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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilungssystem, insbesondere ein Stromverteilungssystem für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für ein Bordnetz mit einer modularen/zonalen Bordnetzstruktur. Das Verteilungssystem weist einen Versorgungsstrang auf, welcher im eingebauten Zustand zur Versorgung, insbesondere zur Leistungsversorgung von an dem Versorgungsstrang angeschlossenen Komponenten dient. Die Erfindung betrifft weiterhin einen solchen Versorgungsstrang.
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Aus der
DE 10 2012 200 979 A1 ist zur Energieversorgung in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs ein Versorgungsstrang vorgesehen, bei dem innerhalb eines gemeinsamen Isoliermantels mehrere Leiter nach Art von Leiterschienen angeordnet sind. Diese Leitung verbindet dabei mehrere räumlich getrennte Bereiche innerhalb des Kraftfahrzeugs miteinander.
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Aktuelle Entwicklungen bei Kraftfahrzeug-Bordnetzes gehen hin zu dezentralen Leistungsverteilungsstrukturen. Hierdurch wird eine Vereinfachung der Bordnetzstruktur erreicht. Insbesondere ist hierzu eine sogenannte zonale Bordnetz-Architektur vorgesehen, bei der das Bordnetz in unterschiedliche, räumlich getrennte Zonen innerhalb des Kraftfahrzeugs aufgeteilt wird. Jeder dieser Zonen ist dabei typischerweise ein dezentrales und vorzugsweise auch standardisiertes Steuergerät zugeordnet, welches auch als Zonensteuergerät bezeichnet wird und über das die erforderlichen Funktionen in einer jeweiligen Zone angesteuert werden. Die einzelnen Steuergeräte sind an einen Versorgungsstrang speziell zur Leistungsversorgung angeschlossen, um die an dem jeweiligen Steuergerät angeschlossenen Verbraucher mit Leistung und Strom zu versorgen.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Verbindung zwischen zwei Komponenten, speziell zwischen zwei solchen dezentralen Steuergeräten innerhalb einer zonalen Bordnetzstruktur zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verteilungssystem für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer vorzugsweise zonalen Bordnetzstruktur sowie durch einen Versorgungsstrang für ein solches Verteilungssystem gelöst. Das Verteilungssystem weist den Versorgungsstrang auf, welcher im eingebauten Zustand zur Leistungsversorgung von bevorzugt endseitig an dem Versorgungsstrang angeschlossenen Komponenten, insbesondere dezentrale Steuergeräte, dient. Der Versorgungsstrang weist einen Isolierträger mit mehreren zueinander isolierend abgegrenzten Längsnuten auf. In diesen sind blanke und massive Leiter eingelegt und insbesondere auch in den Längsnuten gehalten. Die Leiter sind insgesamt im Isolierträger lose eingelegt und gehalten, ohne mit dem Isolierträger z.B. stofflich verbunden zu sein.
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Über den Versorgungsstrang erfolgt dabei bevorzugt sowohl eine Plus-Versorgung als auch die Rückführung der Masseverbindung, was bei modernen Fahrzeugen zunehmend gefordert wird. Der Versorgungsstrang weist daher zumindest zwei Leiter auf, wobei der eine mit einem Pluspol einer Stromquelle und der andere mit Massepotential in einem Gleichspannungs-Bordnetz verbunden ist.
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Der Versorgungsstrang dient insbesondere zur Leistungsversorgung der angeschlossenen Komponenten. Ergänzend oder alternativ dient er auch zur Datenversorgung der angeschlossenen Komponenten.
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Der Versorgungsstrang weist als eine separate, eigenständige Baueinheit den Isolierträger mit den darin eingebrachten Längsnuten auf, die zueinander abgegrenzte Kanäle bilden, in denen die massiven Leiter eingelegt sind. Durch diese Maßnahme ist ein einfacher und auch einfach skalierbarer Aufbau erzielt. So können je nach Bedarf eine unterschiedliche Anzahl von Leiter in den Isolierträger eingebracht werden. Je nach Belegung und Anforderung können daher im eingebauten Zustand einige Längsnuten unbenutzt sein. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass zwischen Leiter und Isolierteil keine, insbesondere keine stoffschlüssige Verbindung besteht. Der Isolierträger lässt sich daher unabhängig von den Leitern vorfertigen. In gleicher Weise lassen sich auch die massiven und blanken Leiter problemlos als Endlosware kostengünstig bereitstellen.
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Der Versorgungsstrang dient insbesondere zur Leistungsversorgung und die einzelnen Leiter weisen bevorzugt eine ausreichend große Querschnittsfläche zur Übertragung von Strömen von mehreren Ampere, vorzugsweise von mehreren 10A oder auch von mehr als 50 A oder von mehr als 100 A auf. Die Querschnittsfläche der insbesondere als Kupferleiter ausgebildeten Leiter liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 2 mm2 und 10 mm2, vorzugsweise im Bereich zwischen 3 mm2 und 5 mm2 und speziell bei 4 mm2.
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Im Vergleich zu herkömmlich eingesetzten Versorgungsträngen mit einer Vielzahl von einzelnen Adern, die jeweils eine Aderisolierung aufweisen, kann durch die hier beschriebene Ausgestaltung sowohl Volumen als auch Gewicht eingespart werden. Insbesondere auch deshalb, da bei herkömmlichen Adern Litzenleiter verwendet werden. Der beschriebene Aufbau mit dem Isolierträger und den darin eingelegten Leitern erlaubt zudem eine hohe Variabilität und dadurch auch Konfigurierbarkeit. Speziell sind problemlos auch nachträgliche Änderungen möglich. Weiterhin ist die Temperaturbeanspruchung verbessert, sodass ein verbessertes Thermomanagement beispielsweise bei der Konfiguration des Versorgungsstrangs ermöglicht ist und die Leiter - im Vergleich zu herkömmlichen Adern - gegebenenfalls neu dimensioniert werden können. Darüber hinaus ist durch das lediglich lose Einlegen der Leiter in den Isolierträger ein späteres Recycling wesentlich einfacher.
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Sofern vorliegend von einem blanken Leiter gesprochen wird, so wird hierunter ein Leiter verstanden, welcher keine Isolierung aufweist, also insbesondere keinen Isolationsmantel in Form einer herkömmlichen Aderisolierung aufweist. Auch ist der Leiter nicht in Isoliermaterial eingebettet, wie dies beispielsweise bei herkömmlichen Flachleitern oder bei dem aus dem eingangs angeführten Stand der Technik bekannten Versorgungsstrang der Fall ist. Ein Vorteil dieser blanken Ausführung der Leiter ist auch darin zu sehen, dass hierdurch in einfacher Weise Mittelabgriffe insbesondere nach Art einer sogenannten Direktkontaktierung ermöglicht sind, beispielsweise indem ein abzweigender Leiter unmittelbar stoffschlüssig, beispielsweise durch Reibschweißen angeschlossen ist. Damit ist ein einfaches Anschließen weiterer Komponenten ermöglicht.
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Die Isolierung und galvanische Trennung der Leiter zueinander erfolgt über den Isolierträger. Dieser besteht beispielsweise aus Kunststoff. Solche Kunststoffträger lassen sich aufgrund ihres einfachen Aufbaus als Meterware extrudieren. Die Längsnuten erstrecken sich insbesondere über die gesamte Länge des Isolierträgers. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante erstreckt sich dieser durchgehend linear und weist keine Verzweigungen und/oder Biegungen auf. Bevorzugt verläuft er innerhalb einer Ebene.
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Der gesamte Versorgungsstrang kann auch als eine Stromschiene oder Versorgungs-Profilschiene angesehen werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung sind die Leiter als massive Rundleiter ausgebildet. Rundleiter weisen aufgrund ihrer kreisrunden Querschnittsgeometrie einige Vorteile insbesondere auch gegenüber im Querschnitt rechteckförmigen Schienen auf. Speziell bieten sie Vorteile beim Verlegen, insbesondere beim Einlegen in den Isolierträger.
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Als Leitermaterial wird bevorzugt Kupfer oder alternativ auch Aluminium eingesetzt.
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In zweckdienlicher Weiterbildung weist der Isolierträger ein Basisteil mit den Längsnuten auf, welches nach oben hin offen ist, sodass die Leiter von oben in einfacher Weise in das Basisteil eingelegt und insbesondere eingepresst werden können. Die Leiter werden daher senkrecht zu ihrer Längsrichtung und senkrecht zu den Längsnuten eingelegt. Das Basisteil ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet mit zumindest einer zusätzlichen Trennwand, vorzugsweise mit mehreren einzelnen Trennwänden, durch die die Längsnuten voneinander abgegrenzt sind.
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Bevorzugt sind die jeweiligen Leiter in einer jeweiligen Längsnut formschlüssig gehalten. Der ausgebildete Formschluss ist dabei quer zur Längsrichtung der Längsnuten wirksam, sodass die Leiter gegen ein unbeabsichtigtes Herausgleiten aus der Längsnut nach oben gesichert sind.
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Zur Ausbildung der formschlüssigen Halterung ist insbesondere die Ausbildung eines Hinterschnitts vorgesehen. Hierzu verbreitert sich vorzugsweise - im Querschnitt betrachtet - eine Wandung, welche zwei benachbarten Längsnuten voneinander abtrennt. Die jeweilige Wandung bildet daher eine Trennwand. Beispielsweise ist die Wandung an ihrem freien Ende schwalbenschwanzartig ausgebildet.
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Ein durch zwei gegenüberliegende Wandungen definierter Innen- oder Aufnahmeraum für den Leiter verjüngt sich also nach oben hin. Die Querschnittskontur des Aufnahmeraums ist dabei vorzugsweise an die Querschnittskontur des Leiters angepasst, d. h. bei der Verwendung eines Rundleiters sind die die Längsnut begrenzenden Wandungsabschnitte vorzugsweise jeweils (konvex) gekrümmt ausgebildet.
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Ein an der Oberseite zwischen zwei Wandungen gebildeter Öffnungsschlitz weist insgesamt eine Öffnungsbreite auf, die kleiner ist als die Breite und speziell der Durchmesser eines jeweiligen Leiters.
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Die Wandungen sind bevorzugt elastisch ausgebildet, sodass sie insbesondere im Bereich des Öffnungsschlitz seitlich, also senkrecht zur Längsrichtung dem Leiter elastisch ausweichen. Hierdurch ist ein einfaches Einklipsen der Leiter in eine jeweilige Längsnut ermöglicht.
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Die einzelnen Wandungen und insbesondere auch die Hinterschnitte erstrecken sich vorzugsweise durchgehend über die gesamte Länge des Isolierträgers.
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Alternativ zu der speziellen Formgebung der Wandungen zur Ausbildung des Hinterschnitts können auch abschnittsweise Elemente zur Ausbildung des Hinterschnitts beispielsweise in Form von Halteelementen, speziell Haltenasen, angeordnet sein. Bevorzugt sind sowohl die Haltenasen als auch die speziell geformten Wandungen zur Ausbildung des Hinterschnitts jeweils einstückige und damit monolithische Bestandteile des Isolierträgers.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist dieser als ein (Kunststoff-) Extrusionsteil ausgebildet und damit nach Art einer Profilschiene mit im Querschnitt über die gesamte Länge gleichbleibendem Querschnittsprofil.
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Bevorzugt sind die Längsnuten identisch zueinander ausgebildet, weisen also die identische Querschnittsfläche auf. Bevorzugt gilt gleiches auch für die Leiter, d. h. alle in die Längsnuten eingelegte Massivleiter weisen die gleiche Querschnittsfläche auf.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist der Isolierträger zusätzlich zum Basisteil einen Deckel auf, welcher am Basisteil befestigt ist und zwar vorzugsweise insbesondere stoffschlüssig. Zur stoffflüssige Befestigung ist der Deckel beispielsweise durch Kleben, Schweißen, beispielsweise Reibschweißen, oder in sonstiger Weise mit den Basisteil verbunden. Alternativ zur stoffflüssigen Befestigung ist der Deckel mechanisch am Basisteil beispielsweise durch Aufrasten befestigt. Durch den Deckel sind die Leiter zuverlässig geschützt. Insbesondere wird dadurch ein zusätzlicher Isolierschutz erreicht.
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Bevorzugt steht zumindest einer der Leiter und vorzugsweise stehen alle Leiter endseitig und insbesondere auch beidendseitig über den Isolierträger über, sodass freie Leiterenden gebildet sind. Diese definieren jeweils eine Kontaktzunge, die zur elektrischen Kontaktierung des Leiters mit einer nachfolgenden Komponente dient und im angeschlossenen Zustand auch entsprechend eingesetzt ist. Diese Kontaktzunge ist vorzugsweise mit einer Kontaktschicht zur Verbesserung des elektrischen Übergangskontaktes versehen. Hierzu ist das Leiterende beispielsweise versilbert oder verzinnt.
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Die Kontaktzunge ist speziell als eine Steckkontaktzunge ausgebildet, welche im angeschlossenen Zustand in ein Steckerteil eingesteckt ist. Durch die massive Ausgestaltung des jeweiligen Leiters weisen diese eine hohe Steifigkeit auf, sodass sie bereits als Steckkontakte zum Einstecken in ein jeweiliges Steckerteil unmittelbar geeignet sind und auch als solche verwendet werden.
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Alternativ zu dem Einstecken in ein Steckerteil besteht die Möglichkeit, dass an einer jeweiligen Kontaktzunge beispielsweise ein Kontaktelement insbesondere in Form eines Kabelschuhs befestigt ist, mit dem dann die Kontaktierung mit einer Komponente, beispielsweise über eine Schraubbefestigungen erfolgt.
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In zweckdienlicher Ausgestaltung ist die Kontaktzunge zumindest eines der Leiter und vorzugsweise sind die Kontaktzungen von mehreren Leitern abgewinkelt. Hierunter wird verstanden, dass das Leiterende unter einer anderen Richtung orientiert ist als eine durch den Isolierträger und die Längsnuten definierte Längsrichtung.
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Vorzugsweise sind unterschiedliche Leiterenden unterschiedlich orientiert. Insbesondere sind jeweils Gruppen von Leiterenden unterschiedlich orientiert. Hierdurch wird mehr Anschlussraum beispielsweise für mehrere Steckerteile geschaffen, wobei vorzugsweise ein jeweiliges Steckerteil eine Gruppe an Leiterenden aufnimmt.
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Bei dem Steckerteil handelt es sich beispielsweise um einen an einem Gehäuse einer Komponente angebrachtes Steckerteil, sodass also über dieses eine unmittelbare elektrische Kontaktierung mit der Komponente, speziell mit einem dezentralen Steuergerät erfolgt. Alternativ hierzu handelt sich bei dem Steckerteil um ein Steckerteil eines Verbindungs- oder Zwischenstrangs, über den die Komponente oder das Steuergerät angeschlossen ist. Bei diesem Strang handelt es sich insbesondere um einen herkömmlichen Kabelstrang.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante sind die Leiter ausschließlich beidendseitig mit einer Komponente, speziell mit einem Steuergerät verbunden. Es erfolgt also eine unmittelbare 1:1 Verbindung, ohne dass über die Längserstreckung des Versorgungsstrang eine zusätzliche Kontaktierung oder ein zusätzlicher Anschluss eines Leiters oder einer Komponente erfolgt.
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Alternativ hierzu ist in einer zweckdienlichen Ausgestaltung vorgesehen, dass zumindest an einem der Leiter, vorzugsweise an einer Gruppe von Leitern jeweils ein Abzweigleiter angeschlossen ist. Dieser ist bevorzugt über eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise über ein sogenanntes Bonden oder durch Schweißen mit dem Leiter verbunden. Durch diese Maßnahme werden beispielsweise Abzweige zu weiteren Komponenten oder auch eine Verbindung zu einem weiteren gleichartig aufgebauten Versorgungsstrang ausgebildet.
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Bei der Abzweigung über den Abzweigleiter kann es sich um eine herkömmliche Kabelverbindung handeln. Alternativ erfolgt die Abzweigung vorzugsweise wiederum über einen gleichartigen Versorgungsstrang d. h. mit einem Isolierträger, welcher Längsnuten aufweist, in den der Abzweigleiter als blanker und insbesondere auch massiver Leiter eingelegt, insbesondere eingeclipst ist. Im Bereich des Abzweigs sind in bevorzugter Ausgestaltung die Wandungen der Längsnuten seitlich durchbrochen und der Abzweigleiter ist durchgeführt.
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Der Isolierträger ist im eingebauten Zustand zweckdienlicher Weise an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs befestigt oder ist Teil einer solchen. Im ersten Fall handelt es sich bei dem Isolierträger um ein separates Bauteil, welches an der Tragstruktur befestigt ist. Im zweiten Fall wird für den Isolierträger eine vorhandene Tragstruktur verwendet oder zumindest angepasst. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Verkleidungs- oder Karosseriebauteil. D.h. die Tragstruktur selbst weist Längsnuten auf, in die die Leiter eingelegt sind. Speziell diese Ausführungsvariante führt zu einem geringen Zusatzgewicht. Allgemein wird auf separate Kabelkanäle verzichtet, in denen isolierte Leitungen geführt sind.
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Bevorzugt verbindet der Versorgungsstrang einen vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs mit einem hinteren Bereich, er führt also beispielsweise von einem Frontbereich in einen Heckbereich des Kraftfahrzeugs. Unter Tragstruktur wird jegliche Struktur verstanden, welche eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist, um den Versorgungsstrang und die damit einhergehenden Belastungen aufzunehmen. Bei der Tragstruktur handelt sich beispielsweise um ein Karosseriebauteil, speziell um ein tragendes Karosseriebauteil, wie beispielsweise ein Längsschweller oder ein typischerweise flacher Unterboden speziell in einem Elektrofahrzeug.
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Der vorliegend beschriebene Versorgungsstrang ist insbesondere bei einem sogenannten zonalen Bordnetz eingesetzt, welches mehrere räumlich voneinander beabstandete Zonen aufweist. Der Versorgungsstrang verbindet dabei mehrere Zonen, also zumindest zwei und vorzugsweise genau zwei Zonen miteinander. Bevorzugt weist jede Zone jeweils ein dezentrales Steuergerät auf und der Versorgungsstrang verbindet zumindest und vorzugsweise genau zwei Steuergeräte miteinander.
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Bei den Zonen handelt es sich um räumliche und gegebenenfalls auch funktionell vorgegebene Bereiche innerhalb des Kraftfahrzeugs. Eine derartige Zone ist beispielsweise der Fahrer-, bzw. Beifahrerfußraumbereich, ein Heckbereich, ein Armaturenbereich, der Motorbereich usw. Das dezentrale Steuergerät steuert jeweils dezentral die in der jeweiligen Zone enthaltenen Verbraucher und sonstigen elektrischen oder elektronischen Einheiten, wie beispielsweise auch Aktuatoren bzw. Sensoren usw.. Die dezentralen Steuergeräte weisen hierzu üblicherweise Verarbeitungseinheiten auf, also eine Intelligenz, um beispielsweise Sensorsignale oder Datensignale auszuwerten und in Abhängigkeit hiervon die Verbraucher anzusteuern. Die dezentralen Steuergeräte sind üblicherweise mit einem zentralen Steuergerät verbunden und kommunizieren mit diesem über Datenleitungen, insbesondere über einen Datenbus.
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Entsprechend ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass neben den Leitern zur Leistungsversorgung innerhalb des Versorgungsstrangs auch Datenleitungen verlegt sind. Diese sind dabei beispielsweise als herkömmliche, isolierte und beispielsweise abgeschirmte Datenleitungen ausgebildet. Auch diese können in eine Längsnut eingeclipst werden. Alternativ wird ein Leiter als kombinierter Daten- und Leistungsleiter sowohl zur Datenleitung als auch zur Strom- und Leistungsversorgung herangezogen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind zwei vorzugsweise redundante Versorgungstränge vorgesehen, welche speziell von einem vorderen Fahrzeugteil zu einem hinteren Fahrzeugteil verlaufen. Speziell bei der redundanten Auslegung ist beispielsweise vorgesehen, dass die beiden Versorgungstränge über Querverbindungen miteinander verbunden sind. Hierzu sind beispielsweise zueinander redundante Leiter jeweils über einen Abzweigleiter miteinander verbunden. Bevorzugt sind zwei seitliche Versorgungsstränge über zwei in Längsrichtung voneinander beabstandete Querverbindungen, die insbesondere im Bereich der angeschlossenen Komponenten verlaufen, miteinander verbunden, so dass sich ein Versorgungsring bildet.
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Der zumindest eine Versorgungsstrang, insbesondere ein derartiger Versorgungsring oder ein Teil hiervon, bildet vorzugsweise ein sogenanntes Backbone in einem Kraftfahrzeug aus. Bei einem solchen Backbone handelt es sich um einen Haupt-Leistungsstrang in einem Bordnetz, speziell in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit einem elektromotorisch angetriebenen Fahrmotor. Der Backbone dient beispielsweise (auch) zur Leistungsversorgung eines solchen elektrischen Fahrmotors.
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Die beiden Versorgungstränge sind beispielsweise an parallelen Längsstrukturen des Fahrzeugs, wie beispielsweise an den Längsschwellern entlang verlaufend angeordnet.
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In bevorzugter Ausgestaltung führen im Betrieb zwei oder mehrere benachbarte Leiter gleiches Potential. Diese mehreren Leiter sind weiterhin vorzugsweise miteinander verbunden, können also beispielsweise bei der Einspeisung und / oder am Verbraucher gebrückt sein, um damit höhere Querschnittswerte und ein höhere Stromtragfähigkeit zu erzielen, insbesondere ohne dabei die Varianz von zu vielen Querschnittswerten zu vergrößern. Die einzelnen Leiter weisen daher vorzugsweise gleiche Querschnittswerte auf.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise stark vereinfachten Darstellungen:
- 1 eine stark vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer zonalen Bordnetzstruktur mit zwei parallel zueinander angeordneten Versorgungsträngen,
- 2 eine Querschnittsdarstellung durch einen Versorgungsstrang,
- 3 eine ausschnittsweise Seitendarstellung eines Versorgungsstrangs mit endseitig hervortretenden Leiterenden nach Art von Steckkontaktzungen sowie
- 4 eine Seitenansicht eines Versorgungsstrangs mit daran endseitig angeschlossenen dezentralen Steuergeräten.
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In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ein in der 1 stark vereinfacht dargestelltes Kraftfahrzeug 4 weist ein Bordnetz mit einer zonalen Bordnetzstruktur auf. Das Bordnetz weist ein Verteilungssystem 6 auf, welches im Ausführungsbeispiel mehrere Versorgungsstränge 8 sowie mehrere dezentrale Steuergeräte 10 aufweist. An die einzelnen dezentralen Steuergeräte 10 sind jeweils beispielsweise über Steckverbindungen ein oder mehrere Teilleitungssätze 12 angeschlossen (vergleiche hierzu beispielhaft 4).
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Das Bordnetz weist im Ausführungsbeispiel fünf Zonen 14 auf, wobei jeder Zone 14 jeweils ein dezentrales Steuergerät 10 zugeordnet ist. Das Verteilungssystem 6 ist grundsätzlich in einer hier nicht näher dargestellten Weise an einer Stromquelle, beispielsweise eine Batterie oder auch ein Generator angeschlossen.
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Das Verteilungssystem 6 ist im Ausführungsbeispiel als ein Leistungs- oder Stromverteilungssystem ausgebildet und dient zur Leistungsversorgung der angeschlossenen Komponenten. Bei dem zumindest einen Versorgungsstrang 8 handelt es sich vorzugsweise um einen zentralen Versorgungsstrang, also um einen Hauptverteilungsstrang, auch als Backbone bezeichnet. Ein solcher Backbone erstreckt sich typischerweise in einer Längsrichtung 18 von einem vorderen Kraftfahrzeugteil zu einem hinteren Kraftfahrzeugteil und dient beispielsweise auch zur Energieversorgung eines elektrischen Fahrmotors bei einem Hybrid oder Elektrofahrzeug.
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Die elektrische Leistung wird bevorzugt über ein oder zwei Einspeisestellen, insbesondere über ein oder zwei dezentrale (Zonen-) Steuergeräte 10 in den zumindest einen Versorgungsstrang 8 eingespeist.
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Wie weiterhin aus der 1 zu entnehmen ist, ist über einen jeweiligen Versorgungsstrang 8, der sich jeweils in Längsrichtung 18 erstreckt, eine vordere Zone 14 mit einer hinteren Zone 14 verbunden und zwar sind jeweils die dezentralen Steuergeräte 10 direkt an den Versorgungsstrang 8 angeschlossen. Ergänzend ist in der 1 dargestellt, dass zwei weitere Versorgungstränge 8 zur Querverbindung im vorderen Bereich sowie im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, die jeweils zwei vordere Zonen und zwei hintere Zonen und hier wiederum deren Steuergeräte 10 miteinander verbinden. Hierdurch ist insgesamt ein Versorgungsring gebildet, der vorzugsweise ein Backbone des Fahrzeuges bildet.
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Alternativ oder ggf. auch ergänzend zu der dargestellten Ringstruktur besteht die Möglichkeit, dass (lediglich) ein sich in Längsrichtung 18 erstreckender, beispielsweise mittig angeordneter Versorgungsstrang 8 quasi als mittiger Backbone ausgebildet ist und zwei Zonen miteinander verbindet.
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Anhand der Querschnittsdarstellung eines Versorgungsstrang gemäß der 2 ist zu erkennen, dass dieser einen Isolierträger 20 aufweist, welcher wiederum ein Basisteil 22 umfasst, in dem mehrere nebeneinander angeordnete Längsnuten 24 ausgebildet sind. Die Längsnuten 24 erstrecken sich in Längsrichtung 18. Die einzelnen Längsnuten 24 sind nach oben hin offen. An dieser offenen Seite ist also ein Öffnungsschlitz 26 definiert. Die einzelnen Längsnuten 24 sind voneinander jeweils durch Wandungen 28 Isolierend abgegrenzt. Zwei benachbarte Wandungen 28 schließen zwischen sich einen Aufnahmeraum ein, der zur Aufnahme eines jeweiligen Leiters 30 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind sämtliche Längsnuten 24 mit jeweils einem Leiter 30 belegt. Bei den Leitern 30 handelt es sich um blanke, massive Leiter, d. h. die Leiter bestehen aus massivem Material und sind ohne Isolierung ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel sind Rundleiter vorgesehen. Die Aufnahmeräume sind im Ausführungsbeispiel vorzugsweise ebenfalls an die runde Geometrie der Leiter 30 angepasst und sind im Querschnitt betrachtet ebenfalls zumindest im Wesentlichen kreisrund ausgebildet.
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Nach oben zum Öffnungsschlitz 26 hin verjüngt sich der Aufnahmeraum, sodass jeweils ein Hinterschnitt 32 ausgebildet ist. Die Wandung 28 überlappt daher im Bereich des Öffnungsschlitzes 26 den jeweiligen Leiter 30, sodass dieser formschlüssig gehalten ist. Die Wandungen 28 sind allgemein elastisch ausgebildet, sodass der jeweiligen Leiter 30 in einfacher Weise von oben in die jeweilige Längsnut 24 eingeclipst werden kann.
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Der Isolierträger 20 weist weiterhin einen Deckel 34 auf, welcher die Längsnuten 24 nach oben verschließt. Der Deckel 34 ist mit dem Basisteil 22 vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen verbunden.
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Gemäß einer bevorzugten, nicht näher dargestellten Weiterbildung weist der Versorgungsstrang 8 zwei oder auch mehrere Ebenen auf, wobei in jeder Ebene mehrere Leiter 30 durch Wandungen 28 getrennt nebeneinander angeordnet sind.
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Bevorzug weist eine jede Ebene einen Isolierträger 20 mit den Längsnuten 24 auf. Die Isolierträger 20 sind übereinander angeordnet, speziell sind die Öffnungsschlitze 26 in die gleiche Richtung orientiert. Bevorzugt bildet der Boden des einen Isolierträgers 20 einen Deckel für den darunterliegenden Isolierträger 24. Bevorzugt ist lediglich für den oberen Isolierträger 20 ist ein separater Deckel 34 vorgesehen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante sind die beiden Isolierträger 20 mit ihren Öffnungsschlitzen 26 aufeinander zugewandt.
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Die beiden Isolierträger 20 sind bevorzugt jeweils als eigenständige und insbesondere identische Baueinheiten ausgebildet. Sie sind beispielsweise aneinander geeignet befestigt.
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Wie anhand der 3 zu erkennen ist, stehen in bevorzugter Ausgestaltung die einzelnen Leiter 30, vorzugsweise sämtliche Leiter 30 endseitig in bzw. entgegen der Längsrichtung 18 über den Isolierträger 20 hinaus und bilden mit dem überstehenden Teilbereich Steckkontaktzungen 36 aus. Die Endstücke der Leiter 30 sind hierzu vorzugsweise mit einer Kontaktbeschichtung 38 versehen und beispielsweise versilbert oder verzinnt.
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Im eingebauten Zustand sind diese Steckkontaktzungen 36 bevorzugt unmittelbar in ein Steckerteil 40 zur Kontaktierung der Leiter eingesteckt, wie dies beispielsweise anhand der 4 zu entnehmen ist.
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Diese zeigt einen Versorgungsstrang 8, welcher beidendseitig jeweils an einem dezentralen Steuergerät 10 angeschlossen ist. In der linken Bildhälfte ist eine Situation dargestellt, bei der die einzelnen Steckkontaktzungen 36 unmittelbar in ein Steckerteil 40 des Steuergeräts 10 eingesteckt sind. Das Steckerteil 40 ist dabei Teil eines Gehäuses des Steuergeräts 10. Auf der rechten Bildhälfte ist das Steuergerät 10 über ein Zwischenkabel 42 angeschlossen, welches wiederum über hier zwei Steckerteile 40 mit den Steckkontaktzungen 36 des Versorgungsstrangs 8 verbunden ist.
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Die dezentralen Steuergeräte 10 weisen typischerweise mehrere Schnittstellen üblicherweise in Form von Steckanschlüssen 44 auf, über die jeweils ein Teilleitungssatz 12 angeschlossen werden kann. Ein solcher ist beispielhaft auf der linken Bildhälfte dargestellt. Diese Teilleitungssätze 12 weisen typischerweise eine verzweigte Struktur auf und weisen endseitig typischerweise wiederum Stecker auf, mit denen sie an einzelne Komponenten oder Verbraucher angeschlossen sind.
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Die Erfindung wurde vorliegend anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Vielmehr sind auch andere Ausgestaltungen im Rahmen der Ansprüche mit umfasst. Insbesondere lassen sich die einzelnen Merkmale, wie sie insbesondere in den Ansprüchen niedergelegt sind, beliebig miteinander kombinieren, ohne auf die Kombination der Merkmale des Ausführungsbeispiels beschränkt zu sein.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Kraftfahrzeug
- 6
- Verteilungssystem
- 8
- Versorgungsstrang
- 10
- dezentrales Steuergerät
- 12
- Teilleitungssatz
- 14
- Zone
- 18
- Längsrichtung
- 20
- Isolierträger
- 22
- Basisteil
- 24
- Längsnut
- 26
- Öffnungsschlitz
- 28
- Wandung
- 30
- Leiter
- 32
- Hinterschnitt
- 34
- Deckel
- 36
- Steckkontaktzunge
- 38
- Kontaktschicht
- 40
- Steckerteil
- 42
- Zwischenkabel
- 44
- Steckanschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012200979 A1 [0002]
