Schütz (301, 400, 500) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei der dritte Pin und der vierte Pin einen Spulenanschluss des elektrischen Schaltelements zur HV-Schütz Ansteuerung bereitstellt.