EP4309248A1 - Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem - Google Patents

Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem

Info

Publication number
EP4309248A1
EP4309248A1 EP22714819.4A EP22714819A EP4309248A1 EP 4309248 A1 EP4309248 A1 EP 4309248A1 EP 22714819 A EP22714819 A EP 22714819A EP 4309248 A1 EP4309248 A1 EP 4309248A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distribution system
conductors
supply line
insulating support
longitudinal grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22714819.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz Systeme GmbH filed Critical Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Publication of EP4309248A1 publication Critical patent/EP4309248A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/0207—Wire harnesses
    • B60R16/0215—Protecting, fastening and routing means therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0823—Parallel wires, incorporated in a flat insulating profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/168—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts the connecting locations being situated away from the rail or bus-bar
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/04—Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462—Tubings, i.e. having a closed section
    • H02G3/0487—Tubings, i.e. having a closed section with a non-circular cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/025—Contact members formed by the conductors of a cable end

Definitions

  • Distribution system for a vehicle electrical system and supply line for such a distribution system
  • the present invention relates to a distribution system, in particular a power distribution system for an on-board network of a motor vehicle, in particular for an on-board network with a modular/zonal on-board network structure.
  • the distribution system has a supply line which, when installed, is used for supply, in particular for power supply, to components connected to the supply line.
  • the invention further relates to such a supply line.
  • a supply line for supplying energy in a vehicle electrical system of a motor vehicle, in which several conductors in the manner of conductor rails are arranged within a common insulating jacket. This line connects several spatially separate areas within the motor vehicle with each other.
  • a zonal vehicle electrical system architecture is provided for this purpose, in which the vehicle electrical system is divided into different, spatially separate zones within the motor vehicle. Each of these zones is typically assigned a decentralized and preferably also standardized control device, which is also referred to as a zone control device and via which the necessary functions in a respective zone are controlled.
  • the individual control units are connected to a supply line specifically for power supply, in order to supply the consumers connected to the respective control unit with power and electricity. Proceeding from this, the present invention is based on the object of enabling a simple and cost-effective connection between two components, specifically between two such decentralized control devices within a zonal on-board network structure.
  • the object is achieved according to the invention by a distribution system for an on-board network of a motor vehicle with a preferably zonal on-board network structure and by a supply line for such a distribution system.
  • the distribution system has the supply line, which in the installed state serves to supply power to closed components, in particular decentralized control devices, preferably at the end of the supply line.
  • the supply line has an insulating support with a plurality of longitudinal grooves that are delimited in an insulating manner. In these bare and solid conductors are inserted and held in particular in the longitudinal grooves. The conductors are loosely inserted and held in the insulating support without being materially connected to the insulating support, for example.
  • the supply line therefore has at least two conductors, one being connected to a positive pole of a power source and the other to ground potential in a DC vehicle electrical system.
  • the supply line serves in particular to supply power to the connected components. In addition or as an alternative, it also serves to supply data to the connected components.
  • the supply line has the iso lierisme as a separate, independent unit with the longitudinal grooves introduced therein, which form mutually delimited channels in which the solid conductors are inserted.
  • This measure achieves a simple and also easily scalable construction.
  • a different number of conductors can be placed in the insulating support.
  • a particular advantage can be seen in the fact that there is no connection, in particular no material connection, between the conductor and the insulating part.
  • the insulating support can therefore be prefabricated independently of the conductors.
  • the insulating support is therefore an independent, prefabricated component.
  • the solid and bare conductors are preferably provided inexpensively as endless goods, which are cut to a desired conductor length.
  • the insulating support is designed in such a way that the conductors can be subsequently inserted into it.
  • the conductors can be inserted into the respective longitudinal groove from above and/or can be pushed into the respective longitudinal groove in a longitudinal direction.
  • the insulating support also forms a type of cable duct for receiving the conductors in the individual longitudinal grooves.
  • the cross section of the insulating support is preferably constant over its entire length.
  • the width of the insulating support ent preferably corresponds to the sum of the longitudinal grooves arranged next to one another together with the groove walls laterally delimiting the longitudinal grooves.
  • the supply strand is used in particular for power supply and the individual conductors preferably have a sufficiently large cross-sectional area for the transmission of currents of several amperes, preferably several 10A or even more than 50A or more than 100A.
  • the cross-sectional area of the conductors designed in particular as copper conductors is, for example, in a range between 2 mm 2 and 10 mm 2 , preferably in the range between 3 mm 2 and 5 mm 2 and especially 4 mm 2 .
  • both volume and weight can be saved by the configuration described here.
  • stranded conductors are used with conventional cores.
  • the structure described with the insulating support and the conductors laid therein also allows a high degree of variability and thus also configurability. In particular, subsequent changes are also possible without any problems.
  • the temperature stress is improved, so that improved thermal management is possible, for example when configuring the supply line, and the conductors - compared to conventional wires - can be redimensioned if necessary.
  • later recycling is significantly easier.
  • a bare conductor is used here, then this is understood to mean a conductor that has no insulation, that is to say in particular does not have an insulating jacket in the form of conventional core insulation. Also, the conductor is not embedded in insulating material, as is the case, for example, with conventional flat conductors or with the supply line known from the prior art mentioned at the outset.
  • An advantage of this bare design of the conductors can also be seen in the fact that this makes it possible to easily connect taps, in particular in the manner of a so-called direct contact, for example by directly connecting a branching conductor with a material connection, for example by friction welding. This enables easy connection of additional components.
  • the insulation and galvanic isolation of the conductors from one another is provided by the insulating support.
  • This consists for example of plastic. Because of their simple structure, such plastic carriers can be extruded as bulk goods.
  • the longitudinal grooves extend over the entire length of the insulating carrier. According to a preferred embodiment variant, this extends linearly throughout and has no branches and/or bends. It preferably runs within one plane.
  • the entire supply line can also be viewed as a power rail or supply profile rail.
  • the conductors are designed as solid round conductors. Due to their circular cross-section geometry, round conductors have some Advantages in particular compared to rails with a rectangular cross section. In particular, they offer advantages when laying, especially when inserting them into the insulating support. Copper or, alternatively, aluminum is preferably used as the conductor material.
  • the insulating support has a base part with the longitudinal grooves, which is open at the top, so that the conductors can be easily inserted and, in particular, pressed into the base part from above.
  • the conductors are therefore inserted perpendicular to their longitudinal direction and perpendicular to the longitudinal slots.
  • the base part is essentially U-shaped with at least one additional partition, preferably with a plurality of individual partitions, by which the longitudinal grooves are delimited from one another.
  • the cross-sectional geometry of the insulating support, especially of the longitudinal grooves together with the walls (groove walls) delimiting them, is preferably identical before and after the conductors are inserted. There is preferably only an elastic cal widening of lateral walls during insertion. Material deformation, for example by plasticizing or melting, does not take place.
  • the respective conductors are preferably held in a form-fitting manner in a respective longitudinal groove.
  • the formed form fit is effective transversely to the longitudinal direction of the longitudinal grooves, so that the conductors are secured against accidentally sliding out of the longitudinal groove upwards.
  • an undercut is provided for the formation of the form-fitting holder.
  • a wall which separates two adjacent longitudinal grooves from one another preferably widens--viewed in cross-section.
  • the respective wall therefore forms a partition.
  • the wall has a dovetail-like design at its free end.
  • the insulating support already has these widenings in the prefabricated state and regardless of whether a conductor is inserted.
  • a defined by two opposite walls interior or receiving space for the conductor so tapers towards the top.
  • the cross-sectional contour of the receiving space is preferably adapted to the cross-sectional contour of the conductor, ie when using a round conductor, the wall sections delimiting the longitudinal groove are preferably each (convexly) curved.
  • An opening slot formed at the top between two walls has an overall opening width that is smaller than the width and specifically the diameter of a respective conductor.
  • the walls are preferably designed to be elastic, so that they yield elastically to the side, ie perpendicular to the longitudinal direction, particularly in the area of the opening slot. This enables the conductor to be simply clipped into a respective longitudinal groove. Due to the elastic deflection, the walls can return to their original position after the conductor has been inserted
  • the individual walls and in particular the undercuts preferably extend continuously over the entire length of the insulating support.
  • elements for forming the undercut can also be arranged in sections, for example in the form of holding elements, especially holding lugs.
  • Both the retaining lugs and the specially shaped walls for forming the undercut are preferably one-piece and therefore monolithic components of the insulating support.
  • the insulating support has at least one base part, which is designed as a (plastic) extruded part.
  • the insulating support in particular the special base part, is therefore designed in the manner of a profile rail with a cross-sectional profile that remains constant in cross-section over the entire length.
  • the longitudinal grooves are preferably configured identically to one another, ie have the identical cross-sectional area. The same preferably also applies to the conductors, ie all solid conductors inserted into the longitudinal grooves have the same cross-sectional area.
  • the insulating support has, in addition to the base part, a cover which is attached to the base part in particular as an independent, prefabricated component, preferably in particular in a materially bonded manner.
  • a cover which is attached to the base part in particular as an independent, prefabricated component, preferably in particular in a materially bonded manner.
  • the cover is mechanically attached to the base part, for example by snapping it on. The conductors are reliably protected by the cover.
  • the cover extends continuously and without interruption over the entire length of the base part. In particular, this achieves additional insulation protection.
  • At least one of the conductors preferably protrudes, and preferably all conductors, protrude beyond the insulating support at the end and in particular also at both ends, so that free conductor ends are formed.
  • These each define a contact tongue, which is used for electrical contacting of the conductor with a subsequent compo nent and is also used accordingly in the connected state.
  • This contact tongue is preferably provided with a contact layer to improve the electrical transition contact.
  • the end of the conductor is silver-plated or tin-plated, for example.
  • the contact tongue is specially designed as a plug-in contact tongue, which is plugged into a plug part in the connected state. Due to the massive design of the respective conductor, they have a high degree of rigidity, so that they are directly suitable as plug contacts for plugging into a respective plug part and are also used as such.
  • a contact element for example, in particular in Is attached in the form of a cable lug, with which contact is then made with a component, for example via a screw fastening.
  • the contact tongue is at least one of the conductors and preferably the contact tongues of several conductors are angled. This means that the end of the conductor is oriented in a different direction than a longitudinal direction defined by the insulating support and the longitudinal grooves. Different conductor ends are preferably oriented differently. In particular, groups of conductor ends are oriented differently in each case. This creates more connection space, for example for a number of plug parts, with each plug part preferably accommodating a group of conductor ends.
  • the plug part is, for example, a plug part attached to a housing of a component, so that direct electrical contact is made with the component, specifically with a decentralized control unit, via this plug part.
  • the plug part is a plug part of a connecting or intermediate line via which the component or the control unit is connected. This strand is in particular special to a conventional cable harness.
  • the conductors are exclusively connected at both ends to a component, specifically to a control unit. There is therefore a direct 1:1 connection, without additional contacting or an additional connection of a conductor or a component taking place over the longitudinal extension of the supply line.
  • an expedient embodiment provides for a branch conductor to be connected to at least one of the conductors, preferably to a group of conductors. This is preferably via an integral connection, for example via so-called bonding or by welding connected to the conductor.
  • branches to other components or a connection to another similarly constructed supply line are formed.
  • the junction via the branch conductor can be a conventional cable connection.
  • the branching off is preferably again via a similar supply line, ie with an insulating support which has longitudinal grooves into which the branch conductor is inserted, in particular clipped, as a bare and, in particular, solid conductor.
  • a similar supply line ie with an insulating support which has longitudinal grooves into which the branch conductor is inserted, in particular clipped, as a bare and, in particular, solid conductor.
  • the walls of the longitudinal grooves are perforated laterally and the branch conductor is fed through.
  • the insulating support When installed, the insulating support is appropriately attached to a supporting structure of the motor vehicle or is part of such.
  • the insulating support is a separate component that is attached to the supporting structure.
  • an existing support structure is used or at least adapted for the insulating support. This is, for example, a paneling or body component. This means that the supporting structure itself has longitudinal grooves into which the conductors are inserted. This design variant in particular leads to a low additional weight. In general, there are no separate cable ducts in which insulated cables are routed.
  • the supply line preferably connects a front area of the motor vehicle with a rear area, ie leads, for example, from a front area to a rear area of the motor vehicle.
  • a support structure is understood to be any structure that has sufficient inherent rigidity to absorb the supply line and the loads associated with it.
  • the support structure is, for example, a body part, specifically a load-bearing body part, such as a side sill or a typically flat underbody, especially in an electric vehicle.
  • the supply line described here is used in particular in a so-called zonal vehicle electrical system, which is spatially separated from one another has spaced zones.
  • the supply line connects a plurality of zones, that is to say at least two and preferably exactly two zones with one another.
  • Each zone preferably has a decentralized control unit and the supply line connects at least and preferably precisely two control units to one another.
  • the zones are spatially and possibly also functionally predetermined areas within the motor vehicle.
  • a zone is, for example, the driver's or passenger's footwell area, a rear area, an instrument area, the engine area, etc.
  • the decentralized control unit controls the consumers and other electrical or electronic units contained in the respective zone decentrally, such as actuators or sensors, etc.
  • the decentralized control devices usually have processing units, that is to say an intelligence, in order to evaluate sensor signals or data signals, for example, and to control the consumers as a function thereof.
  • the decentralized control devices are usually connected to a central control device and communicate with it via data lines, in particular via a data bus. Accordingly, in a preferred embodiment, data lines are also laid in addition to the conductors for the power supply within the supply line.
  • these are designed, for example, as conventional, insulated and, for example, shielded data lines. These can also be clipped into a longitudinal groove.
  • a conductor is used as a combined data and power conductor both for the data line and for the current and power supply.
  • two preferably redundant supply lines are provided, which run specifically from a front part of the vehicle to a rear part of the vehicle.
  • the two supply lines are connected to one another via cross-connections.
  • mutually redundant conductors are each connected to one another via a branch conductor.
  • Two lateral supply strands are preferably connected to one another via two transverse connections which are spaced apart from one another in the longitudinal direction and which run in particular in the region of the connected components, so that a supply ring is formed.
  • the at least one supply line in particular such a supply ring or a part thereof, preferably forms a so-called backbone in a motor vehicle.
  • a backbone is a main power train in an on-board network, specifically in a hybrid or electric vehicle with a traction motor driven by an electric motor.
  • the backbone serves, for example, (also) to supply power to such an electric traction motor.
  • the two supply lines are arranged, for example, on parallel longitudinal structures of the vehicle, such as running along the side sills.
  • two or more adjacent conductors have the same potential during operation. These several conductors are also preferably connected to one another, so they can be bridged at the feed and/or at the consumer, for example, in order to achieve higher cross-sectional values and a higher current-carrying capacity, in particular without increasing the variance of too many cross-sectional values.
  • the individual conductors therefore preferably have the same cross-section values.
  • FIG. 1 shows a highly simplified representation of a motor vehicle with a zonal vehicle electrical system structure with two supply lines arranged parallel to one another
  • FIG. 2 shows a cross-sectional representation through a supply line
  • FIG. 3 shows a detail of a side view of a supply line with conductor ends protruding at the ends in the manner of plug-in contacts and
  • FIG. 4 shows a side view of a supply line with decentralized control devices connected to it at the end.
  • a motor vehicle 4 shown in greatly simplified form in FIG. 1 has an on-board network with a zonal on-board network structure.
  • the vehicle electrical system has a distribution system 6 which, in the exemplary embodiment, has a number of supply lines 8 and a number of decentralized control units 10 .
  • One or more partial wiring harnesses 12 are connected to the individual decentralized control devices 10, for example via plug-in connections (compare FIG. 4 by way of example).
  • the vehicle electrical system has five zones 14, with each zone 14 being assigned a decentralized control device 10 in each case.
  • the distribution system 6 is basically connected to a power source, for example a battery or a generator, in a manner not shown in detail here.
  • the distribution system 6 is in the form of a power or current distribution system and is used to supply power to the connected components.
  • the at least one supply line 8 is preferably a central supply line, ie a main distribution line, also referred to as a backbone.
  • a backbone typically extends in a longitudinal direction 18 from a front motor vehicle part to a rear motor vehicle part and is also used, for example, to supply energy to an electric traction motor in a hybrid or electric vehicle.
  • the electrical power is preferably fed into the at least one supply line 8 via one or two feed points, in particular via one or two decentralized (zone) control devices 10 .
  • a front zone 14 is connected to a rear zone 14 via a respective supply line 8, which extends in each case in the longitudinal direction 18, and the decentralized control units 10 are each connected directly to the supply line 8 .
  • FIG. 1 shows that two further supply lines 8 are provided for cross-connection in the front area and in the rear area of the motor vehicle, each of which connects two front zones and two rear zones and here in turn their control units 10 with one another.
  • a supply ring is formed overall, which preferably forms a backbone of the vehicle.
  • a supply line 8 extending in the longitudinal direction 18, for example arranged centrally is formed as a kind of central backbone and connects two zones to one another.
  • the cross-sectional representation of a supply line according to FIG. 2 shows that it has an insulating support 20, which in turn includes a base part 22 in which a plurality of longitudinal grooves 24 arranged next to one another are formed.
  • the longitudinal grooves 24 extend in the longitudinal direction 18.
  • the individual longitudinal grooves 24 are open at the top. An opening slot 26 is thus defined on this open side.
  • the individual longitudinal grooves 24 are separated from each other by insulating walls 28 .
  • Two adjacent walls 28 enclose a receiving space between them, which is designed to receive a respective conductor 30 .
  • all of the longitudinal grooves 24 are each assigned a conductor 30 .
  • the conductors 30 are bare, solid conductors, ie the conductors are made of solid material and are designed without insulation. Round conductors are provided in the exemplary embodiment.
  • the receiving spaces are preferably also in the embodiment Round geometry of the conductors 30 adapted and viewed in cross section are also at least substantially circular.
  • the receiving space tapers upwards toward the opening slot 26, so that an undercut 32 is formed in each case.
  • the wall 28 therefore overlaps the respective conductor 30 in the region of the opening slot 26, so that it is held in a form-fitting manner.
  • the walls 28 are generally elastic, so that the respective conductor 30 can be easily clipped into the respective longitudinal groove 24 from above. Alternatively, there is also the possibility that the conductors 30 are pushed into the longitudinal grooves 24 in the longitudinal direction 18 .
  • the base part 22 is therefore formed overall in the manner of an upwardly open Jardinka channel, which has a plurality of partition walls formed by the walls 28 to form the individual longitudinal grooves 26.
  • the base part 22 typically has a width which is formed by the number of longitudinal grooves and the walls 28 bounding them.
  • the walls typically have a width that is smaller than the width of the longitudinal grooves.
  • the insulating support 20 also has a cover 34 which closes the longitudinal grooves 24 at the top.
  • the cover 34 is preferably bonded to the base part 22, for example by welding.
  • the supply line 8 has two or more levels, with meh eral conductors 30 being arranged side by side in each level, separated by walls 28 .
  • Each level preferably has an insulating support 20 with the longitudinal grooves 24 .
  • the insulating support 20 are arranged one above the other, specifically the opening slots 26 are oriented in the same direction.
  • the base of one insulating support 20 preferably forms a cover for the underlying insulating support 24.
  • a separate cover 34 is preferably provided only for the upper insulating support 20 .
  • the two insulating supports 20 face each other with their opening slots 26 .
  • the two insulating supports 20 are preferably each designed as independent and in particular identical structural units. They are, for example, attached to each other.
  • the individual conductors 30, preferably all conductors 30, protrude beyond the insulating support 20 at the end in or counter to the longitudinal direction 18 and form plug-in contact tongues 36 with the projecting partial area.
  • the end pieces of the conductors 30 are preferably provided with a contact coating 38 and, for example, are silver-plated or tin-plated.
  • these plug-in contact tongues 36 are preferably plugged directly into a plug part 40 for contacting the conductors, as can be seen, for example, with reference to FIG.
  • a situation is shown in which the individual plug contact tongues 36 are plugged directly into a plug part 40 of the control unit 10 .
  • the plug part 40 is part of a housing of the control unit 10.
  • the control unit 10 is connected via an intermediate cable 42, which in turn is connected to the plug contact tongues 36 of the supply line 8 via two plug parts 40 here.
  • the decentralized control units 10 typically have a plurality of interfaces, usually in the form of plug-in connections 44, via which a sub-line set 12 can be connected in each case. Such is an example on the shown on the left half of the image.
  • These sub-cable sets 12 typically have a branched structure and typically in turn have plugs at the ends, with which they are connected to individual components or consumers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Connection Or Junction Boxes (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Details Of Indoor Wiring (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verteilungssystem (6) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs (4) mit einer insbesondere zonalen Bordnetzstruktur, welches einen Versorgungsstrang (8) aufweist, welcher im eingebauten Zustand zur Leistungsversorgung von endseitig an dem Versorgungsstrang (8) angeschlossenen Komponenten dient, wobei der Versorgungsstrang (8) einen Isolierträger (20) mit mehreren zueinander isolierend abgegrenzten Längsnuten (24) aufweist, in die blanke und massive Leiter (30) eingelegt, insbesondere eingeclipst sind.

Description

Beschreibung
Verteilungssystem für ein Bordnetz sowie Versorgungsstrang für ein solches Verteilungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilungssystem, insbesondere ein Strom verteilungssystem 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 Versor gung, insbesondere zur Leistungsversorgung von an dem Versorgungsstrang an geschlossenen Komponenten dient. Die Erfindung betrifft weiterhin einen solchen Versorgungsstrang.
Aus der DE 10 2012 200 979 A1 ist zur Energieversorgung in einem Bordnetz ei nes Kraftfahrzeugs ein Versorgungsstrang vorgesehen, bei dem innerhalb eines gemeinsamen Isoliermantels mehrere Leiter nach Art von Leiterschienen angeord net sind. Diese Leitung verbindet dabei mehrere räumlich getrennte Bereiche in nerhalb des Kraftfahrzeugs miteinander.
Aktuelle Entwicklungen bei Kraftfahrzeug-Bordnetzes gehen hin zu dezentralen Leistungsverteilungsstrukturen. Hierdurch wird eine Vereinfachung der Bordnetz struktur erreicht. Insbesondere ist hierzu eine sogenannte zonale Bordnetz-Archi- tektur 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 Steuerge rät 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 Leistungs versorgung angeschlossen, um die an dem jeweiligen Steuergerät angeschlosse nen Verbraucher mit Leistung und Strom zu versorgen. 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 Bord netzstruktur zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verteilungssystem für ein Bord netz eines Kraftfahrzeugs mit einer vorzugsweise zonalen Bordnetzstruktur sowie durch einen Versorgungsstrang für ein solches Verteilungssystem gelöst. Das Ver teilungssystem weist den Versorgungsstrang auf, welcher im eingebauten Zustand zur Leistungsversorgung von bevorzugt endseitig an dem Versorgungsstrang an geschlossenen 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.
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.
Der Versorgungsstrang dient insbesondere zur Leistungsversorgung der ange schlossenen Komponenten. Ergänzend oder alternativ dient er auch zur Datenver sorgung der angeschlossenen Komponenten.
Der Versorgungsstrang weist als eine separate, eigenständige Baueinheit den Iso lierträger mit den darin eingebrachten Längsnuten auf, die zueinander abge grenzte Kanäle bilden, in denen die massiven Leiter eingelegt sind. Durch diese Maßnahme ist ein einfacher und auch einfach skalierbarer Aufbau erzielt. So kön nen je nach Bedarf eine unterschiedliche Anzahl von Leiter in den Isolierträger ein gebracht 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. Bei dem Isolierträger handelt es sich daher um ein ei- genständiges, vorgefertigtes Bauteil. In gleicher Weise werden auch die massiven und blanken Leiter bevorzugt als Endlosware kostengünstig bereitgestellt, die auf eine gewünschte Leiterlänge abgelängt ist.
Der Isolierträger ist derart ausgebildet, dass die Leiter nachträglich in diesen ein- führbar sind. Die Leiter sind dabei insbesondere von oben in die jeweilige Längs nut einlegbar und / oder in einer Längsrichtung der jeweiligen Längsnut in diese einschiebbar.
Der Isolierträger bildet insofern auch eine Art Kabelkanal zur Aufnahme der Leiter in den einzelnen Längsnuten aus. Der Querschnitt des Isolierträgers ist dabei über seine gesamte Länge vorzugsweise konstant. Die Breite des Isolierträgers ent spricht dabei vorzugsweise der Summe der nebeneinander angeordneten Längs nuten zusammen mit den die Längsnuten seitlich begrenzenden Nutwänden. Der Versorgungsstrang dient insbesondere zur Leistungsversorgung und die ein zelnen 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 Querschnitts fläche 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.
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 ver wendet werden. Der beschriebene Aufbau mit dem Isolierträger und den darin ein gelegten Leitern erlaubt zudem eine hohe Variabilität und dadurch auch Konfigurierbarkeit. Speziell sind problemlos auch nachträgliche Änderungen mög lich. Weiterhin ist die Temperaturbeanspruchung verbessert, sodass ein verbes sertes Thermomanagement beispielsweise bei der Konfiguration des Versor gungsstrangs 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 we sentlich einfacher.
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 her kömmlichen Flachleitern oder bei dem aus dem eingangs angeführten Stand der Technik bekannten Versorgungsstrang der Fall ist. Ein Vorteil dieser blanken Aus führung der Leiter ist auch darin zu sehen, dass hierdurch in einfacher Weise Mit telabgriffe insbesondere nach Art einer sogenannten Direktkontaktierung ermög licht sind, beispielsweise indem ein abzweigender Leiter unmittelbar stoffschlüssig, beispielsweise durch Reibschweißen angeschlossen ist. Damit ist ein einfaches Anschließen weiterer Komponenten ermöglicht.
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 Isolierträ gers. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante erstreckt sich dieser durch gehend linear und weist keine Verzweigungen und/oder Biegungen auf. Bevorzugt verläuft er innerhalb einer Ebene.
Der gesamte Versorgungsstrang kann auch als eine Stromschiene oder Versor gungs-Profilschiene angesehen werden.
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. Als Leitermaterial wird bevorzugt Kupfer oder alternativ auch Aluminium einge setzt.
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 ausgebil det mit zumindest einer zusätzlichen Trennwand, vorzugsweise mit mehreren ein zelnen Trennwänden, durch die die Längsnuten voneinander abgegrenzt sind. Die Querschnittsgeometrie des Isolierträgers, speziell der Längsnuten zusammen mit den diese begrenzenden Wandungen (Nutwänden) ist vor und nach dem Einlegen der Leiter vorzugsweise identisch. Es erfolgt vorzugsweise lediglich ein elasti sches Aufweiten von seitlichen Wandungen beim Einlegen. Eine Materialumfor mung, beispielsweise durch ein Plastifizieren oder Aufschmelzen erfolgt nicht.
Bevorzugt sind die jeweiligen Leiter in einer jeweiligen Längsnut formschlüssig ge halten. Der ausgebildete Formschluss ist dabei quer zur Längsrichtung der Längs nuten wirksam, sodass die Leiter gegen ein unbeabsichtigtes Herausgleiten aus der Längsnut nach oben gesichert sind.
Zur Ausbildung der formschlüssigen Halterung ist insbesondere die Ausbildung ei nes Hinterschnitts vorgesehen. Hierzu verbreitert sich vorzugsweise - im Quer schnitt betrachtet - eine Wandung, welche zwei benachbarten Längsnuten vonei nander abtrennt. Die jeweilige Wandung bildet daher eine Trennwand. Beispiels- weise ist die Wandung an ihrem freien Ende schwalbenschwanzartig ausgebildet. Diese Verbreiterungen weist der Isolierträger bereits im vorgefertigten Zustand und unabhängig davon auf, ob ein Leiter eingelegt ist. Ein durch zwei gegenüberliegende Wandungen definierter Innen- oder Aufnahme raum für den Leiter verjüngt sich also nach oben hin. Die Querschnittskontur des Aufnahmeraums ist dabei vorzugsweise an die Querschnittskontur des Leiters an gepasst, d. h. bei der Verwendung eines Rundleiters sind die die Längsnut be- grenzenden Wandungsabschnitte vorzugsweise jeweils (konvex) gekrümmt aus gebildet.
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.
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 je- weilige Längsnut ermöglicht. Durch das elastische Ausweichen können die Wan dungen nach dem Einfügen der Leiter wieder in Ihre ursprüngliche Position zu rückkehren
Die einzelnen Wandungen und insbesondere auch die Hinterschnitte erstrecken sich vorzugsweise durchgehend über die gesamte Länge des Isolierträgers. Alter nativ zu der speziellen Formgebung der Wandungen zur Ausbildung des Hinter schnitts 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 Wandun- gen zur Ausbildung des Hinterschnitts jeweils einstückige und damit monolithische Bestandteile des Isolierträgers.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der Isolierträger zumindest ein Basisteil auf, welches als ein (Kunststoff-) Extrusionsteil ausgebildet ist. Der Isolierträger, insbe sondere das Basisteil ist daher nach Art einer Profilschiene mit im Querschnitt über die gesamte Länge gleichbleibendem Querschnittsprofil ausgebildet. 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 Querschnittsflä che auf.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der Isolierträger zusätzlich zum Basisteil einen Deckel auf, welcher am Basisteil insbesondere als ein eigenständiges, vorgefertig tes Bauteil befestigt ist und zwar vorzugsweise insbesondere stoffschlüssig. Zur stoffflüssigen Befestigung ist der Deckel beispielsweise durch Kleben, Schweißen, beispielsweise Reibschweißen, oder in sonstiger Weise mit den Basisteil verbun den. Alternativ zur stoffflüssigen Befestigung ist der Deckel mechanisch am Basis teil beispielsweise durch Aufrasten befestigt. Durch den Deckel sind die Leiter zu verlässig geschützt. Der Deckel erstreckt sich insbesondere durchgehend und un terbrechungsfrei über die gesamte Länge des Basisteils. Insbesondere wird dadurch ein zusätzlicher Isolierschutz erreicht.
Bevorzugt steht zumindest einer der Leiter und vorzugsweise stehen alle Leiter endseitig und insbesondere auch beidendseitig über den Isolierträger über, so- dass freie Leiterenden gebildet sind. Diese definieren jeweils eine Kontaktzunge, die zur elektrischen Kontaktierung des Leiters mit einer nachfolgenden Kompo nente 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 bei spielsweise versilbert oder verzinnt.
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, so- dass sie bereits als Steckkontakte zum Einstecken in ein jeweiliges Steckerteil un mittelbar geeignet sind und auch als solche verwendet werden.
Alternativ zu dem Einstecken in ein Steckerteil besteht die Möglichkeit, dass an ei ner 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.
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 ori entiert ist als eine durch den Isolierträger und die Längsnuten definierte Längsrich tung. Vorzugsweise sind unterschiedliche Leiterenden unterschiedlich orientiert. Insbe sondere sind jeweils Gruppen von Leiterenden unterschiedlich orientiert. Hier durch wird mehr Anschlussraum beispielsweise für mehrere Steckerteile geschaf fen, wobei vorzugsweise ein jeweiliges Steckerteil eine Gruppe an Leiterenden aufnimmt.
Bei dem Steckerteil handelt es sich beispielsweise um einen an einem Gehäuse einer Komponente angebrachtes Steckerteil, sodass also über dieses eine unmit telbare elektrische Kontaktierung mit der Komponente, speziell mit einem dezent ralen 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 insbe sondere um einen herkömmlichen Kabelstrang.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante sind die Leiter ausschließlich beidend- seitig 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. Alternativ hierzu ist in einer zweckdienlichen Ausgestaltung vorgesehen, dass zu mindest 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 Ab zweige zu weiteren Komponenten oder auch eine Verbindung zu einem weiteren gleichartig aufgebauten Versorgungsstrang ausgebildet. Bei der Abzweigung über den Abzweigleiter kann es sich um eine herkömmliche Kabelverbindung handeln. Alternativ erfolgt die Abzweigung vorzugsweise wiede rum über einen gleichartigen Versorgungsstrang d. h. mit einem Isolierträger, wel cher Längsnuten aufweist, in den der Abzweigleiter als blanker und insbesondere auch massiver Leiter eingelegt, insbesondere eingeclipst ist. Im Bereich des Ab- zweigs sind in bevorzugter Ausgestaltung die Wandungen der Längsnuten seitlich durchbrochen und der Abzweigleiter ist durchgeführt.
Der Isolierträger ist im eingebauten Zustand zweckdienlicher Weise an einer Trag struktur 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 vorhan dene 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 Ausfüh- rungsvariante führt zu einem geringen Zusatzgewicht. Allgemein wird auf separate Kabelkanäle verzichtet, in denen isolierte Leitungen geführt sind.
Bevorzugt verbindet der Versorgungsstrang einen vorderen Bereich des Kraftfahr zeugs mit einem hinteren Bereich, erführt also beispielsweise von einem Frontbe- reich 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.
Der vorliegend beschriebene Versorgungsstrang ist insbesondere bei einem soge nannten 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 Versor gungsstrang verbindet zumindest und vorzugsweise genau zwei Steuergeräte mit- einander.
Bei den Zonen handelt es sich um räumliche und gegebenenfalls auch funktionell vorgegebene Bereiche innerhalb des Kraftfahrzeugs. Eine derartige Zone ist bei spielsweise der Fahrer-, bzw. Beifahrerfußraumbereich, ein Heckbereich, ein Ar- maturenbereich, 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 an zusteuern. Die dezentralen Steuergeräte sind üblicherweise mit einem zentralen Steuergerät verbunden und kommunizieren mit diesem über Datenleitungen, ins besondere über einen Datenbus. Entsprechend ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass neben den Leitern zur Leistungsversorgung innerhalb des Versorgungsstrangs auch Datenlei tungen 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 Da- ten- und Leistungsleiter sowohl zur Datenleitung als auch zur Strom- und Leis tungsversorgung herangezogen.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind zwei vorzugsweise redundante Versor gungstränge vorgesehen, welche speziell von einem vorderen Fahrzeugteil zu ei- nem hinteren Fahrzeugteil verlaufen. Speziell bei der redundanten Auslegung ist beispielsweise vorgesehen, dass die beiden Versorgungstränge über Querverbin dungen miteinander verbunden sind. Hierzu sind beispielsweise zueinander re dundante Leiter jeweils über einen Abzweigleiter miteinander verbunden. Bevorzugt sind zwei seitliche Versorgungsstränge über zwei in Längsrichtung von einander beabstandete Querverbindungen, die insbesondere im Bereich der ange schlossenen Komponenten verlaufen, miteinander verbunden, so dass sich ein Versorgungsring bildet.
Der zumindest eine Versorgungsstrang, insbesondere ein derartiger Versorgungs ring oder ein Teil hiervon, bildet vorzugsweise ein sogenanntes Backbone in ei nem Kraftfahrzeug aus. Bei einem solchen Backbone handelt es sich um einen Haupt-Leistungsstrang in einem Bordnetz, speziell in einem Hybrid- oder Elektro- fahrzeug mit einem elektromotorisch angetriebenen Fahrmotor. Der Backbone dient beispielsweise (auch) zur Leistungsversorgung eines solchen elektrischen Fahrmotors.
Die beiden Versorgungstränge sind beispielsweise an parallelen Längsstrukturen des Fahrzeugs, wie beispielsweise an den Längsschwellern entlang verlaufend angeordnet.
In bevorzugter Ausgestaltung führen im Betrieb zwei oder mehrere benachbarte Leiter gleiches Potential. Diese mehreren Leiter sind weiterhin vorzugsweise mitei- nander 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 vorzugs weise gleiche Querschnittswerte auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren nä her erläutert. Diese zeigen in teilweise stark vereinfachten Darstellungen:
Figur 1 eine stark vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer zo nalen Bordnetzstruktur mit zwei parallel zueinander angeordneten Versorgungsträngen,
Figur 2 eine Querschnittsdarstellung durch einen Versorgungsstrang, Figur 3 eine ausschnittsweise Seitendarstellung eines Versorgungsstrangs mit endseitig hervortretenden Leiterenden nach Art von Steckkon taktzungen sowie
Figur 4 eine Seitenansicht eines Versorgungsstrangs mit daran endseitig an- geschlossenen dezentralen Steuergeräten.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen verse hen. Ein in der Figur 1 stark vereinfacht dargestelltes Kraftfahrzeug 4 weist ein Bord netz mit einer zonalen Bordnetzstruktur auf. Das Bordnetz weist ein Verteilungs system 6 auf, welches im Ausführungsbeispiel mehrere Versorgungsstränge 8 so wie 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 Figur 4).
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 Strom quelle, beispielsweise eine Batterie oder auch ein Generator angeschlossen.
Das Verteilungssystem 6 ist im Ausführungsbeispiel als ein Leistungs- oder Strom verteilungssystem ausgebildet und dient zur Leistungsversorgung der angeschlos- senen Komponenten. Bei dem zumindest einen Versorgungsstrang 8 handelt es sich vorzugsweise um einen zentralen Versorgungsstrang, also um einen Haupt verteilungsstrang, auch als Backbone bezeichnet. Ein solcher Backbone erstreckt sich typischerweise in einer Längsrichtung 18 von einem vorderen Kraftfahrzeug teil zu einem hinteren Kraftfahrzeugteil und dient beispielsweise auch zur Energie- Versorgung eines elektrischen Fahrmotors bei einem Hybrid oder Elektrofahrzeug. Die elektrische Leistung wird bevorzugt über ein oder zwei Einspeisestellen, ins besondere über ein oder zwei dezentrale (Zonen-) Steuergeräte 10 in den zumin dest einen Versorgungsstrang 8 eingespeist.
Wie weiterhin aus der Figur 1 zu entnehmen ist, ist über einen jeweiligen Versor gungsstrang 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 Figur 1 dargestellt, dass zwei weitere Versorgungstränge 8 zur Querverbin dung im vorderen Bereich sowie im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs vorgese hen sind, die jeweils zwei vordere Zonen und zwei hintere Zonen und hier wiede rum deren Steuergeräte 10 miteinander verbinden. Hierdurch ist insgesamt ein Versorgungsring gebildet, der vorzugsweise ein Backbone des Fahrzeuges bildet.
Alternativ oder ggf. auch ergänzend zu der dargestellten Ringstruktur besteht die Möglichkeit, dass (lediglich) ein sich in Längsrichtung 18 erstreckender, beispiels weise mittig angeordneter Versorgungsstrang 8 quasi als mittiger Backbone aus gebildet ist und zwei Zonen miteinander verbindet.
Anhand der Querschnittsdarstellung eines Versorgungsstrang gemäß der Figur 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 ein zelnen Längsnuten 24 sind nach oben hin offen. An dieser offenen Seite ist also ein Öffnungsschlitz 26 definiert. Die einzelnen Längsnuten 24 sind voneinander je weils durch Wandungen 28 Isolierend abgegrenzt. Zwei benachbarte Wandungen 28 schließen zwischen sich einen Aufnahmeraum ein, der zur Aufnahme eines je weiligen Leiters 30 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind sämtliche Längs nuten 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.
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 form schlüssig 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. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Leiter 30 in Längsrichtung 18 in die Längsnuten 24 eingeschoben wer den.
Das Basisteil 22 ist daher insgesamt nach Art eines nach oben offenen Kabelka nals ausgebildet, welcher mehrere durch die Wandungen 28 gebildete Trenn wände zur Ausbildung der einzelnen Längsnuten 26 aufweist. Das Basisteil 22 weist dabei typischerweise eine Breite auf, welche durch die Anzahl der Längsnu ten und den diese begrenzenden Wandungen 28 gebildet ist. Die Wandungen wei sen dabei typischerweise ein Breite auf, die kleiner als die Breite der Längsnuten ist.
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.
Gemäß einer bevorzugten, nicht näher dargestellten Weiterbildung weist der Ver sorgungsstrang 8 zwei oder auch mehrere Ebenen auf, wobei in jeder Ebene meh rere Leiter 30 durch Wandungen 28 getrennt nebeneinander angeordnet sind.
Bevorzug weist eine jede Ebene einen Isolierträger 20 mit den Längsnuten 24 auf. Die Isolierträger 20 sind übereinander angeordnet, speziell sind die Öffnungs schlitze 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.
Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante sind die beiden Isolierträger 20 mit ihren Öffnungsschlitzen 26 aufeinander zugewandt.
Die beiden Isolierträger 20 sind bevorzugt jeweils als eigenständige und insbeson dere identische Baueinheiten ausgebildet. Sie sind beispielsweise aneinander ge eignet befestigt.
Wie anhand der Figur 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 überste henden Teilbereich Steckkontaktzungen 36 aus. Die Endstücke der Leiter 30 sind hierzu vorzugsweise mit einer Kontaktbeschichtung 38 versehen und beispiels weise versilbert oder verzinnt.
Im eingebauten Zustand sind diese Steckkontaktzungen 36 bevorzugt unmittelbar in ein Steckerteil 40 zur Kontaktierung der Leiter eingesteckt, wie dies beispiels- weise anhand der Figur 4 zu entnehmen ist.
Diese zeigt einen Versorgungsstrang 8, welcher beidendseitig jeweils an einem dezentralen Steuergerät 10 angeschlossen ist. In der linken Bildhälfte ist eine Situ ation 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 Steu ergerät 10 über ein Zwischenkabel 42 angeschlossen, welches wiederum über hier zwei Steckerteile 40 mit den Steckkontaktzungen 36 des Versorgungsstrangs 8 verbunden ist.
Die dezentralen Steuergeräte 10 weisen typischerweise mehrere Schnittstellen üblicherweise in Form von Steckanschlüssen 44 auf, über die jeweils ein Teillei tungssatz 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.
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 Ausfüh rungsbeispiels beschränkt zu sein.
Bezugszeichenliste
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

Claims

Ansprüche
1. Verteilungssystem (6) für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs (4) mit einer ins besondere zonalen Bordnetzstruktur, welches einen Versorgungsstrang (8) aufweist, welcher im eingebauten Zustand zur Versorgung von an dem Ver sorgungsstrang (8) angeschlossenen Komponenten dient, dadurch gekenn zeichnet, dass der Versorgungsstrang (8) einen Isolierträger (20) mit mehre ren zueinander isolierend abgegrenzten Längsnuten (24) aufweist, in die blanke und massive Leiter (30) eingelegt sind.
2. Verteilungssystem (6) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Iso lierträger (20) als ein vorgefertigtes Bauteil ausgebildet ist, in das nachträg lich die Leiter (30) einsetzbar sind, insbesondere von oben in die Längsnuten (24) einsetzbar und / oder in einer Längsrichtung der Längsnuten (24) in diese einschiebbar.
3. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem die Leiter (30) als massive Rundleiter ausgebildet sind.
4. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Isolierträger (20) ein Basisteil (22) mit den Längsnuten (24) aufweist, wel ches nach oben offen ist, so dass die Leiter (30) von oben in das Basisteil (22) eingelegt werden können.
5. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein jeweiliger Leiter (30) in einer jeweiligen Längsnut (24) formschlüssig ge halten ist.
6. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem benachbarte Längsnuten (24) durch eine Wandung (28) voneinander ge trennt sind und die Wandung (28) zur Ausbildung eines Hinterschnitts (32) sich nach oben verbreitert.
7. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Isolierträger (20) als ein Extrusionsteil ausgebildet ist.
8. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Isolierträger (20) ein Basisteil (22) mit den Längsnuten (24) sowie einen Deckel (34) aufweist, welcher am Basisteil (22) insbesondere stoffschlüssig befestigt ist.
9. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest einer der Leiter (30) endseitig über den Isolierträger (20) hinaus steht und eine Kontaktzunge zur Kontaktierung des Leiters (30) ausbildet, die vorzugsweise mit einer Kontaktschicht (38) versehen ist.
10. Verteilungssystem (6) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Kontaktzunge als eine Steckkontaktzunge (36) ausgebildet ist, welche im an geschlossenen Zustand in ein Steckerteil (40) eingesteckt ist.
11. Verteilungssystem (6) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktzunge abgewinkelt ist und Kontaktzungen verschiedener Leiter (30) vorzugsweise unterschiedlich orientiert sind.
12. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leiter (30) ausschließlich beidendseitig mit einer Komponente verbunden sind.
13. Verteilungssystem (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei dem an zu- mindest einem der Leiter (30) ein Abzweigleiter über eine stoffschlüssige
Verbindung angeschlossen ist.
14. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Isolierträger (20) an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs (4) befestigt ist oder Teil einer solchen Tragstruktur ist.
15. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Bordnetz, dass mehrere räumliche voneinander beabstandete Zonen (14) aufweist und der Versorgungsstrang (8) mehrere Zonen (14) miteinander ver- bindet.
16. Verteilungssystem (6) dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Zonen (14) jeweils ein dezentrales Steuergerät (10) aufweisen und der Versor gungsstrang (8) zwei Steuergeräte (10) miteinander verbindet.
17. Verteilungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem zwei vorzugsweise redundante Versorgungstränge (8) vorgesehen sind, die parallel zueinander im Kraftfahrzeug (4) von einem vorderen Fahrzeugteil zu einem hinteren Fahrzeugteil verlaufen.
18. Versorgungsstrang (8) für ein Verteilungssystem (6) nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsstrang (8) einen Isolierträger (20) mit mehreren zueinander isolierend abgegrenzten Längsnuten (24) aufweist, in die blanke und massive Leiter (30) eingelegt sind.
EP22714819.4A 2021-03-15 2022-03-14 Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem Pending EP4309248A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021202496.3A DE102021202496A1 (de) 2021-03-15 2021-03-15 Verteilungssystem für ein Bordnetz sowie Versorgungsstrang für ein solches Verteilungssystem
PCT/EP2022/056578 WO2022194797A1 (de) 2021-03-15 2022-03-14 Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4309248A1 true EP4309248A1 (de) 2024-01-24

Family

ID=81325155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22714819.4A Pending EP4309248A1 (de) 2021-03-15 2022-03-14 Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4309248A1 (de)
JP (1) JP2024511596A (de)
CN (1) CN117015912A (de)
DE (1) DE102021202496A1 (de)
WO (1) WO2022194797A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022210080A1 (de) 2022-09-23 2024-03-28 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh Elektrischer Versorgungsstrang für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2070344B (en) * 1980-02-21 1983-10-19 Ward Goldstone Ltd Wiring harnesses
FR2607976A1 (fr) 1986-12-04 1988-06-10 Renault Dispositif de liaison electrique en multiplexage pour vehicule automobile
JPH0955235A (ja) 1995-08-15 1997-02-25 Yazaki Corp 電気接続用配線板
JP2647641B2 (ja) * 1996-01-23 1997-08-27 矢崎総業株式会社 自動車のワイヤーハーネス装置
JP2001177951A (ja) 1999-12-15 2001-06-29 Yazaki Corp 導電回路構造
DE10164990B4 (de) 2000-11-15 2014-04-03 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Kraftfahrzeugtür mit einer oder mehreren Leitungsverbindungen und Verfahren zur Montage der Leitungsverbindungen
SE522397C2 (sv) * 2002-11-05 2004-02-03 Volvo Lastvagnar Ab Kabelkanal för ett fordon samt metod för att montera ett kablage på ett fordon
DE102004041431A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-02 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zur Befestigung von Leitungen
DE102012200979A1 (de) 2012-01-24 2013-07-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energieversorgung und Stabilisierung des Bordnetzes mit Multischiene
JP6280861B2 (ja) * 2014-11-26 2018-02-14 矢崎総業株式会社 平面配索体モジュール
JP7000075B2 (ja) * 2017-08-29 2022-02-10 矢崎総業株式会社 車両用回路体
JP7449644B2 (ja) * 2018-10-16 2024-03-14 大和化成工業株式会社 配策材の結束構造
CN112467430A (zh) * 2019-08-21 2021-03-09 鸿盛国际有限公司 电线串接结构

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022194797A1 (de) 2022-09-22
CN117015912A (zh) 2023-11-07
JP2024511596A (ja) 2024-03-14
DE102021202496A1 (de) 2022-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112017003126B4 (de) Fahrzeugstromkreiskörper
DE3912210C2 (de)
DE102015216311B4 (de) Fahrzeug-Stromverteilungssystem
DE19548961C2 (de) Elektrischer Anschlußkasten
DE112017000622B4 (de) In einem Fahrzeug verlegte Fahrzeugschaltung
EP1992047B1 (de) Anordnung zur stromverteilung sowie deren kontaktierung und absicherung der abgehenden leitungen
DE112015005781T5 (de) Kraftfahrzeug-Stromversorgungsvorrichtung
DE112017003155B4 (de) Stromkreiskörper für fahrzeug
DE19857623A1 (de) Elektrisches Verbindungsmodul für eine Fahrzeuginstrumententafel
DE102011083761A1 (de) Elektrischer Verteiler
DE102017219214A1 (de) Verzweigungsaufbau und kabelbaum
DE102010042158B4 (de) Elektrisches Verteilergehäuse
DE102017210861B4 (de) Kabelbaum
WO2022194797A1 (de) Verteilungssystem für ein bordnetz sowie versorgungsstrang für ein solches verteilungssystem
EP2217495B1 (de) Trägerrohr für deckenelemente
DE102006045859B4 (de) Potentialverteiler für Kraftfahrzeuge
EP0031400B1 (de) Energieversorgungsanlage, insbesondere in einem Nutzfahrzeug
DE60016105T2 (de) Elektrisches Anschlussgehäuse
DE102017125687B3 (de) Dezentraler kleinverteiler, leitungssystem und herstellverfahren
DE19734872A1 (de) Verkabelung, insbesondere für Bordnetze von Kraftfahrzeugen
DE19753090C2 (de) Trägerprofil
WO2024062067A1 (de) Elektrischer versorgungsstrang für ein kraftfahrzeug
DE102006032882A1 (de) Potentialverteiler zur Verwendung im Leitungssatz eines Kraftfahrzeugs
WO2023110626A1 (de) Elektrischer versorgungsstrang sowie vorrichtung mit einem solchen versorgungsstrang
DE102022201987A1 (de) Stromschienen-Anordnung zur elektrischen Leistungsversorgung einer elektrischen Komponente sowie Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Stromschienen-Anordnung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231011

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR