-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, die mittels eines Kabelsatzes miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kabelsatz für eine solche Vorrichtung.
-
Für die Übertragung von Daten und Signalen zwischen zwei Bauteilen, beispielsweise zwischen einem Sender und einem Empfänger sind - je nach Anforderung - spezialisierte Signalleitungen bekannt. Hierbei handelt es sich um geschirmte oder ungeschirmte Signalleitungen, die beispielsweise als verdrillte Leitungen, insbesondere paarweise verdrillte Leitungen ausgebildet sind. Bei den einzelnen Adern beispielsweise eines verdrillten Leitungspaares handelt es sich typischerweise um isolierte Litzendrähte. Dabei werden häufig Litzendrähte mit Querschnitten von beispielsweise lediglich 0,14 mm2 eingesetzt, um Materialkosten sowie Gewicht und Bauraum zu sparen. Dies ist speziell im Automobilsektor von besonderem Interesse. Diese Anforderungen gelten insbesondere für vorgefertigte modulare Bauteile innerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Armaturenmodul, ein Klimaanlagen-Modul, oder auch ein Batterie-System.
-
Bei Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien, die im Kraftfahrzeugbereich für die E-Mobilität insbesondere als Energiequelle für einen elektrischen Fahrmotor eingesetzt werden, ist es erforderlich, dass diese Batterien überwacht werden. Hierzu ist häufig ein sogenanntes Batteriemanagementsystem vorgesehen, welches typischerweise Teil einer jeweiligen Batterie ist. Eine derartige Batterie besteht typischerweise aus mehreren miteinander verschalteten Batteriemodulen, die jeweils wiederum mehrere miteinander verschaltete Batteriezellen aufweisen. Ergänzend weist die Batterie insbesondere die zugehörigen Elektronik für das Batteriemanagementsystem auf. Bei diesem werden Zustandsdaten, wie beispielsweise Temperatur, Spannung der Batterie, der Batteriemodule oder der einzelner Batteriezellen erfasst und ausgewertet, um hieraus den aktuellen Zustand der Batterie abzuleiten.
-
Aus der
EP 2 639 857 A1 ist ein Verbindungssystem für eine solche Hochvolt-Batterie zu entnehmen, bei dem einzelne Pole der Zellen der Batterie über Zellverbinder miteinander verbunden sind und gleichzeitig das Verbindungssystem Daten- oder Kontrollleitungen aufweist, die an einer Kontrolleinheit angeschlossen sind.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung eine Datenübertragung zu ermöglichen, die sich durch ein geringes Gewicht, geringe Materialkosten und einen geringen Bauraum auszeichnet.
-
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung mit einem ersten sowie einem zweiten Bauteil, beispielsweise ein Sender und ein Empfänger, die zur Datenübertragung mittels eines Kabelsatzes verbunden, welcher zumindest einen Lackdraht aufweist. Bevorzugt weist der Kabelsatz als Leitungselemente ausschließlich Lackdrähte auf.
-
Die Aufgabe wird weiterhin gemäß der Erfindung gelöst durch einen Kabelsatz für eine solche Vorrichtung, wobei der Kabelsatz zumindest einen Lackdraht für eine Datenübertragung zwischen zwei Bauteilen aufweist.
-
Die im Hinblick auf die Vorrichtung nachfolgend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Kabelsatz zu übertragen.
-
Insbesondere ist vorgesehen, dass zur Datenverbindung zwischen den beiden Bauteilen lediglich maximal zwei Lackdrähte eingesetzt sind. Je nach Ausgestaltung der Datenverbindung, ob also sowohl ein Hinleiter als auch ein Rückleiter oder lediglich ein einzelner Leiter erforderlich ist, erfolgt die Datenverbindung über lediglich einen Lackdraht oder über genau zwei Lackdrähte. Im Falle einer Eindraht-Verbindung ist beispielsweise das erforderliche Referenzpotential das Massepotential. Je nach Ausgestaltung können die genau zwei Lackdrähte zur Datenübertragung von zwei diversen Parametern, wie beispielsweise Spannungsparameter und Temperaturparameter, genutzt werden.
-
Sofern vorliegend von einem Lackdraht gesprochen wird, so handelt es sich hierbei allgemein um einen blanken massiven Leiter speziell aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, welcher mit einem Lacküberzug als Isolierung versehen ist. Der Lacküberzug wird dabei häufig in mehreren Schichten aufgetragen. Die einzelnen Schichten bestehen dabei typischerweise aus dem gleichen Kunststoff. Speziell handelt sich bei den Lackdrähten um (Kupfer-) Lackdrähte gemäß den EN-Normen der Reihen 60317 und 60851, speziell beispielsweise gemäß den Normen EN 60317-0-1 oder EN 60851-1. Derartige Lackdrähte werden speziell als Wickeldrähte beispielsweise für Transformatoren, Spulen, Elektromotoren etc. eingesetzt. Als Isolierlack wird beispielsweise ein Polyurethan-Lack und vorzugsweise ein Lack aufgetragen, welcher aufweist oder besteht aus Polyesterimid, Polyamidimid oder Polyimid. Die drei letztgenannten Kunststoffe weisen dabei eine sehr hohe thermische Beständigkeit auf.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass anstelle der bisher üblicherweise verwendeten Litzenleiter nunmehr jeweils ein einzelner Lackdraht als Datenleiter zur Verbindung zwischen den beiden Bauteilen, insbesondere zwischen einem Sender und einem Empfänger verwendet wird. Es wird also ein herkömmlicher Litzenleiter durch einen einzigen Lackdraht ersetzt. Im Vergleich zu einem Litzenleiter, bei dem mehrere blanke Einzeldrähte zu einer Litze verseilt und anschließend von einem gemeinsamen, typischerweise aufextrudierten Isolationsmantel umgeben sind, zeichnen sich die Lackdrähte durch einen geringeren Materialverbrauch und ein geringeres Bauvolumen und damit auch durch geringere Kosten aus.
-
Sofern vorliegend von Sender und Empfänger gesprochen wird, so werden hierunter allgemein Bauteile verstanden, zwischen denen Daten übertragen werden. Bei dem Sender kann es sich um einen aktiven Sender mit z.B. integrierter Datenaufbereitung handeln oder auch um einen passiven Sender, beispielsweise ein Sensor, welcher lediglich einen Signalwert, beispielsweise einen Spannungswert, bereitstellt. Bei dem Empfänger handelt es sich insbesondere um eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Daten.
-
Die beiden Bauteile sind gemäß einer ersten Variante ausschließlich über die Lackdrähte des Kabelsatzes, also über die gesamte Länge der Datenverbindung, miteinander verbunden. Alternativ ist lediglich ein Teilabschnitt der Länge der Datenverbindung durch den Kabelsatz verwirklicht und dieser ist beispielsweise über eine Schnittstelle mit einem weiteren Abschnitt einer Signalleitung verbunden, die zum Sender oder Empfänger führt.
-
In bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Batterie, die mehrere Module sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit, insbesondere ein Batteriemanagementsystem aufweist, wobei der Kabelsatz Teil der Batterie ist. Durch die Ausgestaltung des Kabelsatzes mit den Lackdrähten wird bei der Batterie Gewicht und insbesondere Bauraum eingespart.
-
Insbesondere handelt es sich um eine (Hochvolt-) Batterie insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Unter Hochvolt-Batterie wird eine (Kraftfahrzeug-) Batterie verstanden, die eine Spannung von zumindest 42 Volt und vorzugsweise eine Spannung im Bereich von 200V bis 800V oder auch darüber aufweist.
-
Unter Batteriemanagementsystem wird vorliegend allgemein eine Steuer- und Auswerteeinheit verstanden, anhand derer die Batterie überwacht wird. An die entsprechende Steuer- und Überwachungseinheit (Batteriemanagementsystem) werden über den Kabelsatz als Eingangsgrößen aktuelle Zustandsdaten der Batterie, wie beispielsweise Temperatur oder Spannung übermittelt und dort ausgewertet und ggf. an eine übergeordnete Steuereinheit weitergeleitet, die beispielsweise einen Ladevorgang für die Batterie oder auch die Leistungsaufnahme aus der Batterie steuert. Diese übergeordnete Steuereinheit ist dabei insbesondere Teil des Kraftfahrzeugs. Zusammen mit den entsprechenden Sensoren ist ein Überwachungssystem für die Batterie ausgebildet. Als Steuereinheit wird nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf ein Batteriemanagementsystem verwiesen, d.h. das Batteriemanagementsystem steht auch stellvertretend allgemein für eine Steuereinheit.
-
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte erste Bauteil ist allgemein insbesondere ein Sensor, beispielsweise ein Temperatursensor, ein Stromsensor oder auch ein Spannungssensor, über welchen die Zustandsdaten insbesondere der Batterie erfasst werden.
-
Insbesondere verbindet der Kabelsatz dabei mehrere Module der Batterie mit der Steuereinheit, insbesondere dem Batteriemanagementsystem. Mit einem jeweiligen Modul ist der Kabelsatz dabei insbesondere über eine Schnittstelle, beispielsweise über einen Kontaktverbinder, insbesondere einen Steckverbinder, verbunden. Ein jeweiliges Modul weist typischerweise mehrere Zellen auf. Diese sind mit einem Zellverbinder elektrisch miteinander verbunden. Innerhalb eines jeweiligen Moduls sind typischerweise mehrere Sensoren angeordnet und es sind typischerweise mehrere Signalleitungen vorgesehen, die von den Sensoren abgehen und zu einer gemeinsamen Modulschnittstelle führen. Mit dieser Modulschnittstelle ist der Kabelsatz verbunden. Die Signalleitungen sind beispielsweise Teil des Zellverbinders.
-
In bevorzugter Weiterbildung sind daher allgemein mehrere erste und/oder zweite Bauteile, also insbesondere mehrere Sender und/oder mehrere Empfänger vorgesehen, wobei jeweils ein erstes Bauteil mit jeweils zumindest einem zweiten Bauteil über zumindest einen und vorzugsweise über maximal zwei Lackdrähte verbunden ist. Die Summe der Lackdrähte, gegebenenfalls zusammen mit einem oder mehreren endseitig an den Lackdrähten angeschlagenen Kontaktelementen oder Kontaktverbindern bilden dann den Kabelsatz. Es sind daher insbesondere keine weiteren Leitungen neben den Lackdrähten Teil des Kabelsatzes. Bevorzugt weist der Kabelsatz daher ausschließlich die Lackdrähte als Leitungselemente auf, die zur Datenübertragung die verschiedenen Sender mit dem oder den Empfängern zumindest mittelbar verbinden.
-
Bevorzugt weist der Kabelsatz einen Stammbereich und hiervon abgehende Abzweigungen auf. Die Abzweigungen führen dabei jeweils zu einem oder mehreren Sendern bzw. zu endseitigen Schnittstellen, wie Kontaktverbinder, über die dann weitere Signalleitungsabschnitte zu den Sendern führen. Im Stammbereich sind eine Vielzahl der Lackdrähte nebeneinander angeordnet. Allgemein handelt sich bei dem Kabelsatz um einen verzweigten Kabelsatz, bei dem vom Stammbereich mehrere Abzweigungen abgehen. Die einzelnen Lackdrähte sind im Stammbereich beispielsweise als Bündel geführt, wobei einzelne Lackdrähte an definierten Stellen zu den Sendern abzweigen.
-
In zweckdienlicher Ausgestaltung weist dabei ein jeweiliger Lackdraht einen Durchmesser im Bereich von 0,01 mm bis 0,5 mm und insbesondere im Bereich von 0,11 mm bis 0,22 mm auf.
-
Speziell entspricht der Durchmesser eines Lackdrahts dabei typischerweise zumindest näherungsweise dem Durchmesser eines Einzeldrahtes in einem bisher für die Datenübertragung eingesetzten Litzenleiter. Derartige Litzenleiter weisen häufig einen Querschnitt von kleiner gleich 0,13 mm2 auf. Wird beispielsweise ein Litzenleiter mit 7 Einzeldrähten verwendet, so weisen die Einzeldrähte einen Durchmesser von etwa 0,16 mm auf.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Kabelsatz als ein vorgefertigter Kabelsatz ausgebildet, welcher zumindest einen Kontaktverbinder, insbesondere einen Kontaktstecker aufweist. An diesem ist der zumindest eine Lackdraht kontaktiert. Über den Kontaktstecker ist der Kabelsatz mit einem jeweiligen Gegenstecker, insbesondere mit einem Modulstecker eines jeweiligen Moduls der Batterie und über diesen mit den jeweiligen Sensoren eines Moduls verbunden.
-
Speziell ist ein gemeinsamer Kontaktstecker für eine Steckverbindung mit dem zweiten, als Empfänger oder Auswerteeinheit ausgebildeten Bauteil vorgesehen.
-
Am Kontaktstecker sind dabei mehrere, insbesondere alle Lackdrähte speziell des Stammbereichs oder des gesamten Kabelsatzes kontaktiert.
-
Alternativ zu einem Anschluss des ersten und/oder des zweiten Bauteils über eine Steckverbindung sind diese Elemente fest an den Lackdrähten angeschlossen, beispielsweise über Kontaktelemente wie Schneidklemmkontakte oder insbesondere stoffschlüssig durch Löten oder Schweißen.
-
Die einzelnen Lackdrähte des Kabelbaums können prinzipiell auf unterschiedliche Weisen zueinander angeordnet seien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante sind sie in einer Ebene flach nebeneinander nach Art eines Flachleiters angeordnet. Daneben besteht alternativ die Möglichkeit der Anordnung innerhalb eines beispielsweise losen Bündels.
-
Schließlich können die einzelnen Lackdrähte auch miteinander verdrillt, beispielsweise paarweise verdrillt sein. Bevorzugt sind die Lackdrähte jedoch unverdrillt, insbesondere paarweise unverdrillt.
-
Die einzelnen Lackdrähte verlaufen allgemein nebeneinander, vorzugsweise ohne dass sie beispielsweise über Abstandselemente und/oder über ihre Isolierung stofflich miteinander verbunden sind. Weiterhin handelt sich bei den einzelnen Lackdrähten oder auch bei der Summe der Lackdrähte um ungeschirmte Leitungen, sodass insgesamt der Kabelsatz auch ungeschirmt ist. Hierunter wird verstanden, dass um den einzelnen Lackdraht oder auch um eine Gruppe von Lackdrähten herum kein Schirmelement angeordnet ist wie beispielsweise eine Abschirmfolie, ein Geflechtschirm oder eine sonstige elektrische Schirmlage.
-
Insgesamt ist der Kabelsatz mit den Lackdrähten daher vergleichsweise einfach und damit auch kostengünstig ausgebildet. Diese einfache Ausgestaltung, speziell ohne Schirmung und / oder ohne Verdrillung ist für die vorgesehenen Anwendungsbereiche mit nur geringen Anforderungen an die Übertragungsrate ausreichend.
-
In zweckdienlicher Ausgestaltung ist der Kabelbaum und sind speziell die einzelnen Lackdrähte auf einem Träger, speziell auf einen starren Träger befestigt. Über die Befestigung an diesem starren Träger ist dabei insbesondere eine mechanische Zugentlastung des jeweiligen Lackdrahtes erreicht. Hierzu sind auf dem Träger beispielsweise regelmäßig wiederkehrende Befestigungspunkte wie beispielsweise Klemmelemente angeordnet.
-
Bevorzugt erfolgt die Befestigung am Träger über eine stoffschlüssige Verbindung, speziell eine Klebeverbindung. Diese ist beispielsweise an mehreren Orten diskret oder auch kontinuierlich über die Länge des jeweiligen Lackdrahtes ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante sind die Lackdrähte stoffschlüssig mit dem Träger verbunden, indem sie in den Träger eingebettet und hierbei insbesondere von dem Material des Trägers umschlossen sind. Bei dem Träger handelt es sich bevorzugt um einen Kunststoff-Träger.
-
Durch die Befestigung auf bzw. im Träger wird ein besonderer mechanischer Schutz für die sehr dünnen Lackdrähte erreicht. Speziell sind die einzelnen Lackdrähte hierbei beispielsweise nebeneinander verlaufend am oder im Träger angeordnet.
-
Der Kabelsatz ist in bevorzugter Ausgestaltung Teil einer Moduleinheit, speziell Teil einer vorgefertigten Moduleinheit, die den Träger aufweist, wobei am oder auf dem Träger neben dem Kabelsatz weitere insbesondere elektrische oder elektronische Bauteile angeordnet sind. Speziell ist auf dem Träger der Sender und / oder der Empfänger und bevorzugt sind alle über den Kabelbaum angeschlossenen Sender auf dem Träger befestigt. Eine solche vorgefertigte Moduleinheit braucht dann lediglich noch am vorgesehenen Einbauort speziell in einem Kraftfahrzeug eingebaut zu werden, ohne dass bei der Montage eine mechanische Belastung der elektrischen Komponenten, speziell der Lackdrähte zu befürchten ist.
-
Bei der Moduleinheit handelt sich dabei insbesondere um eine Moduleinheit für eine Batterie, eine Moduleinheit für eine Klimaanlage, für eine Armatur oder auch für eine Tür eines Kraftfahrzeugs. Allen diesen Komponenten ist dabei gemeinsam, dass sie typischerweise ein (Kunststoff-) Trägerbauteil als Träger aufweisen, an dem häufig mehrere elektrische oder auch elektronische Komponenten befestigt sind. Auf diesem Träger sind zusätzlich auch zumindest einige oder alle der Sender und/oder der Empfänger sowie der Kabelsatz aus den Lackdrähten befestigt.
-
Bei einer Moduleinheit für eine Klimaanlage sind bevorzugt Sensoren, insbesondere Temperatursensoren mit auf dem Träger angeordnet. Die Temperatursensoren sind beispielsweise im Bereich von Lüftungskanälen, speziell im Bereich von Ein- oder Auslassöffnungen für Luft angeordnet.
-
Bei einer Moduleinheit für eine Armatur sind auf einem Armaturenträger für das Fahrzeug-Cockpit mehrere Komponenten, wie beispielsweise ein Display, Bedienelemente oder Lüftungseinrichtungen angeordnet.
-
Bei einem Modul für eine Tür sind auf dem Träger Komponenten wie beispielsweise elektrischer Fensterheber, Lautsprecher, angeordnet. Der Träger ist dabei typischerweise zwischen einer Tür-Innenverkleidung und einem Tür-Außenblech angeordnet.
-
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in vereinfachten Darstellungen:
- 1 vereinfachte Aufsicht-Darstellung einer Hochvolt-Batterie,
- 2 herkömmliche Litzenleiter,
- 3A ein Bündel von Lackdrähten sowie
- 3B in einer Ebene nebeneinander angeordnete Lackdrähte.
-
Die in 1 dargestellte Batterie 2 ist insbesondere eine Hochvolt-Batterie, die speziell als Energiespeicher für einen elektrischen Fahrantrieb eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Batterie 2 weist eine Vielzahl von Batteriezellen 4 auf, welche jeweils in Gruppen zu einem Batteriemodul 6 zusammengefasst sind. Die Batteriezellen 4 eines jeweiligen Batteriemoduls 6 sind nebeneinander und/oder aufeinander angeordnet und in geeigneter Weise miteinander verschaltet. Jede der Batteriezellen 4 eines Batteriemoduls 6 weist hier nicht näher dargestellte Anschlusspole auf, die vorzugsweise über ein gemeinsames Zellverbinder-Bauteil in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, um die gewünschte Verschaltung zu erreichen. Dieses Zellverbinder-Bauteil ist beispielsweise ein Blech-Stanzteil, über welches die einzelnen Anschlusspole elektrisch kontaktiert sind.
-
Die Batteriemodule 6 wiederum sind über sogenannte Modulverbinder (nicht dargestellt) miteinander verschaltet und an eine Leistungsleitung, beispielsweise eine Stromschiene angeschlossen, über die die einzelnen Batteriemodule mit einer Verteilerbox, der sogenannten „Battery Junction Box“ (BJB) verbinden ist. Die Modulverbinder, die Leistungsleitung sowie die Verteilerbox sind in der 1 nicht dargestellt.
-
Innerhalb des Batteriemoduls 6 sind mehrere Sensoren 18 als erste Baueinheiten angeordnet, die Zustandsdaten innerhalb des Batteriemoduls 6 erfassen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Temperatursensoren oder Spannungssensoren. Die Sensoren 18 eines jeweiligen Moduls sind über Signalleitungen 8 mit einer Modulschnittstelle 10 verbunden. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um einen Steckverbinder.
-
Auf einem Träger 12 ist ein Kabelsatz 14 mit mehreren Lackdrähten 16 ausgebildet. Bei dem Träger 12 handelt sich beispielsweise um eine Kunststoff-Trägerplatte. Der Kabelsatz 14 ist weiterhin an einer Auswerteeinheit angeschlossen, die als zweite Baueinheit ein Batteriemanagementsystem 20 und damit einen Empfänger bildet.
-
Bei dem Kabelsatz 14 handelt es sich um einen verzweigten Kabelsatz, welcher einen Stammbereich 22 aufweist, von dem als Abzweigungen 24 jeweils ein oder maximal zwei Lackdrähte 16 abzweigen.
-
Im Ausführungsbeispiel weist der Kabelsatz 14 endseitig an den Abzweigungen 24 jeweils einen Kontaktverbinder 25 auf, die insbesondere als Steckverbinder nach Art von Kontaktstecker ausgebildet sind. Diese sind bevorzugt fest auf dem Träger 12 angebracht und bilden quasi eine Schnittstelle zu der Modulschnittstelle 10.
-
Der Kabelsatz 14 weist alternativ oder ergänzend zu den modulseitigen Kontaktverbindern 25 bevorzugt einen (weiteren) Kontaktverbinder zum Batteriemanagementsystem 20 auf, welcher insbesondere als Steckverbinder ausgebildet ist und nachfolgend als Kontaktstecker 30 bezeichnet wird.
-
Auf diesem Träger 12 ist der Kabelsatz 14 angebracht, welcher im Ausführungsbeispiel aus den einzelnen Lackdrähten 16 sowie ggf. den Kontaktverbindern 25 und einem weiteren Kontaktstecker 30 besteht. Neben den Lackdrähten 16 sind keine weiteren Leitungen angebracht. Ein jeweiliger Lackdraht 16 verbindet - zumindest mittelbar über die Modulschnittstelle 10 - dabei einen jeweiligen Sensor 18 (Sender) mit dem Batteriemanagementsystem 20. Über die einzelnen Lackdrähte 16 werden Signale, beispielsweise Messsignale der Sensoren 18 von diesen an das Batteriemanagementsystem 20 übermittelt.
-
Der Kabelsatz 14 mit den daran angeschlossenen Sensoren 18 und dem Batteriemanagementsystem 20 bildet insgesamt eine Einrichtung zur Datenübertragung aus oder ist zumindest Teil einer solchen Einrichtung. Bevorzugt ist weiterhin der Träger 12 Teil dieser Einrichtung.
-
Bevorzugt weist eine jeweilige Abzweigung 24 des Kabelsatzes 14, die zu einem jeweiligen Batteriemodul 6 führt, genau einen Lackdraht 16 oder maximal zwei Lackdrähte 16, nämlich einen Hinleiter sowie einen Rückleiter auf. Bei einer Eindraht-Verbindung ist ein für Datenübertragung gegebenenfalls erforderlicher Rückleiter beispielsweise durch eine hier nicht näher dargestellte Massekontaktierung der Sensoren 18 oder der Modulschnittstelle 10 an einem gemeinsamen Massepotential gebildet.
-
Die Datenübertragung erfolgt bevorzugt über einen Datenbus, so dass also pro Lackdraht 16 oder bzw. pro Lackdraht-Paar mehrere Sensoren 18 des jeweiligen Batteriemoduls 6 angeschlossen sind.
-
Gemäß 1 sind die einzelnen Lackdrähte 16 auf dem Träger 12 vorzugsweise nebeneinander innerhalb einer Ebene angeordnet. Eine solche ebene Konfiguration ist beispielhaft in der 3B dargestellt. In der 3A ist alternativ hierzu ein Bündel von nebeneinander angeordneten Lackdrähten 16 dargestellt.
-
Die einzelnen Lackdrähte 16 weisen jeweils einen Durchmesser D1 auf. Dieser liegt insbesondere im Bereich zwischen 0,01 mm und 0,5 mm und speziell im Bereich zwischen 0,11 mm und 0,22 mm. Ein jeweiliger Lackdraht 16 besteht dabei aus einem blanken, einzelnen, massiven Draht 16A, typischerweise ein Kupferdraht und einer diesen umgebenden Lackbeschichtung als Isolierung 16B. Die Isolierung 16B weist beispielsweise eine Dicke von maximal 20 % und insbesondere von maximal 12 % oder maximal 5 % des Durchmessers D1 auf
-
In der 2 ist zum Vergleich eine Signalleitung mit herkömmlichen Litzenleiter 26 dargestellt. In der 2 sind vier Litzenleiter 26 dargestellt, jeder dieser Litzenleiter 26 ist erfindungsgemäß durch einen einzigen Lackdraht 16 ersetzt. Die in 2 dargestellten Litzendrähte 16 weisen üblicherweise einen Querschnitt kleiner oder gleich von beispielsweise 0,14 mm2 auf. Bei der dargestellten üblichen Konfiguration mit sieben Einzeldrähten 28 weist - bei einem Querschnitt von 0,14 mm2 - ein jeweiliger Einzeldraht 28 einen Durchmesser D2 von etwa 0,16 mm auf. Die Lackdrähte 16, die jeweils einen kompletten Litzenleiter 26 ersetzen, haben vorzugsweise einen Durchmesser D1 lediglich im Bereich des Durchmessers D2 eines jeweiligen Einzeldrahts 28 des zu ersetzenden Litzenleiter 26. Hierdurch wird sehr deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Signalleitung, also des Kabelsatzes 14 mit den einzelnen Lackdrähten 16, eine deutliche Material- sowie Bauraum- Einsparung erzielt ist. Die Bauraum-Einsparung lässt sich unmittelbar anhand eines Vergleichs der 2 mit der 3A oder der 3B erkennen, da in diesen die Durchmesser D1, D2 im Vergleich mit dem gleichen Maßstab dargestellt sind.
-
Die Sensoren 18 (Sender) und/oder das Batteriemanagementsystem 20 als zumindest ein Empfänger sind - wie bereits erwähnt - vorzugsweise über die Kontaktverbinder 25 und/oder einen Kontaktstecker 30 - mit den Lackdrähten 16 verbunden. Speziell auf Seiten der Auswerteeinheit sind die Lackdrähte 16, speziell der Stammbereich 22 an dem Kontaktstecker 30 angeschlossen. Sämtliche Lackdrähte 16 des Stammbereichs 22 sind an einem gemeinsamen Kontaktstecker 30 angeschlossen. Insbesondere sind dabei zumindest 4, 6, 8, 10 oder mehr Lackdrähte 16 am gemeinsamen Kontaktstecker 30 angeschlossen.
-
Der Kabelsatz 14 weist in einem solchen Fall neben den Lackdrähten 16 auch die Kontaktverbinder 25 und/oder den Kontaktstecker 30 auf. Der Kabelsatz 14 ist daher allgemein vorzugsweise als ein vorkonfigurierter Kabelsatz 14 ausgebildet, an dem einige oder auch mehrere Kontaktelementente, speziell Kontaktverbinder 25, 30 an den Lackdrähten 16 angeschlagen sind.
-
Alternativ zu einer Stecker-Verbindung sind die einzelnen Lackdrähte 16 mit einer jeweiligen Modulschnittstelle 10 und/oder dem Batteriemanagementsystem 20 beispielsweise fest verbunden, beispielsweise mittels einer Löt- oder Schweißverbindung.
-
Die Erfindung wurde vorliegend in Zusammenhang mit dem bevorzugten Anwendungsbereich bei einer Batterie 2 erläutert. Der erfindungsgemäße Kabelsatz 14 zur Übertragung von Daten zwischen zwei Bauteilen 18, 10 ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Batterie
- 4
- Batteriezellen
- 6
- Batteriemodul
- 8
- Signalleitungen
- 10
- Modulschnittstelle
- 12
- Träger
- 14
- Kabelsatz
- 16
- Lackdraht
- 16A
- Draht
- 16B
- Lackbeschichtung
- 18
- Sensor
- 20
- Batteriemanagementsystem
- 22
- Stammbereich
- 24
- Abzweigung
- 25
- Kontaktverbinder
- 26
- Litzenleiter
- 28
- Einzeldraht
- 30
- Kontaktstecker
- D1
- Durchmesser Lackdraht
- D2
- Durchmesser Einzeldraht
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
