Antriebsaqqreqatverkabelunqssvstem
Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregatverkabelungssystem für ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsaggregat zumindest eine elektrische Maschine umfasst, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats an einem Abtrieb des Antriebsstrangs bereit. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsaggregatverkabelungssystem für ein Kraftfahrzeug, das als Antriebsaggregat entweder einen reinen Elektroantrieb oder einen Hybridantrieb umfasst, wobei ein Hybridantrieb einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine und ein reiner Elektroantrieb keinen Verbrennungsmotor, sondern ausschließlich eine elektrische Maschine umfasst.
Bei aus der Praxis bekannten Kraftfahrzeugen ist die elektrische Maschine des Antriebsaggregats, welches als reiner Elektroantrieb oder als Hybridantrieb ausgebildet ist, einerseits über eine Hochspannungsverkabelung und andererseits über eine Niederspannungsverkabelung verkabelt. Der Niederspannungsverkabelung ist eine Sicherheitssteckverbindung zugeordnet, wobei dann, wenn die Sicherheitssteckverbindung der Niederspannungsverkabelung getrennt ist, die Hochspannungsverkabelung spannungsfrei ist, sodass eine Steckverbindung der Hochspannungsverkabelung spannungsfrei trennbar und verbindbar ist.
Die Sicherheitssteckverbindung der Niederspannungsverkabelung wird auch als HV-Interlock (High Voltage Interlock) oder als Pilotkontakt bzw. Pilotlinie bezeichnet.
Bei aus der Praxis bekannten Kraftfahrzeugen bzw. Antriebsaggregat- verkabelungssystemen ist diese Sicherheitssteckverbindung als separate Baugruppe ausgeführt. Es besteht daher die Gefahr, dass die Steckverbindung der Hochspannungsverkabelung von einer am Antriebsaggregat arbeitenden Person auch dann getrennt oder verbunden wird, wenn die Hochspannungsverkabelung noch unter Spannung steht. Dies ist aus Sicherheitsgründen von Nachteil. Ein weiterer Nachteil von aus der Praxis bekannten Antriebsaggregatver- kabelungssystemen besteht darin, dass insbesondere die Hochspannungsverkabelung im Betrieb zu Schwingungen angeregt wird, wodurch dieselbe beschädigt werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Antriebsaggregatverkabelungssystem zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Antriebsaggregatverkabelungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß führt ein Kabelhalter die Hochspannungsverkabelung, wobei der Kabelhalter derart relativ zur Steckverbindung der Hochspannungsverkabelung positioniert ist, dass dieselbe ausschließlich bei geöffnetem Kabelhalter trennbar ist, und wobei in den Kabelhalter die Sicherheitssteckverbindung derart integriert ist, dass entweder der Kabel halter erst dann geöffnet werden kann, wenn die Sicherheitssteckverbindung getrennt ist, oder dass beim Öffnen des Kabelhalters die Sicherheitssteckverbindung automatisch trennbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebsaggregatverkabelung besteht keine Gefahr, dass die Hochspannungsverkabelung infolge von Schwingungen beschädigt wird, da der Kabelhalter die Hochspannungsverkabelung führt und hält.
Da der Kabelhalter weiterhin relativ zur Steckverbindung der Hochspannungsverkabelung derart positioniert ist, dass dieselbe ausschließlich bei geöffnetem Kabelhalter trennbar ist, und weiterhin die Sicherheitssteckverbindung der Niederspannungsverkabelung derart in den Kabelhalter integriert ist, dass entweder der Kabelhalter erst dann geöffnet werden kann, wenn die Sicherheitssteckverbindung getrennt ist, oder beim Öffnen des Kabelhalters die Sicherheitsverbindung automatisch getrennt wird, besteht weiterhin keine Gefahr, dass die Steckverbindung der Hochspannungsverkabelung dann getrennt oder verbunden wird, wenn dieselbe noch unter Hochspannung steht.
Mit der Erfindung können demnach sämtliche Nachteile der aus der Praxis bekannten Antriebsaggregatverkabelungssysteme vermieden werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausschnitt aus einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines von oben gezeigten erfindungsgemäßen An- triebsaggregatverkabelungssystems;
Fig. 2 ein Detail des erfindungsgemäßen Antriebsaggregatverkabe- lungssystems in einer Ansicht von unten; und
Fig. 3 das Detail der Fig. 1 in einer Seitenansicht teilweise geschnitten entlang der Schnittrichtung III-III in Fig. 2.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsaggregatverkabe- lungssystem für ein Kraftfahrzeug, welches als Antriebsaggregat zumindest eine elektrische Maschine umfasst.
Die elektrische Maschine des Antriebsaggregats, die mit dem erfindungsgemäßen Antriebsaggregatverkabelungssystem zu verkabeln ist, kann entweder Bestandteil eines Hybridantriebs oder eine reinen Elektroantriebs sein.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welches als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb umfasst, nämlich im Bereich eines sogenannten Hybridmoduls 1 sowie eines erfindungsgemäßen Antriebsaggregatverkabelungssystems 2.
Eine im Detail nicht gezeigte, elektrische Maschine des Antriebsaggregats, die in das Hybridmodul 1 integriert ist, ist einerseits über eine Hochspannungsverkabelung 3 und andererseits über eine Niederspannungsverkabelung 4 verkabelt, wobei von der Hochspannungsverkabelung 3 drei Fasenkabel 3a, 3b und 3c gezeigt sind, die über eine gemeinsame Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung an die elektrische Maschine des Antriebsaggregats kontaktiert sind. Die Hochspannungsverkabelung 3 kontaktiert die elektrische Maschine des Antriebsaggregats mit einem in Fig. 1 nicht gezeigten Inverter bzw. Spannungswandler und damit einer Leistungselektronik.
Der Niederspannungsverkabelung 4 ist eine Sicherheitssteckverbindung 6 zugeordnet, die dann, wenn dieselbe getrennt bzw. geöffnet ist, die Hochspannungsverkabelung 3 spannungsfrei schaltet, wobei die Niederspannungsverkabelung 4 die elektrische Maschine des Antriebsaggregats entweder mit dem Inverter oder einer anderen Steuerungseinrichtung verkabelt. Dann, wenn der Inverter oder die andere Steuerungseinrichtung erkennt, dass die Sicherheitssteckverbindung 6 geöffnet bzw. getrennt ist, wird die Hochspannungsverkabelung 3 spannungsfrei geschaltet, sodass die Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 spannungsfrei getrennt sowie verbunden werden kann.
Das erfindungsgemäße Antriebsaggregatverkabelungssystem verfügt über einen Kabelhalter 7, der die Hochspannungsverkabelung 3, nämlich die Fasenkabel 3a, 3b und 3c derselben, führt, sodass dieselben im Betrieb zu keiner Schwingung neigen, und daher nicht durch Schwingung beschädigt werden können.
Der Kabelhalter 7 ist derart relativ zur Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 positioniert, dass dieselbe ausschließlich bei geöffnetem Kabelhalter 7 trennbar ist. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen dem Kabelhalter 7 und der Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 kleiner ist als die Stecklänge der Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3.
Weiterhin ist erfindungsgemäß die Sicherheitssteckverbindung 6 der Niederspannungsverkabelung 4 derart in den Kabelhalter 7 integriert, dass entweder der Kabelhalter 7 erst dann geöffnet werden kann, wenn die Sicherheitssteckverbindung 6 getrennt ist, oder dass beim Öffnen des Kabelhalters 7 die Sicherheitssteckverbindung 6 automatisch getrennt wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Kabelhalter 7 ein Unterteil 8 sowie ein Oberteil 9. In das Unterteil 8 des Kabelhalters 7 sind Durchgangsöffnungen 10a, 10b und 10c für die Fasenkabel 3a, 3b und 3c der Hochspannungsverkabelung 3 eingebracht. Das Oberteil 9 des Kabelhalters 7 kann mit dem Unterteil 8 im gezeigten Ausführungsbeispiel über Befestigungsschrauben 1 1 derart verschraubt werden, dass die Befestigungsschrauben 1 1 sowohl Ausnehmungen des Unterteils 8 als auch des Oberteils 9 durchdringen, sodass ein Außengewinde aufweisende Abschnitte 12 der Befestigungsschrauben 1 1 in ein Innengewinde aufweisende Ausnehmungen des Hybridmoduls 1 eingreifen, sodass beim Verschrauben des Oberteils 9 mit dem Unterteil 8 des Kabelhalters 7 der gesamte Kabelhalter 7 mit dem Hybridmodul 1 verschraubt wird.
Hierbei werden Oberteil 9 und Unterteil 8 des Kabelhalters 7 miteinander verpresst, um eine sichere Fixierung der in den Durchgangsöffnungen 10a, 10b und 10c des Kabelhalters 7 geführten Fasenkabel 3a, 3b und 3c der Hochspannungsverkabelung 3 zu gewährleisten.
Ein erstes Steckerteil 13 der Sicherheitssteckverbindung 6 ist dem Unterteil 8 des Kabelhalters 7 zugeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist das erste Steckerteil 13 der Sicherheitssteckverbindung 6 über ein als gebogenes Blech ausgebildetes Halteelement 14 mit dem Unterteil 8 des Kabelhalters 7 fest verbunden, wobei das Halteelement 14 hierzu in eine Nut 15, die an der Unterseite des Unterteils 8 ausgebildet ist, eingreift. Das Halteelement 14 verfügt über eine integrierte Rastierung für das erste Steckerteil 13.
Das erste Steckerteil 13, welches mit dem Unterteil 8 des Kabelhalters 7 fest verbunden ist, durchdringt gemäß Fig. 3 im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Ausnehmung 1 6 des Oberteils 9 des Kabelhalters 7, wobei in diesem Zustand ein als separate Baugruppe ausgebildetes zweites Steckerteil 17 der Sicherheitssteckverbindung 6 mit dem ersten Steckerteil 13 derselben verbunden ist. Nur dann, wenn das zweite Steckerteil 17 vom ersten Steckerteil 13 der Sicherheitssteckverbindung 6 getrennt und demnach die Sicherheitssteckverbindung 6 getrennt bzw. geöffnet ist, kann das Oberteil 9 des Kabelhalters 7 zum Unterteil 8 desselben verlagert werden, um den Kabelhalter 7 zu öffnen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel muss demnach, um den Kabelhalter 7 zu öffnen, zwingend die Sicherheitssteckverbindung 6 der Niederspannungsverkabelung getrennt sein, da dann, wenn das zweite Steckerteil 17 mit dem ersten Steckerteil 13 der Sicherheitssteckverbindung 6 gekoppelt und die Sicherheitssteckverbindung 6 geschlossen ist, das Oberteil 9 des Kabelhalters 7 relativ zum Unterteil 8 desselben nicht verlagert werden kann.
Bei geschlossener Sicherheitssteckverbindung 6 kann demnach der Kabelhalter 7 nicht geöffnet werden, wobei dann auch die Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 nicht betätigt, nämlich nicht geöffnet bzw. geschlossen, werden kann.
Im Unterschied zum gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass das zweite Steckerteil 17 dem Oberteil 9 des Kabelhalters 7 derart zugeordnet ist, dass beim Verlagern des Oberteils 9 relativ zum Unterteil 8 des Kabelhalters 7 die Sicherheitssteckverbindung 6 automatisch trennbar ist. In diesem Fall ist dann das erste Steckerteil 13 fest mit dem Unterteil 8 des Kabelhalters 7 und das zweite Steckerteil 17 der Sicherheitssteckverbindung 6 fest mit dem Oberteil 9 des Kabelhalters 7 verbunden.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach ein Antriebsaggregat- verkabelungssystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, in dessen Kabelhalter 7 für die Fasenkabel 3a, 3b und 3c der Hochspannungsverkabelung 3 die Sicherheitssteckverbindung 6 der Niederspannungsverkabelung 4 integriert ist. Nur dann, wenn die in den Kabelhalter 7 integrierte Sicherheitssteckverbindung 6 getrennt bzw. geöffnet ist, kann auf die Fasenkabel 3a, 3b und 3c der Hochspannungsverkabelung 3 zugegriffen werden. Da ferner der Abstand des Kabelhalters 7 zur Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 derart dimensioniert ist, dass die Stecklänge der Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 größer als der Abstand zwischen dem Kabelhalter 7 und der Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 ist, kann die Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 nur dann gelöst bzw. getrennt und verbunden werden, wenn der Kabelhalter 7 geöffnet und demnach die Sicherheitssteckverbindung 6 der Niederspannungsverkabelung 4 getrennt ist, sodass gewährleistet ist, dass die Steckverbindung 5 der Hochspannungsverkabelung 3 beim Zugriff auf dieselbe stets spannungsfrei ist.
Bezuqszeichen Hybridmodul
Antriebsaggregatverkabelungssystem Hochspannungsverkabelunga, 3b, 3c Fasenkabel
Niederspannungsverkabelung Steckverbindung
Sicherheitssteckverbindung
Kabelhalter
Unterteil
Oberteil
0a, 10b, 10c Durchgangsöffnung
1 Befestigungsschraube
2 Abschnitt
3 erstes Steckerteil
4 Halteelement
5 Nut
6 Ausnehmung
7 zweites Steckerteil