WO2017178372A1 - Power distributor for an on-board vehicle power system and associated on-board vehicle power system - Google Patents

Power distributor for an on-board vehicle power system and associated on-board vehicle power system Download PDF

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WO2017178372A1
WO2017178372A1 PCT/EP2017/058399 EP2017058399W WO2017178372A1 WO 2017178372 A1 WO2017178372 A1 WO 2017178372A1 EP 2017058399 W EP2017058399 W EP 2017058399W WO 2017178372 A1 WO2017178372 A1 WO 2017178372A1
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WO
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power
connection
busbar
terminal
ground
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PCT/EP2017/058399
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Inventor
Thomas Lang
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Robert Bosch Gmbh
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    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
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    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
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    • HELECTRICITY
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    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10272Busbars, i.e. thick metal bars mounted on the PCB as high-current conductors

Definitions

  • the invention is based on a power distributor for a vehicle electrical system according to the preamble of independent claim 1.
  • the present invention is also a vehicle electrical system with at least one such power distributor.
  • Current distributors for power distribution and routing of currents in a vehicle electrical system with various geometrical configurations are known from the prior art.
  • conventional fuses and relays are replaced by semiconductor switching elements.
  • a printed circuit board assembly for at least one electronic component which has at least one printed circuit board element which consists of a stack of layers of at least one electrically conductive layer and at least one electrically conductive layer.
  • a formed as an electrically conductive layer outer layer of the layer stack is formed for receiving at least one electronic component.
  • the printed circuit board element is formed from at least two printed circuit board segments and each printed circuit board segment has a layer stack of at least one inner conductor, at least one outer conductor and at least one insulating layer arranged between them.
  • the printed circuit board segments are connected to each other and at least one outer conductor is formed for receiving at least one electronic component.
  • the outer conductors are formed as a mechanically self-supporting structure of electrically conductive sheet.
  • a printed circuit board assembly with three circuit board segments is open - beard, which are connected to each other in a star shape. Disclosure of the invention
  • the power distributor for a vehicle electrical system with the features of independent claim 1 and the vehicle electrical system with the features of independent claim 11 each have the advantage that the busbars are not open at the ends but a closed polygon, preferably a hexagon (hexagon) or octagon (Octagon) form.
  • a plurality of power semiconductors can be connected in a low-impedance manner to the respective busbar by means of parallel current paths.
  • the power semiconductors have in embodiments of the power distributor for a vehicle electrical system according to the invention substantially lower lead resistances.
  • embodiments of the power distributor for a vehicle electrical system can avoid the problem that power semiconductors connected in parallel to a busbar load differently with current as a function of the distance to the feed-in point become.
  • it can be avoided by the same parallel current paths that the lifetime of the power semiconductors, which are closer to the Stromeinspeiseddling and thus are connected to a lower impedance, is shorter.
  • the busbars for the current input, the distributor and the ground are insulated from each other and have the same geometry.
  • symmetry of the proposed power distributor allows rotation of the power distributor at least along one axis, without having to change the wiring to the terminals. This is not possible in the conventional construction.
  • the same geometrical design of the bus bars in the power distribution, power distribution, and ground power distribution board allows uniform tools (e.g., bus bar stamping) to be used in manufacturing, which reduces manufacturing costs for the power distribution board.
  • Embodiments of the present invention provide a power distributor for a vehicle electrical system, which comprises at least one power connection, which is connected to a first busbar, at least one ground connection, which is connected to a second busbar, and at least one load output, which with a third Busbar is electrically connected, wherein the at least one load output via an associated power semiconductor whose first terminal is connected to the first busbar and the second terminal to the third busbar, electrically connectable to the first busbar, wherein the power semiconductor, the corresponding load output in the conductive state electrically connected to the first busbar and electrically isolated in the blocking state of the first busbar.
  • the at least one power connection and the at least one ground connection are arranged insulated against each other in an elongated connection dome, and the busbars are designed as closed polygons which are arranged symmetrically in different planes around the connection dome, each being arranged symmetrically around the connection dome
  • Edge of the first busbar has a first terminal region and each edge of the third busbar has a second terminal region, and wherein the first busbar is connected via at least two connecting webs to a first power terminal and the second busbar is connected via at least two connecting webs to a first ground terminal.
  • a vehicle electrical system with at least one vehicle battery and at least one such power distributor is proposed.
  • the proposed power distributor is designed so that multiple power distribution can be connected directly by connectors. This is not possible in the conventional construction. This advantageously results in scalability of the power distributor. This means that by interconnecting multiple power distributors, the number of possible outputs can be increased as needed.
  • Another advantage is that the power connection and the ground connection of interconnected power distributors are on the same side as with a single power distributor. This minimizes the design effort for the power distributor of a new vehicle, since existing space and cable assembly can be largely taken over from previous vehicles.
  • the third busbar can have a plurality of mutually insulated segments, which are each connected to a load output and can form a multi-channel distribution level.
  • at least one multi-channel distribution plane between a single-channel input plane, in which the first busbar is arranged, and a single-channel ground plane can be arranged, in which the second busbar is arranged. Due to the several superposed busbars for several load outputs, the plugs for these load outputs can also be arranged one above the other.
  • connection dome In a further aspect, it is possible to mount the at least one multi-channel distribution part rotatably around the connection dome, similar to a "magic cube.” This allows the load outputs to be turned on one side, for example, depending on the existing position of the cable supply lines at the installation location
  • the distribution boards can be used very uni- versally. electrically isolated and protected against external influences, such as moisture, water, heat, etc., for example by means of sealing lips.
  • the at least one distribution level may have a printed circuit board, in which the third
  • Busbar can be embedded, wherein the circuit board can carry electrical and / or electronic components of at least one driver and / or logic circuit for controlling the at least one power semiconductor.
  • connection dome may have at a first end the first power connection and a second ground connection and at a second end a second power connection and the first ground connection, wherein the first power connection can be connected to the second power connection via a first contact connection , and wherein the first ground fault uss can be connected via a second contact connection to the second ground terminal.
  • first power connection and the second ground connection and the second power connection and the first ground connection can each be arranged coaxially with each other. This results in a compact design of the power distribution, which can be contacted easily via appropriate connectors.
  • the at least one power connection and / or the at least one ground connection can each be embodied as a plug at one end of the connection dome and at the other end as a plug receptacle. This simplifies the connection of several power distributors according to the invention in order to increase the number of load outputs.
  • the first power connection for example, as a sleeve-shaped plug and the second ground terminal can be performed, for example, as a plug receptacle, wherein the second ground connection designed as a plug receptacle can be arranged within the first power connection designed as a sleeve-shaped plug.
  • the second power connection can be embodied, for example, as a socket-shaped plug receptacle and the first ground connection can be embodied, for example, as a plug, wherein the first ground connection embodied as a plug connector is embodied within the socket-shaped plug.
  • ckerness running second power connection can be arranged.
  • two power distribution can be electrically and mechanically interconnected, wherein a first end of a first terminal dome can be inserted into a second end of a second terminal dome, so that the power connector at the first end of the first terminal dome with the corresponding power supply on second end of the second terminal dome can be connected, and the ground terminal at the first end of the first terminal dome can be connected to the corresponding ground terminal at the second end of the second terminal dome.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a power distributor according to the invention for a vehicle electrical system.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the various levels of the power distributor according to the invention for a vehicle electrical system from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an embodiment of a distribution plane for a power distributor according to the invention for a vehicle electrical system.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of two power distributors according to the invention for a vehicle electrical system of FIG. 1, which can be connected to one another via a plug connection.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an input level of the power distributor according to the invention for a vehicle electrical system from FIG. 1.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a conventional busbar with a plurality of power semiconductors arranged in series.
  • the exemplary embodiment of a power distributor 1 for a vehicle electrical system comprises at least one power connection 5, which is connected to a first power rail 12, at least one ground connection 7, which is connected to a second power rail 32 , and at least one load output A, which is electrically connected to a third busbar 22.
  • the at least one load output A is electrically connectable to the first bus bar 12 via an associated power semiconductor T whose first terminal D is connected to the first bus bar 12 and whose second terminal S is connected to the third bus bar 22.
  • the power semiconductor T electrically connects the corresponding load output A to the first bus bar 12 in the conductive state and electrically isolates the corresponding load output A in the blocking state from the first bus bar 12.
  • the at least one power connection 5 and the at least one ground connection 7 are insulated from each other in one elongated terminal dome 9 arranged and the busbars 12, 22, 32 are designed as closed polygons, which are arranged in different planes 10, 20, 30 against each other symmetrically around the terminal dome 9 are arranged.
  • each edge of the first busbar 12 has a first connection region D1, D2, D3, D4, D5, D6 and each edge of the third busbar 22 has a second connection region S1, S2, S3, S4, S5, S6.
  • the first busbar 12 is connected via at least two connecting webs 14 to a first power connection 5.1 and the second busbar 32 is connected via at least two connecting webs 34 to a first ground connection 7.1.
  • busbars 12, 22, 32 are superimposed, are insulated from one another and have the same geometry.
  • the busbars 12, 22, 32 are not open at the ends but form a closed hexagon (hexagon).
  • the busbars 12, 22, 32 also form other symmetrical polygons, such as an octagon (octagon).
  • a housing 3 of the power distributor 1 in the illustrated embodiment is also hexagonal.
  • the internal structure of the power distributor 1 consists of a plurality of superposed busbars 12, 22, 32.
  • busbars 12, 22, 32 are connected both power semiconductors T and other electrical and / or electronic components of an electronic driver and / or logic circuit T / L .
  • the superposed busbars 12, 22, 32 are electrically insulated from each other by suitable insulation, so that a plane structure is formed.
  • the insulation can be implemented, for example, as a corresponding layer of a printed circuit board 28, on which the busbar 22 is arranged, or as an insulating coating 16 of the busbar 12.
  • the insulating coating can be applied, for example, with a 3D printing process.
  • the first bus bar 12 is connected to the power connection 5 via six connecting webs 14 and forms a single-channel input plane 10, each edge of the first bus bar 12, which is designed as a polygon (here as a hexagon), over a Connecting web 14 is connected to the power connector 5.
  • the vertices of the polygon (here as a hexagon) running first bus bar 12 can be connected to the power connector 5.
  • the third bus bar 22 designed as a polygon has a plurality of segments 24 which are electrically insulated from one another by insulating elements 26 and each have one of the second connection areas S1, S2, S3, S4, S5, S6 and are connected to a load output A, so that a multi-channel distribution level 20 is formed.
  • the number of segments 24 corresponds to the number of edges of the polygon, wherein the insulating elements 26 are arranged in the illustrated embodiment at the corners of the polygon.
  • the second busbar 32 is connected via six connecting webs 34 to the ground terminal 7 and forms a single-channel ground plane 30, wherein each edge of the polygon (here as a hexagon) running second busbar 32 is connected via a connecting web 34 to the power connector 5.
  • the corner points of the polygon (here as a hexagon) executed second busbar 32 are connected to the ground terminal 7.
  • a multi-channel distribution level 20 is located between the single-channel entrance level 10, in which the first one
  • Bus bar 12 is arranged, and arranged the single-channel ground plane 30, in which the second bus bar 32 is arranged.
  • the conventional fuses are replaced by power semiconductors T, which are designed as MOSFETs (metal oxide semiconductor field-effect transistors) in a D2PAK design.
  • the first connection D corresponds to a drain connection of the field effect transistor
  • the second connection S corresponds to a source connection of the field effect transistor
  • a control connection G corresponds to a gate connection of the field effect transistor.
  • the power semiconductors T have their first terminals D via a first connection region D1, D2, D3, D4, D5, D6 to the first busbar 12 and the power connection 5 and with their second connections S in each case via a second connection region S1, S2 , S3, S4,
  • the distribution plane 20A may comprise a conventional printed circuit board 28, which is designed, for example, in thin-film technology, and electronic and / or electrical components 29 of the at least one driver and / or logic circuit T / L for driving the at least one power semiconductor T carries.
  • the printed circuit board 28 may lie inside the polygons (in this case hexagons) spanned by the busbars 12, 22, 32.
  • the distribution plane 20A, the third busbar 22A is embedded with their segments 24A in the circuit board 28, wherein the segments 24A are electrically separated from each other by respective insulation 26A.
  • a plurality of distribution levels 20 between the input level 10 and the ground plane 30 can be arranged so that the load outputs A are arranged one above the other and also the connector for these load outputs A can be stacked.
  • the at least one distribution plane 20, similar to a "magic cube" can be mounted rotatably around the connection dome 9.
  • the load outputs A can be turned, for example, to one side, depending on the existing position of the cable feeders at the installation location
  • the distribution levels 20 with the load outputs A are correspondingly electrically insulated from one another and protected against external influences such as moisture, water, heat, etc., for example by means of sealing lips.
  • a current connection 5 for the current which is to be distributed to the load outputs A by means of the current distributor 1, and a ground connection 7 are respectively arranged on the upper side and on the underside of the housing 3.
  • the connection dome 9 guided out of the housing 3 has the first power connection 5.1 and a second ground connection 7.2 at a first, here the upper end.
  • the connection dome 9 has a second power connection 5.2 and the first ground connection 7.1.
  • first power connection 5.1 is connected to the second power connection 5.2 via a first contact connection 5.3 routed inside the connection dome 9
  • the first ground connection 7.1 is connected to the second earth connection 7.2 via a second contact connection 7.3 routed in the interior of the connection dome 9.
  • the connection dome 9 comprises an electrically insulating main body, in which the first contact connection 5.3 and the second contact connection 7.3 are electrically insulated from each other, wherein the base body of the connection dome 9 is preferably designed as a plastic injection molded part.
  • the first power connection 5.1 and the second ground connection 7.2 and the second power connection 5.2 and the first ground connection 7.1 are each arranged coaxially with one another.
  • the at least one power connection 5 and / or the at least one ground connection 7 can each be embodied as a plug at one end of the connection dome 9 and as a plug receptacle at the other end.
  • the first power terminal 5.1 is designed as a sleeve-shaped plug and the second ground terminal 7.2 as a plug receptacle.
  • the second ground connection 7.2 designed as a plug receptacle is arranged within the first power connection 5.1 designed as a sleeve-shaped plug.
  • the second power connection 5.2 is designed as a socket-shaped plug receptacle and the first ground connection 7.1 is designed as a plug.
  • the first ground connection 7.1 designed as a plug is arranged within the second power connection 5.2 designed as a socket-shaped plug receptacle.
  • Ground connections 5, 7 are designed, for example, for currents or loads in the range from 10A to several 100A.
  • two power distributors 1A, 1B according to the invention can be electrically and mechanically connected to one another in the illustrated embodiment.
  • a first end of a first connection dome 9A can be plugged into a second end of a second connection dome 9B, so that the power connection 5 at the first end of the first connection dome 9A is connected to the corresponding power connection 5 at the second end of the second terminal dome 9B, and the ground terminal 7 at the first end of the first terminal dome 9A is connected to the corresponding ground terminal 7 at the second end of the second terminal dome 9B.
  • connection domes 9A, 9B Due to the embodiments of the connection domes 9A, 9B, it is possible to connect several power distributors 1A, 1B directly to each other electrically and mechanically, so that scalability of the distributors is advantageously made possible. This means that by interconnecting a plurality of power distributors 1A, 1B, the number of possible load outputs A can be increased as needed. Another advantage is that the power connection 5 and the grounding bolt 7 of the interconnected power distributors 1A, 1B are arranged on the same side as in a single power distributor 1A, IB. This minimizes the design effort for the power distribution 1 of a new vehicle, since existing space and cable assembly can be largely taken over from predecessor vehicles.
  • FIG. 5 and 6 show the comparison of the current path or the electrical resistance R, R 'of the bus bar 12 designed as a polygon, which is connected to the power connection 5 via a plurality of connecting webs 14, in comparison to a conventional end-to-end bus bar 12'.
  • the outer first terminal regions D3, D6 for the power semiconductors T are connected to a higher impedance than the inner terminal regions D1, D2, D4, D5.
  • the voltage drop across the supply line resistors R ' produces a characteristic loss line depending on the current load.
  • a supply resistance of 3xR' which is three times the supply resistance R 'of the internal connection regions D1 and D4 equivalent.
  • a supply resistance of 2xR 'results in the example shown.
  • the asymmetry of the supply line resistance along the length of the busbar can lead to the power semiconductors T, which are connected to more inward-lying first connection regions D1, D4, having a higher current load and failing earlier.
  • Embodiments of the present invention provide a power distributor for a vehicle on-board network, which advantageously provides alternative control systems. offers constructive solutions to switch high currents of approx. 10-100A as continuous load at the load outputs with small geometrical dimensions.
  • a power distributor up to twelve outputs can be provided, wherein the plug essentially determines the size of the power distributor.
  • the geometry of the power distribution can be optimized for small spaces, the plug can be arranged to the load outputs in an advantageous manner so that the plug does not determine the size of the housing.
  • the proposed form of the power distributor according to the invention provides a solution that uses many smaller power distribution in the vehicle, the smaller power distribution can be easily electrically connected by connectors directly to provide more load outputs available.

Abstract

The invention relates to a power distributor (1) for an on-board vehicle power system, having at least one current connection (5) which is connected to a first busbar (12), at least one ground connection (7) which is connected to a second busbar (32), and at least one load output (A) which is electrically connected to a third busbar (22), wherein the at least one load output (A) can be electrically connected to the first busbar (12) via an assigned power semiconductor (T), the first connection (D) of which is connected to the first busbar (12) and the second connection (S) of which is connected to the third busbar (22), wherein the power semiconductor (T) electrically connects the corresponding load output (A) in the conductive state to the first busbar (12), and in the off state it electrically disconnects it from the first busbar (12), and said invention relates to an on-board vehicle power system having at least one such power distributor (1). In this context, the at least one power connection (5) and the at least one ground connection (7) are isolated from one another in an elongate connecting dome (9) and the busbars (12, 22, 32) are embodied as enclosed polygons which are arranged insulated from one another in various planes (10, 20, 30) symmetrically around the connection dome (9), wherein each edge of the first busbar (12) has a first connecting region, and each edge of the third busbar (22, 22A) has a second connecting region, and wherein the first busbar (12) is connected to a first power connection (5.1) via at least two connecting webs (14), and the second busbar (32) is connected to a first ground connection (7.1) via at least two connecting webs (34).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz und zugehöriges Fahrzeugbordnetz Die Erfindung geht aus von einem Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Fahrzeugbordnetz mit mindestens einem solchen Stromverteiler. Aus dem Stand der Technik sind Stromverteiler zur Stromverteilung und Führung von Strömen in einem Fahrzeugbordnetz mit verschiedenen geometrischen Gestaltungen bekannt. In modernen Stromverteilern für Fahrzeugbordnetze werden herkömmliche Schmelzsicherungen und Relais durch Halbleiterschaltelemente ersetz.  The invention is based on a power distributor for a vehicle electrical system according to the preamble of independent claim 1. The present invention is also a vehicle electrical system with at least one such power distributor. Current distributors for power distribution and routing of currents in a vehicle electrical system with various geometrical configurations are known from the prior art. In modern power distribution systems for vehicle wiring systems, conventional fuses and relays are replaced by semiconductor switching elements.
Aus der DE 102 03 827 AI ist eine Leiterplattenanordnung für mindestens ein elektronisches Bauelement bekannt, welche wenigstens ein Leiterplattenelement aufweist, welches aus einem Schichtenstapel aus wenigstens einer elektrisch leitenden Schicht und wenigstens einer elektrisch leitenden Schicht besteht. Eine als elektrisch leitende Schicht ausgebildete Außenschicht des Schichtenstapels ist zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauelements ausgebildet. Das Leiterplattenelement ist aus wenigstens zwei Leiterplattensegmenten gebildet und jedes Leiterplattensegment weist einen Schichtenstapel aus wenigstens einem Innenleiter, wenigstens einem Außenleiter und wenigstens einer dazwi- sehen angeordneten Isolationsschicht auf. Die Leiterplattensegmente sind miteinander verbunden und wenigstens ein Außenleiter ist zur Aufnahme mindestens eines elektronischen Bauelements ausgebildet. Hierbei sind die Außenleiter als mechanisch selbsttragende Struktur aus elektrisch leitfähigem Blech ausgebildet. Zudem wird eine Leiterplattenanordnung mit drei Leiterplattensegmenten offen - bart, welche sternförmig miteinander verbunden sind. Offenbarung der Erfindung From DE 102 03 827 AI a printed circuit board assembly for at least one electronic component is known, which has at least one printed circuit board element which consists of a stack of layers of at least one electrically conductive layer and at least one electrically conductive layer. A formed as an electrically conductive layer outer layer of the layer stack is formed for receiving at least one electronic component. The printed circuit board element is formed from at least two printed circuit board segments and each printed circuit board segment has a layer stack of at least one inner conductor, at least one outer conductor and at least one insulating layer arranged between them. The printed circuit board segments are connected to each other and at least one outer conductor is formed for receiving at least one electronic component. Here, the outer conductors are formed as a mechanically self-supporting structure of electrically conductive sheet. In addition, a printed circuit board assembly with three circuit board segments is open - beard, which are connected to each other in a star shape. Disclosure of the invention
Der Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Fahrzeugbordnetz mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 haben jeweils den Vorteil, dass die Stromschienen an den Enden nicht offen sind sondern ein geschlossenes Vieleck, vorzugsweise ein Hexagon (Sechseck) oder Oktagon (Achteck) bilden. Durch diese Symmetrie des vorgeschlagenen Stromverteilers können mehrere Leistungshalbleiter durch parallele Strompfade niederohmig an die jeweilige Stromschiene angebunden werden. Im Vergleich mit herkömmlichen Lösungen, bei welchen die Leistungshalbleiter in einer Reihe angeordnet sind, so dass sich unterschiedliche Zuleitungswiderstände für die Leistungshalbleiter ergeben, weisen die Leistungshalbleiter bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz wesentlich niedrigere Zuleitungswiderstände auf. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn die Anzahl der Verbindungsstege zwischen dem Stromanschluss und der ersten Stromschiene und/oder zwischen dem Mas- seanschluss und der zweiten Stromschiene der Anzahl der Ecken des Vielecks entspricht. Dadurch weisen alle Zuleitungswiderstände der Anschlussbereiche für die Leistungshalbleiter den gleichen Wert auf, da sich für jeden Anschlussbereich gleiche parallele Strompfade zum Stromanschluss ergeben. Durch die niedrigeren Zuleitungswiderstände ergeben sich bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz für die Leistungshalbleiter im Betrieb niedrigere Spannungsabfälle und Verluste an diesen Leistungshalbleitern. Zudem wir der ohmsche Widerstand der Stromschienen durch parallele Stromführung zu den Leistungshalbleitern optimiert. The power distributor for a vehicle electrical system with the features of independent claim 1 and the vehicle electrical system with the features of independent claim 11 each have the advantage that the busbars are not open at the ends but a closed polygon, preferably a hexagon (hexagon) or octagon (Octagon) form. As a result of this symmetry of the proposed power distributor, a plurality of power semiconductors can be connected in a low-impedance manner to the respective busbar by means of parallel current paths. In comparison with conventional solutions in which the power semiconductors are arranged in a row, resulting in different supply line resistances for the power semiconductors, the power semiconductors have in embodiments of the power distributor for a vehicle electrical system according to the invention substantially lower lead resistances. This effect can be further enhanced if the number of connecting webs between the power connection and the first busbar and / or between the ground connection and the second busbar corresponds to the number of corners of the polygon. As a result, all the supply line resistances of the connection regions for the power semiconductors have the same value, since identical parallel current paths for the current connection result for each connection region. The lower lead resistances result in embodiments of the power distributor according to the invention for a vehicle electrical system for the power semiconductors during operation lower voltage drops and losses of these power semiconductors. In addition, we optimized the ohmic resistance of the busbars by parallel power supply to the power semiconductors.
Da die Anschlussbereiche der Leistungshalbleiter nicht entlang einer Linie aufgereiht sind, sondern in Form einer vieleckigen Symmetrie angeordnet sind, können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz das Problem vermeiden, dass parallel an eine Stromschiene angebundene Leistungshalbleiter in Abhängigkeit vom Abstand zum Einspeisepunkt unterschiedlich mit Strom belastet werden. Zudem kann durch die gleichen parallelen Strompfade vermieden werden, dass die Lebenszeit der Leistungshalbleiter, welche näher am Stromeinspeisepunkt liegen und somit niederohmiger angebunden sind, kürzer ist. Since the terminal regions of the power semiconductors are not lined up along a line but are arranged in the form of a polygonal symmetry, embodiments of the power distributor for a vehicle electrical system according to the invention can avoid the problem that power semiconductors connected in parallel to a busbar load differently with current as a function of the distance to the feed-in point become. In addition, it can be avoided by the same parallel current paths that the lifetime of the power semiconductors, which are closer to the Stromeinspeisepunkt and thus are connected to a lower impedance, is shorter.
Die Stromschienen für den Stromeingang, den Verteiler und die Masse liegen übereinander voneinander isoliert und haben die gleiche Geometrie. Die hoheThe busbars for the current input, the distributor and the ground are insulated from each other and have the same geometry. The height
Symmetrie des vorgeschlagenen Stromverteilers lässt je nach Einbauort ein Drehen des Stromverteilers zumindest entlang einer Achse zu, ohne dass die Verkabelung zu den Anschlüssen geändert werden muss. Dies ist in der herkömmlichen Bauweise nicht möglich. Durch die gleiche geometrische Gestaltung der Stromschienen im Stromverteiler für den Stromeingang, die Stromverteilung und die Masse können einheitliche Werkzeuge (z.B. Stanzen von Stromschienen) in der Fertigung eingesetzt werden, was die Fertigungskosten für den Stromverteiler reduziert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz zur Verfügung, welcher mindestens einen Stroman- schluss, welcher mit einer ersten Stromschiene verbunden ist, mindestens einen Masseanschluss, welcher mit einer zweiten Stromschiene verbunden ist, und mindestens einen Lastausgang umfasst, welcher mit einer dritten Stromschiene elektrisch verbunden ist, wobei der mindestens eine Lastausgang über einen zugeordneten Leistungshalbleiter, dessen erster Anschluss mit der ersten Stromschiene und dessen zweiter Anschluss mit der dritten Stromschiene verbunden ist, elektrisch mit der ersten Stromschiene verbindbar ist, wobei der Leistungshalbleiter den korrespondierenden Lastausgang im leitenden Zustand elektrisch mit der ersten Stromschiene verbindet und im sperrenden Zustand elektrisch von der ersten Stromschiene isoliert. Hierbei sind der mindestens eine Stroman- schluss und der mindestens eine Masseanschluss gegeneinander isoliert in einem länglichen Anschlussdom angeordnet und die Stromschienen sind als geschlossene Vielecke ausgeführt, welche in verschiedenen Ebenen gegeneinan- der isoliert symmetrisch um den Anschlussdom angeordnet sind, wobei jedeDepending on the installation location, symmetry of the proposed power distributor allows rotation of the power distributor at least along one axis, without having to change the wiring to the terminals. This is not possible in the conventional construction. The same geometrical design of the bus bars in the power distribution, power distribution, and ground power distribution board allows uniform tools (e.g., bus bar stamping) to be used in manufacturing, which reduces manufacturing costs for the power distribution board. Embodiments of the present invention provide a power distributor for a vehicle electrical system, which comprises at least one power connection, which is connected to a first busbar, at least one ground connection, which is connected to a second busbar, and at least one load output, which with a third Busbar is electrically connected, wherein the at least one load output via an associated power semiconductor whose first terminal is connected to the first busbar and the second terminal to the third busbar, electrically connectable to the first busbar, wherein the power semiconductor, the corresponding load output in the conductive state electrically connected to the first busbar and electrically isolated in the blocking state of the first busbar. In this case, the at least one power connection and the at least one ground connection are arranged insulated against each other in an elongated connection dome, and the busbars are designed as closed polygons which are arranged symmetrically in different planes around the connection dome, each being arranged symmetrically around the connection dome
Kante der ersten Stromschiene einen ersten Anschlussbereich und jede Kante der dritten Stromschiene einen zweiten Anschlussbereich aufweist, und wobei die erste Stromschiene über mindestens zwei Verbindungsstege mit einem ersten Stromanschluss verbunden ist und die zweite Stromschiene über mindestens zwei Verbindungsstege mit einem ersten Masseanschluss verbunden ist. Zudem wird ein Fahrzeugbordnetz mit mindestens einer Fahrzeugbatterie und mindestens einem solchen Stromverteiler vorgeschlagen. Der vorgeschlagene Stromverteiler ist so gestaltet, dass mehrere Stromverteiler durch Steckverbinder direkt miteinander verbunden werden können. Dies ist in der herkömmlichen Bauweise nicht möglich. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Skalierbarkeit des Stromverteilers. Das bedeutet, dass durch Zusammenschalten mehrerer Stromverteiler die Anzahl der möglichen Ausgänge je nach Bedarf erhöht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Stroman- schluss und der Masseanschluss zusammengeschalter Stromverteiler auf der gleichen Seite erfolgt, wie bei einem einzelnen Stromverteiler. Dies minimiert den Konstruktionsaufwand für den Stromverteiler eines neuen Fahrzeugs, da bereits vorhandenen Bauräume und Kabelkonfektion weitgehend aus Vorgängerfahr- zeugen übernommen werden können. Edge of the first busbar has a first terminal region and each edge of the third busbar has a second terminal region, and wherein the first busbar is connected via at least two connecting webs to a first power terminal and the second busbar is connected via at least two connecting webs to a first ground terminal. In addition, a vehicle electrical system with at least one vehicle battery and at least one such power distributor is proposed. The proposed power distributor is designed so that multiple power distribution can be connected directly by connectors. This is not possible in the conventional construction. This advantageously results in scalability of the power distributor. This means that by interconnecting multiple power distributors, the number of possible outputs can be increased as needed. Another advantage is that the power connection and the ground connection of interconnected power distributors are on the same side as with a single power distributor. This minimizes the design effort for the power distributor of a new vehicle, since existing space and cable assembly can be largely taken over from previous vehicles.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz und des im un- abhängigen Patentanspruch 11 angegebenen Fahrzeugbordnetzes möglich. The measures and refinements recited in the dependent claims make possible advantageous improvements of the power distributor for vehicle on-board network specified in independent patent claim 1 and the vehicle electrical system specified in independent patent claim 11.
Besonders vorteilhaft ist, dass die dritte Stromschiene mehrere gegeneinander isolierte Segmente aufweisen kann, welche jeweils mit einem Lastausgang verbunden werden und eine mehrkanalige Verteilebene bilden können. Zudem kann mindestens eine mehrkanalige Verteilebene zwischen einer einkanaligen Eingangsebene, in welcher die erste Stromschiene angeordnet ist, und einer einkanaligen Masseebene angeordnet werden, in welcher die zweite Stromschiene angeordnet ist. Durch die mehreren übereinander angeordneten Stromschienen für mehrere Lastausgänge, können die Stecker für diese Lastausgänge ebenfalls übereinander angeordnet werden. In einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, die mindestens eine mehrkanalige Verteileben, ähnlich wie bei einem„Zauberwürfel", drehbar um den Anschlussdom zu lagern. Dadurch können die Lastausgänge je nach der vorhandenen Lage der Kabelzuführungen am Einbauort beispielsweise auf eine Seite gedreht werden. Was den Stromverteiler sehr uni- verseil einsetzbar macht. Die Ebenen mit den Verteilerausgängen sind entspre- chend voneinander elektrisch isoliert und gegen äußere Einflüsse, wie Feuchtigkeit, Wasser, Hitze usw. beispielsweise mittels Dichtlippen geschützt. It is particularly advantageous that the third busbar can have a plurality of mutually insulated segments, which are each connected to a load output and can form a multi-channel distribution level. In addition, at least one multi-channel distribution plane between a single-channel input plane, in which the first busbar is arranged, and a single-channel ground plane can be arranged, in which the second busbar is arranged. Due to the several superposed busbars for several load outputs, the plugs for these load outputs can also be arranged one above the other. In a further aspect, it is possible to mount the at least one multi-channel distribution part rotatably around the connection dome, similar to a "magic cube." This allows the load outputs to be turned on one side, for example, depending on the existing position of the cable supply lines at the installation location The distribution boards can be used very uni- versally. electrically isolated and protected against external influences, such as moisture, water, heat, etc., for example by means of sealing lips.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromverteilers kann die mindestens eine Verteilebene eine Leiterplatte aufweisen, in welche die dritteIn an advantageous embodiment of the power distributor according to the invention, the at least one distribution level may have a printed circuit board, in which the third
Stromschiene eingebettet werden kann, wobei die Leiterplatte elektrische und/oder elektronische Bauteile mindestens einer Treiber- und/oder Logikschaltung zur Ansteuerung des mindestens einen Leistungshalbleiters tragen kann. Busbar can be embedded, wherein the circuit board can carry electrical and / or electronic components of at least one driver and / or logic circuit for controlling the at least one power semiconductor.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromverteilers kann der Anschlussdom an einem ersten Ende den ersten Stromanschluss und einen zweiten Masseanschluss und an einem zweiten Ende einen zweiten Stromanschluss und den ersten Masseanschluss aufweisen, wobei der erste Stromanschluss über eine erste Kontaktverbindung mit dem zweiten Stromanschluss verbunden werden kann, und wobei der erste Massesehl uss über eine zweite Kontaktverbindung mit dem zweiten Masseanschluss verbunden werden kann. Zudem können der erste Stromanschluss und der zweite Masseanschluss und der zweite Stromanschluss und der erste Masseanschluss jeweils koaxial zueinander angeordnet werden. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauform des Stromverteilers, die einfach über entsprechende Steckverbindungen kontaktiert werden kann. Der mindestens eine Stromanschluss und/oder der mindestens eine Masseanschluss können jeweils an einem Ende des Anschlussdoms als Stecker und am anderen Ende als Steckeraufnahme ausgeführt werden. Dies vereinfacht das Verbinden von mehreren erfindungsgemäßen Stromverteilern, um die Anzahl der Lastausgänge zu erhöhen. In a further advantageous embodiment of the power distributor according to the invention, the connection dome may have at a first end the first power connection and a second ground connection and at a second end a second power connection and the first ground connection, wherein the first power connection can be connected to the second power connection via a first contact connection , and wherein the first ground fault uss can be connected via a second contact connection to the second ground terminal. In addition, the first power connection and the second ground connection and the second power connection and the first ground connection can each be arranged coaxially with each other. This results in a compact design of the power distribution, which can be contacted easily via appropriate connectors. The at least one power connection and / or the at least one ground connection can each be embodied as a plug at one end of the connection dome and at the other end as a plug receptacle. This simplifies the connection of several power distributors according to the invention in order to increase the number of load outputs.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromverteilers kann der erste Stromanschluss beispielsweise als hülsenförmiger Stecker und der zweite Masseanschluss kann beispielsweise als Steckeraufnahme ausge- führt werden, wobei der als Steckeraufnahme ausgeführte zweite Masseanschluss innerhalb des als hülsenförmiger Stecker ausgeführten ersten Stromanschlusses angeordnet werden kann. Zudem kann der zweite Stromanschluss beispielsweise als buchsenförmige Steckeraufnahme und der erste Masseanschluss kann beispielsweise als Stecker ausgeführt werden, wobei der als Ste- cker ausgeführte erste Masseanschluss innerhalb des als buchsenförmige Ste- ckeraufnahme ausgeführten zweiten Stromanschlusses angeordnet werden kann. In a further advantageous embodiment of the power distributor according to the invention, the first power connection, for example, as a sleeve-shaped plug and the second ground terminal can be performed, for example, as a plug receptacle, wherein the second ground connection designed as a plug receptacle can be arranged within the first power connection designed as a sleeve-shaped plug. In addition, the second power connection can be embodied, for example, as a socket-shaped plug receptacle and the first ground connection can be embodied, for example, as a plug, wherein the first ground connection embodied as a plug connector is embodied within the socket-shaped plug. ckeraufnahme running second power connection can be arranged.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bordnetzes können beispielsweise zwei Stromverteiler elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden, wobei ein erstes Ende eines ersten Anschlussdoms in ein zweites Ende eines zweiten Anschlussdoms eingesteckt werden kann, so dass der Stromanschluss am ersten Ende des ersten Anschlussdoms mit dem korrespondierenden Stromanschluss am zweiten Ende des zweiten Anschlussdoms verbunden werden kann, und der Masseanschluss am ersten Ende des ersten Anschlussdoms kann mit dem korrespondierenden Masseanschluss am zweiten Ende des zweiten Anschlussdoms verbunden werden. In an advantageous embodiment of the electrical system according to the invention, for example, two power distribution can be electrically and mechanically interconnected, wherein a first end of a first terminal dome can be inserted into a second end of a second terminal dome, so that the power connector at the first end of the first terminal dome with the corresponding power supply on second end of the second terminal dome can be connected, and the ground terminal at the first end of the first terminal dome can be connected to the corresponding ground terminal at the second end of the second terminal dome.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawing, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz. Fig. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a power distributor according to the invention for a vehicle electrical system.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Ebenen des erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz aus Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic illustration of the various levels of the power distributor according to the invention for a vehicle electrical system from FIG. 1.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verteilebene für einen erfindungsgemäßen Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz. 3 shows a schematic illustration of an embodiment of a distribution plane for a power distributor according to the invention for a vehicle electrical system.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung von zwei erfindungsgemäßen Stromverteilern für ein Fahrzeugbordnetz aus Fig. 1, die über eine Steckverbindung miteinander verbindbar sind. Fig. 4 shows a schematic representation of two power distributors according to the invention for a vehicle electrical system of FIG. 1, which can be connected to one another via a plug connection.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Eingangsebene des erfindungsgemäßen Stromverteilers für ein Fahrzeugbordnetz aus Fig. 1. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Stromschiene mit mehreren in Reihe angeordneten Leistungshalbleitern. Ausführungsformen der Erfindung 5 shows a schematic representation of an input level of the power distributor according to the invention for a vehicle electrical system from FIG. 1. Fig. 6 shows a schematic representation of a conventional busbar with a plurality of power semiconductors arranged in series. Embodiments of the invention
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stromverteilers 1 für ein Fahrzeugbordnetz mindestens einen Stromanschluss 5, welcher mit einer ersten Stromschiene 12 verbun- den ist, mindestens einen Masseanschluss 7, welcher mit einer zweiten Stromschiene 32 verbunden ist, und mindestens einem Lastausgang A, welcher mit einer dritten Stromschiene 22 elektrisch verbunden ist. Der mindestens eine Lastausgang A ist über einen zugeordneten Leistungshalbleiter T, dessen erster An- schluss D mit der ersten Stromschiene 12 und dessen zweiter Anschluss S mit der dritten Stromschiene 22 verbunden ist, elektrisch mit der ersten Stromschiene 12 verbindbar. Der Leistungshalbleiter T verbindet den korrespondierenden Lastausgang A im leitenden Zustand elektrisch mit der ersten Stromschiene 12 und isoliert den korrespondierenden Lastausgang A im sperrenden Zustand elektrisch von der ersten Stromschiene 12. Hierbei sind der mindestens eine Stromanschluss 5 und der mindestens eine Masseanschluss 7 gegeneinander isoliert in einem länglichen Anschlussdom 9 angeordnet und die Stromschienen 12, 22, 32 sind als geschlossene Vielecke ausgeführt, welche in verschiedenen Ebenen 10, 20, 30 gegeneinander isoliert symmetrisch um den Anschlussdom 9 angeordnet sind. Hierbei weist jede Kante der ersten Stromschiene 12 einen ers- ten Anschlussbereich Dl, D2, D3, D4, D5, D6 und jede Kante der dritten Stromschiene 22 einen zweiten Anschlussbereich Sl, S2, S3, S4, S5, S6 auf. Zudem ist die erste Stromschiene 12 über mindestens zwei Verbindungsstege 14 mit einem ersten Stromanschluss 5.1 verbunden und die zweite Stromschiene 32 ist über mindestens zwei Verbindungsstege 34 mit einem ersten Masseanschluss 7.1 verbunden. As is apparent from FIGS. 1 and 2, the exemplary embodiment of a power distributor 1 according to the invention for a vehicle electrical system comprises at least one power connection 5, which is connected to a first power rail 12, at least one ground connection 7, which is connected to a second power rail 32 , and at least one load output A, which is electrically connected to a third busbar 22. The at least one load output A is electrically connectable to the first bus bar 12 via an associated power semiconductor T whose first terminal D is connected to the first bus bar 12 and whose second terminal S is connected to the third bus bar 22. The power semiconductor T electrically connects the corresponding load output A to the first bus bar 12 in the conductive state and electrically isolates the corresponding load output A in the blocking state from the first bus bar 12. Here, the at least one power connection 5 and the at least one ground connection 7 are insulated from each other in one elongated terminal dome 9 arranged and the busbars 12, 22, 32 are designed as closed polygons, which are arranged in different planes 10, 20, 30 against each other symmetrically around the terminal dome 9 are arranged. In this case, each edge of the first busbar 12 has a first connection region D1, D2, D3, D4, D5, D6 and each edge of the third busbar 22 has a second connection region S1, S2, S3, S4, S5, S6. In addition, the first busbar 12 is connected via at least two connecting webs 14 to a first power connection 5.1 and the second busbar 32 is connected via at least two connecting webs 34 to a first ground connection 7.1.
Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, liegen die Stromschienen 12, 22, 32 übereinander, sind voneinander isoliert und haben die gleiche Geometrie. Die Stromschienen 12, 22, 32 sind an den Enden nicht offen sondern bilden ein ge- schlossenes Sechseck (Hexagon). Selbstverständlich können die Stromschienen 12, 22, 32 auch andere symmetrische Vielecke, wie beispielsweise ein Achteck (Oktagon) bilden. Des Weiteren ist in Fig. 1 ein Gehäuse 3 des Stromverteilers 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls hexagonal ausgeführt. Der innere Aufbau des Stromverteilers 1 besteht aus mehreren übereinanderliegenden Stromschienen 12, 22, 32. An diese Stromschienen 12, 22, 32 sind sowohl Leistungshalbleiter T als auch andere elektrische und/oder elektronische Bauelemente einer elektronischen Treiber- und/oder Logikschaltung T/L angebunden. Die übereinander liegenden Stromschienen 12, 22, 32 sind durch geeignete Isolierungen gegeneinander elektrisch isoliert, so dass eine Ebenenstruktur entsteht. Die Isolierung kann beispielsweise als entsprechende Schicht einer Leiterplatte 28, auf welcher die Stromschiene 22 angeordnet ist, oder als isolierende Be- schichtung 16 der Stromschiene 12 ausgeführt werden. Die isolierende Be- schichtung kann beispielsweise mit einem 3D-Druckverfahren aufgebracht werden. As is further apparent from FIGS. 1 and 2, the busbars 12, 22, 32 are superimposed, are insulated from one another and have the same geometry. The busbars 12, 22, 32 are not open at the ends but form a closed hexagon (hexagon). Of course, the busbars 12, 22, 32 also form other symmetrical polygons, such as an octagon (octagon). Furthermore, in Fig. 1, a housing 3 of the power distributor 1 in the illustrated embodiment is also hexagonal. The internal structure of the power distributor 1 consists of a plurality of superposed busbars 12, 22, 32. To these busbars 12, 22, 32 are connected both power semiconductors T and other electrical and / or electronic components of an electronic driver and / or logic circuit T / L , The superposed busbars 12, 22, 32 are electrically insulated from each other by suitable insulation, so that a plane structure is formed. The insulation can be implemented, for example, as a corresponding layer of a printed circuit board 28, on which the busbar 22 is arranged, or as an insulating coating 16 of the busbar 12. The insulating coating can be applied, for example, with a 3D printing process.
Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist die erste Stromschiene 12 über sechs Verbindungsstege 14 mit dem Stromanschluss 5 verbunden und bildet eine einkanalige Eingangsebene 10 aus, wobei jede Kante der als Vieleck (hier als Sechseck) ausgeführten ersten Stromschiene 12 über einen Verbindungssteg 14 mit dem Stromanschluss 5 verbunden ist. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Eckpunkte der als Vieleck (hier als Sechseck) ausgeführten ersten Stromschiene 12 mit dem Stromanschluss 5 verbunden werden. Die als Vieleck (hier als Sechseck) ausgeführte dritte Stromschiene 22 weist mehrere durch Isolierelemente 26 elektrisch gegeneinander isolierte Segmente 24 auf, welche jeweils einen der zweiten Anschlussbereiche Sl, S2, S3, S4, S5, S6 aufweisen und mit einem Lastausgang A verbunden sind, so dass eine mehr- kanalige Verteilebene 20 entsteht. Die Anzahl der Segmente 24 entspricht der Anzahl der Kanten des Vielecks, wobei die Isolierelemente 26 im dargestellten Ausführungsbeispiel an den Ecken des Vielecks angeordnet sind. Die zweite Stromschiene 32 ist über sechs Verbindungsstege 34 mit dem Masseanschluss 7 verbunden und bildet eine einkanalige Masseebene 30 aus, wobei jede Kante der als Vieleck (hier als Sechseck) ausgeführten zweiten Stromschiene 32 über einen Verbindungssteg 34 mit dem Stromanschluss 5 verbunden ist. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Eckpunkte der als Vieleck (hier als Sechseck) ausgeführten zweiten Stromschiene 32 mit dem Massean- schluss 7 verbunden werden. As can be further seen from FIGS. 1 and 2, the first bus bar 12 is connected to the power connection 5 via six connecting webs 14 and forms a single-channel input plane 10, each edge of the first bus bar 12, which is designed as a polygon (here as a hexagon), over a Connecting web 14 is connected to the power connector 5. In one embodiment, not shown, the vertices of the polygon (here as a hexagon) running first bus bar 12 can be connected to the power connector 5. The third bus bar 22 designed as a polygon (here as a hexagon) has a plurality of segments 24 which are electrically insulated from one another by insulating elements 26 and each have one of the second connection areas S1, S2, S3, S4, S5, S6 and are connected to a load output A, so that a multi-channel distribution level 20 is formed. The number of segments 24 corresponds to the number of edges of the polygon, wherein the insulating elements 26 are arranged in the illustrated embodiment at the corners of the polygon. The second busbar 32 is connected via six connecting webs 34 to the ground terminal 7 and forms a single-channel ground plane 30, wherein each edge of the polygon (here as a hexagon) running second busbar 32 is connected via a connecting web 34 to the power connector 5. In an embodiment not shown, the corner points of the polygon (here as a hexagon) executed second busbar 32 are connected to the ground terminal 7.
Wie insbesondere aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist eine mehrkanalige Verteil- ebene 20 zwischen der einkanaligen Eingangsebene 10, in welcher die ersteAs can also be seen in particular from FIG. 1, a multi-channel distribution level 20 is located between the single-channel entrance level 10, in which the first one
Stromschiene 12 angeordnet ist, und der einkanaligen Masseebene 30 angeordnet, in welcher die zweite Stromschiene 32 angeordnet ist. Bus bar 12 is arranged, and arranged the single-channel ground plane 30, in which the second bus bar 32 is arranged.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromvertei- lers 1 sind die herkömmlichen Sicherungen durch Leistungshalbleiter T ersetzt, welche als MOSFETs (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren) in einer D2PAK-Bauform ausgeführt sind. Diese Bauform eignet sich in vorteilhafter Weise zur direkten Anordnung auf einer Oberfläche der korrespondierenden Stromschiene 12. Hierbei entspricht der erste Anschluss D einem Drainanschluss des Feldeffekttransistors, der zweite Anschluss S entspricht einem Sourceanschluss des Feldeffekttransistors und ein Steueranschluss G entspricht einem Gatean- schluss des Feldeffekttransistors. Die Leistungshalbleiter T sind mit ihren ersten Anschlüssen D jeweils über einen ersten Anschlussbereich Dl, D2, D3, D4, D5, D6 an die erste Stromschiene 12 und den Stromanschluss 5 und mit ihren zwei- ten Anschlüssen S jeweils über einen zweiten Anschlussbereich Sl, S2, S3, S4,In the illustrated embodiment of the current distributor 1 according to the invention, the conventional fuses are replaced by power semiconductors T, which are designed as MOSFETs (metal oxide semiconductor field-effect transistors) in a D2PAK design. In this case, the first connection D corresponds to a drain connection of the field effect transistor, the second connection S corresponds to a source connection of the field effect transistor and a control connection G corresponds to a gate connection of the field effect transistor. The power semiconductors T have their first terminals D via a first connection region D1, D2, D3, D4, D5, D6 to the first busbar 12 and the power connection 5 and with their second connections S in each case via a second connection region S1, S2 , S3, S4,
S5, S6 an ein Segment 24 der dritten Stromschiene 22 und einen korrespondierenden Lastausgang A angebunden. An dem Lastausgang A sind mittels Leitungen die elektrischen Verbraucher oder Lasten L im Bordnetz angebunden. Aus Sicht der Elektronik handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um ei- nen High-Side Schalter, an dem die Verbraucher bzw. Lasten L angebunden sind. Weitere Schaltungsteile wie beispielsweise die elektronischen Treiberund/oder Logikschaltungen T/L sind mit der ersten Stromschiene 12 und der zweiten Stromschiene 32 verbunden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Verteilebene 20A eine konventionelle Leiterplatte 28 aufweisen, welche beispielsweise in Dünnschichttechnik ausgeführt ist und elektronische und/oder elektrische Bauteile 29 der mindestens einen Treiber- und/oder Logikschaltung T/L zur Ansteuerung des mindestens einen Leistungshalbleiters T trägt. Die Leiterplatte 28 kann im Inneren der von den Stromschienen 12, 22, 32 aufgespannten Vielecke (hier Sechsecke) liegen. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Verteilebene 20A die dritte Stromschiene 22A mit ihren Segmenten 24A in die Leiterplatte 28 eingebettet, wobei die Segmente 24A durch entsprechende Isolierungen 26A elektrisch voneinander getrennt sind. S5, S6 connected to a segment 24 of the third busbar 22 and a corresponding load output A. At the load output A are connected by lines, the electrical loads or loads L in the electrical system. From the point of view of electronics, in the exemplary embodiment shown, this is a high-side switch to which the loads or loads L are connected. Other circuit parts such as the electronic driver and / or logic circuits T / L are connected to the first bus bar 12 and the second bus bar 32. As can be seen from FIG. 3, the distribution plane 20A may comprise a conventional printed circuit board 28, which is designed, for example, in thin-film technology, and electronic and / or electrical components 29 of the at least one driver and / or logic circuit T / L for driving the at least one power semiconductor T carries. The printed circuit board 28 may lie inside the polygons (in this case hexagons) spanned by the busbars 12, 22, 32. As 3, in the illustrated embodiment, the distribution plane 20A, the third busbar 22A is embedded with their segments 24A in the circuit board 28, wherein the segments 24A are electrically separated from each other by respective insulation 26A.
Bei alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können mehrere Verteilebenen 20 zwischen der Eingangsebene 10 und der Masseebene 30 angeordnet werden, so dass die Lastausgänge A übereinander angeordnet sind und auch die Anschlussstecker für diese Lastausgänge A übereinander angeordnet werden können. Zudem kann die mindestens eine Verteilebene 20, ähnlich wie bei einem„Zauberwürfel", drehbar um den Anschlussdom 9 gelagert werden. Dadurch können die Lastausgänge A je nach der vorhandenen Lage der Kabelzuführungen am Einbauort beispielsweise auf eine Seite gedreht werden. Was den Stromverteiler 1 sehr universell einsetzbar macht. Die Verteilebenen 20 mit den Lastausgängen A sind entsprechend voneinander elektrisch isoliert und gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit, Wasser, Hitze usw. beispielsweise mittels Dichtlippen geschützt. In alternative embodiments, not shown, a plurality of distribution levels 20 between the input level 10 and the ground plane 30 can be arranged so that the load outputs A are arranged one above the other and also the connector for these load outputs A can be stacked. In addition, the at least one distribution plane 20, similar to a "magic cube", can be mounted rotatably around the connection dome 9. As a result, the load outputs A can be turned, for example, to one side, depending on the existing position of the cable feeders at the installation location The distribution levels 20 with the load outputs A are correspondingly electrically insulated from one another and protected against external influences such as moisture, water, heat, etc., for example by means of sealing lips.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist an der Oberseite und an der Unterseite des Gehäuses 3 jeweils ein Stromanschluss 5 für den Strom, welcher mittels des Stromverteilers 1 auf die Lastausgänge A verteilt werden soll, und ein Massean- schluss 7 angeordnet. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, weist der aus dem Gehäuse 3 herausgeführte Anschlussdom 9 an einem ersten, hier dem oberen Ende den ersten Stromanschluss 5.1 und einen zweiten Masseanschluss 7.2 auf. An einem zweiten, hier dem unteren Ende weist der Anschlussdom 9 einen zweiten Stromanschluss 5.2 und den ersten Masseanschluss 7.1 auf. Zudem ist der erste Stromanschluss 5.1 über eine im Inneren des Anschlussdoms 9 geführte erste Kontaktverbindung 5.3 mit dem zweiten Stromanschluss 5.2 verbunden, und der erste Masseschluss 7.1 ist über eine im Inneren des Anschlussdoms 9 geführte zweite Kontaktverbindung 7.3 mit dem zweiten Masseanschluss 7.2 verbunden. Der Anschlussdom 9 umfasst einen elektrisch isolierenden Grundkörper, in welchem die erste Kontaktverbindung 5.3 und die zweite Kontaktverbindung 7.3 elektrisch gegeneinander isoliert geführt sind, wobei der Grundköper des Anschlussdoms 9 vorzugweise als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind der erste Stromanschluss 5.1 und der zweite Masseanschluss 7.2 und der zweite Stromanschluss 5.2 und der erste Masseanschluss 7.1 jeweils koaxial zueinander angeordnet. Hierbei können der mindestens eine Stromanschluss 5 und/oder der mindestens eine Massean- schluss 7 jeweils an einem Ende des Anschlussdoms 9 als Stecker und am anderen Ende als Steckeraufnahme ausgeführt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Stromanschluss 5.1 als hülsenförmiger Stecker und der zweite Masseanschluss 7.2 als Steckeraufnahme ausgeführt. Hierbei ist der als Steckeraufnahme ausgeführte zweite Masseanschluss 7.2 innerhalb des als hülsenförmiger Stecker ausgeführten ersten Stromanschlusses 5.1 angeordnet.As can also be seen from FIG. 1, a current connection 5 for the current, which is to be distributed to the load outputs A by means of the current distributor 1, and a ground connection 7 are respectively arranged on the upper side and on the underside of the housing 3. As can also be seen from FIG. 1, the connection dome 9 guided out of the housing 3 has the first power connection 5.1 and a second ground connection 7.2 at a first, here the upper end. At a second, here the lower end, the connection dome 9 has a second power connection 5.2 and the first ground connection 7.1. In addition, the first power connection 5.1 is connected to the second power connection 5.2 via a first contact connection 5.3 routed inside the connection dome 9, and the first ground connection 7.1 is connected to the second earth connection 7.2 via a second contact connection 7.3 routed in the interior of the connection dome 9. The connection dome 9 comprises an electrically insulating main body, in which the first contact connection 5.3 and the second contact connection 7.3 are electrically insulated from each other, wherein the base body of the connection dome 9 is preferably designed as a plastic injection molded part. As is further apparent from FIG. 1, the first power connection 5.1 and the second ground connection 7.2 and the second power connection 5.2 and the first ground connection 7.1 are each arranged coaxially with one another. In this case, the at least one power connection 5 and / or the at least one ground connection 7 can each be embodied as a plug at one end of the connection dome 9 and as a plug receptacle at the other end. In the illustrated embodiment, the first power terminal 5.1 is designed as a sleeve-shaped plug and the second ground terminal 7.2 as a plug receptacle. In this case, the second ground connection 7.2 designed as a plug receptacle is arranged within the first power connection 5.1 designed as a sleeve-shaped plug.
Der zweite Stromanschluss 5.2 ist als buchsenförmige Steckeraufnahme und der erste Masseanschluss 7.1 ist als Stecker ausgeführt. Hierbei ist der als Stecker ausgeführte erste Masseanschluss 7.1 innerhalb des als buchsenförmige Steckeraufnahme ausgeführten zweiten Stromanschlusses 5.2 angeordnet. Die Stromschienen 12, 22, 32 sowie die Leistungshalbleiter T und die Strom- undThe second power connection 5.2 is designed as a socket-shaped plug receptacle and the first ground connection 7.1 is designed as a plug. In this case, the first ground connection 7.1 designed as a plug is arranged within the second power connection 5.2 designed as a socket-shaped plug receptacle. The busbars 12, 22, 32 and the power semiconductors T and the power and
Masseanschlüsse 5, 7 sind beispielsweise für Ströme bzw. Belastungen im Bereich von 10A bis mehrere 100A ausgelegt. Ground connections 5, 7 are designed, for example, for currents or loads in the range from 10A to several 100A.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, können zwei erfindungsgemäße Stromverteiler 1A, 1B im dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, kann ein erstes Ende eines ersten Anschlussdoms 9A in ein zweites Ende eines zweiten Anschlussdoms 9B eingesteckt werden, so dass der Stromanschluss 5 am ersten Ende des ersten Anschlussdoms 9A mit dem korrespondierenden Stromanschluss 5 am zwei- ten Ende des zweiten Anschlussdoms 9B verbunden ist, und der Masseanschluss 7 am ersten Ende des ersten Anschlussdoms 9A mit dem korrespondierenden Masseanschluss 7 am zweiten Ende des zweiten Anschlussdoms 9B verbunden ist. Durch die Ausführungen der Anschlussdome 9A, 9B ist es mögliche mehrere Stromverteiler 1A, 1B direkt elektrisch und mechanisch miteinander zu verbinden, so dass in vorteilhafter Weise eine Skalierbarkeit der Verteiler ermöglicht wird. Das bedeutet, dass durch Zusammenschalten mehrerer Stromverteiler 1A, 1B die Anzahl der möglichen Lastausgänge A je nach Bedarf erhöht werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Stromanschluss 5 und der Massebolzen 7 der zusammengeschalten Stromverteiler 1A, 1B auf der glei- chen Seite angeordnet sind, wie bei einem einzelnen Stromverteiler 1A, IB. Dies minimiert den Konstruktionsaufwand für den Stromverteiler 1 eines neuen Fahrzeugs, da bereits vorhandenen Bauräume und Kabelkonfektion weitgehend aus Vorgängerfahrzeugen übernommen werden können. As can be seen from FIG. 4, two power distributors 1A, 1B according to the invention can be electrically and mechanically connected to one another in the illustrated embodiment. As can also be seen from FIG. 4, a first end of a first connection dome 9A can be plugged into a second end of a second connection dome 9B, so that the power connection 5 at the first end of the first connection dome 9A is connected to the corresponding power connection 5 at the second end of the second terminal dome 9B, and the ground terminal 7 at the first end of the first terminal dome 9A is connected to the corresponding ground terminal 7 at the second end of the second terminal dome 9B. Due to the embodiments of the connection domes 9A, 9B, it is possible to connect several power distributors 1A, 1B directly to each other electrically and mechanically, so that scalability of the distributors is advantageously made possible. This means that by interconnecting a plurality of power distributors 1A, 1B, the number of possible load outputs A can be increased as needed. Another advantage is that the power connection 5 and the grounding bolt 7 of the interconnected power distributors 1A, 1B are arranged on the same side as in a single power distributor 1A, IB. This minimizes the design effort for the power distribution 1 of a new vehicle, since existing space and cable assembly can be largely taken over from predecessor vehicles.
Fig. 5 und 6 zeigen den Vergleich des Strompfads bzw. des elektrischen Widerstands R, R' der als Vieleck ausgeführten Stromschiene 12, die über mehrere Verbindungsstege 14 mit dem Stromanschluss 5 verbunden ist, im Vergleich zu einer konventionellen an den Enden offenen Stromschiene 12'. In der konventionellen Stromschiene 12' sind die äußeren ersten Anschlussbereiche D3, D6 für die Leistungshalbleiter T hochohmiger als die inneren Anschlussbereiche Dl, D2, D4, D5 angebunden. Durch den Spannungsabfall an den Zuleitungswiderständen R' entsteht eine charakteristische Verlustleitung abhängig von der Strombelastung. Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, ergeben sich von einem gegebenen Einspeisepunkt des Stroms am Stromanschluss 5' zu den außenliegenden Anschlussbereichen D3 und D6 im dargestellten Beispiel ein Zuleitungswiderstand von 3xR', welcher dem Dreifachen des Zuleitungswiderstands R' der innenliegenden Anschlussbereiche Dl und D4 entspricht. Für die mittleren Anschlussbereich D2 und D5 ergibt sich im dargestellten Beispiel ein Zuleitungswiderstand von 2xR'. Die Asymmetrie des Zuleitungswiderstands auf der Länge der Stromschiene kann dazu führen, dass die an weiter innenliegenden ersten Anschlussbereichen Dl, D4 niederohmiger angebundenen Leistungshalbleiter T eine höhere Strombelastung erfahren und früher ausfallen. 5 and 6 show the comparison of the current path or the electrical resistance R, R 'of the bus bar 12 designed as a polygon, which is connected to the power connection 5 via a plurality of connecting webs 14, in comparison to a conventional end-to-end bus bar 12'. , In the conventional busbar 12 ', the outer first terminal regions D3, D6 for the power semiconductors T are connected to a higher impedance than the inner terminal regions D1, D2, D4, D5. The voltage drop across the supply line resistors R 'produces a characteristic loss line depending on the current load. As can also be seen from FIG. 6, from a given feed point of the current at the power connection 5 'to the external connection regions D3 and D6 in the example shown, a supply resistance of 3xR' which is three times the supply resistance R 'of the internal connection regions D1 and D4 equivalent. For the middle connection region D2 and D5, a supply resistance of 2xR 'results in the example shown. The asymmetry of the supply line resistance along the length of the busbar can lead to the power semiconductors T, which are connected to more inward-lying first connection regions D1, D4, having a higher current load and failing earlier.
Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, ergeben sich im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Verbindungsstege 14 mehrere parallele Strompfade zu den ersten Anschlussbereichen Dl, D2, D3, D4, D5, D6 so dass die ersten Anschlussbereich Dl, D2, D3, D4, D5, D6 den gleichen Leitungswiderstand R zum Stromanschluss 5 aufweisen, der sich durch eine Parallelschaltung der Leitungswiderstände der parallelen Strompfade ergibt. Der elektrische Widerstand R welcher auf den an den ersten Anschlussbereich Dl, D2, D3, D4, D5, D6 angebundenen Leistungshalbleiter T wirkt, reduziert sich aufgrund der parallelen Strompfade gegenüber der linearen Stromschiene 5' aus Fig. 6. As can also be seen from FIG. 5, several parallel current paths to the first connection regions D1, D2, D3, D4, D5, D6 result in the illustrated exemplary embodiment through the connecting webs 14 such that the first connection regions D1, D2, D3, D4, D5 , D6 have the same line resistance R to the power connection 5, which results from a parallel connection of the line resistances of the parallel current paths. The electrical resistance R, which acts on the power semiconductor T connected to the first connection region D1, D2, D3, D4, D5, D6, reduces due to the parallel current paths relative to the linear busbar 5 'from FIG. 6.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Stromverteiler für ein Fahrzeugbordnetz zur Verfügung, der in vorteilhafter Weise alternative kon- struktiven Lösungsmöglichkeiten bietet, um hohe Ströme von ca. 10-100A als Dauerlast an den Lastausgängen bei kleinen geometrischen Abmessungen schalten zu können. Für einen solchen Stromverteiler können bis zu zwölf Ausgänge vorgesehen werden, wobei der Stecker die Größe des Stromverteilers im Wesentlichen bestimmt. Durch Ausführungsformen der Erfindung kann die Geometrie des Stromverteilers für kleine Bauräume optimiert werden, wobei die Stecker zu den Lastausgängen in vorteilhafter Weise so angeordnet werden können, dass die Stecker die Gehäusegröße nicht bestimmen. Für die Erschließung neuer Bauräume bietet die vorgeschlagene Form des erfindungsgemäßen Stromverteilers eine Lösung, welche viele kleinere Stromverteiler im Fahrzeug einsetzt, wobei die kleineren Stromverteiler durch Steckverbindungen einfach direkt elektrisch miteinander verbunden werden können, um mehr Lastausgänge zur Verfügung stellen zu können. Durch die Verwendung von solchen kleineren verteilt im Fahrzeug angeordneten Stromverteilern, können in vorteilhafter Weise lange Leitungen mit großen Querschnitten vermieden werden, die von einem zentralen Stromverteiler ausgehen. Was die Kosten für die Verkabelung senkt. Zudem können durch kleinere Stromverteiler neue Bauräume erschlossen werden. Insbesondere in einem 48V-Bordnetz wird es zunächst nur eine begrenzte Anzahl von Verbrauchern auf dieser Spannungsebene geben, so dass hier„kleinere" Stromverteiler unter Ausnutzung zusätzlicher Bauräume eingesetzt werden können. Bisher sind die Stromverteiler auf den Bauraum eines spezifischen Fahrzeugs zugeschnitten und nur bedingt für andere Fahrzeugbaureihen oder Derivate wieder verwendbar. Da diese mit unterschiedlichen Relais und Sicherungen zur Überwachung der Ausgänge bestückt werden müssen. Durch den Einsatz der Leistungshalbleiter ist in vorteilhafter Weise eine Wiederverwendbarkeit der Stromverteiler möglich, da mit dem Einsatz der Leistungshalbleiter, die Relaisfunktionen und Sicherungskennlinien frei programmierbar sind, und diese Funktionen den Lastausgängen individuell zugewiesen werden können. Embodiments of the present invention provide a power distributor for a vehicle on-board network, which advantageously provides alternative control systems. offers constructive solutions to switch high currents of approx. 10-100A as continuous load at the load outputs with small geometrical dimensions. For such a power distributor, up to twelve outputs can be provided, wherein the plug essentially determines the size of the power distributor. By embodiments of the invention, the geometry of the power distribution can be optimized for small spaces, the plug can be arranged to the load outputs in an advantageous manner so that the plug does not determine the size of the housing. For the development of new space, the proposed form of the power distributor according to the invention provides a solution that uses many smaller power distribution in the vehicle, the smaller power distribution can be easily electrically connected by connectors directly to provide more load outputs available. Through the use of such distributed distributed in the vehicle power distributors, long lines can be avoided with large cross-sections, which emanate from a central power distributor in an advantageous manner. Which lowers the cost of cabling. In addition, new space can be tapped by smaller power distribution. In particular, in a 48V electrical system, there will initially be only a limited number of consumers at this voltage level, so that here "smaller" power distribution can be used by taking advantage of additional space Other vehicle series or derivatives can be reused Since these must be equipped with different relays and fuses for monitoring the outputs, the use of the power semiconductors advantageously makes it possible to reuse the power distributors, since the use of the power semiconductors, the relay functions and fuse characteristics make them freely programmable and these functions can be individually assigned to the load outputs.

Claims

Ansprüche claims
1. Stromverteiler (1, 1A, 1B) für ein Fahrzeugbordnetz, mit mindestens einem Stromanschluss (5), welcher mit einer ersten Stromschiene (12) verbunden ist, mindestens einem Masseanschluss (7), welcher mit einer zweiten Stromschiene (32) verbunden ist, und mindestens einem Lastausgang (A), welcher mit einer dritten Stromschiene (22, 22A) elektrisch verbunden ist, wobei der mindestens eine Lastausgang (A) über einen zugeordneten Leistungshalbleiter (T), dessen erster Anschluss (D) mit einem ersten Anschlussbereich (Dl, D2, D3, D4, D5, D6) der ersten Stromschiene (12) und dessen zweiter Anschluss (S) mit einem zweitenA power distributor (1, 1A, 1B) for a vehicle electrical system, comprising at least one power connection (5) which is connected to a first busbar (12), at least one ground connection (7) which is connected to a second busbar (32) , and at least one load output (A), which is electrically connected to a third busbar (22, 22A), wherein the at least one load output (A) via an associated power semiconductor (T), whose first terminal (D) with a first terminal region ( Dl, D2, D3, D4, D5, D6) of the first busbar (12) and the second terminal (S) with a second
Anschlussbereich (Sl, S2, S3, S4, S5, S6) der dritten Stromschiene (22, 22A) verbunden ist, elektrisch mit der ersten Stromschiene (12) verbindbar ist, wobei der Leistungshalbleiter (T) den korrespondierenden Lastausgang (A) im leitenden Zustand elektrisch mit der ersten Stromschie- ne (12) verbindet und im sperrenden Zustand elektrisch von der erstenTerminal region (Sl, S2, S3, S4, S5, S6) of the third busbar (22, 22A) is connected electrically connectable to the first busbar (12), wherein the power semiconductor (T) the corresponding load output (A) in the conductive State electrically connected to the first busbar (12) and electrically connected in the blocking state of the first
Stromschiene (12) isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromanschluss (5) und der mindestens eine Masseanschluss (7) gegeneinander isoliert in einem länglichen Anschlussdom (9, 9A, 9B) angeordnet sind und die Stromschienen (12, 22, 22A, 32) als geschlos- sene Vielecke ausgeführt sind, welche in verschiedenen Ebenen (10,Busbar (12) isolated, characterized in that the at least one power connector (5) and the at least one ground terminal (7) isolated from each other in an elongated terminal dome (9, 9A, 9B) are arranged and the busbars (12, 22, 22A, 32) are designed as closed polygons, which in different planes (10,
20, 30) gegeneinander isoliert symmetrisch um den Anschlussdom (9, 9A, 9B) angeordnet sind, wobei jede Kante der ersten Stromschiene (12) einen ersten Anschlussbereich (Dl, D2, D3, D4, D5, D6) und jede Kante der dritten Stromschiene (22, 22A) einen zweiten Anschlussbe- reich (Sl, S2, S3, S4, S5, S6) aufweist, und wobei die erste Stromschiene (12) über mindestens zwei Verbindungsstege (14) mit einem ersten Stromanschluss (5.1) verbunden ist und die zweite Stromschiene (32) über mindestens zwei Verbindungsstege (34) mit einem ersten Masseanschluss (7.1) verbunden ist. Stromverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Stromschiene (22, 22A) mehrere gegeneinander isolierte Segmente (24, 24A) aufweist, welche jeweils mit einem Lastausgang (A) verbunden sind und eine mehrkanalige Verteilebene (20, 20A) bilden. 20, 30) are arranged symmetrically with respect to each other around the terminal dome (9, 9A, 9B), each edge of the first busbar (12) having a first terminal region (D1, D2, D3, D4, D5, D6) and each edge of the third Busbar (22, 22A) has a second connection area (Sl, S2, S3, S4, S5, S6), and wherein the first busbar (12) via at least two connecting webs (14) with a first power connection (5.1) is connected and the second bus bar (32) is connected via at least two connecting webs (34) to a first ground terminal (7.1). Power distributor according to claim 1, characterized in that the third busbar (22, 22A) has a plurality of mutually insulated segments (24, 24A) which are each connected to a load output (A) and form a multi-channel distribution plane (20, 20A).
Stromverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mehrkanalige Verteilebene (20, 20A) zwischen einer einkana- ligen Eingangsebene (10), in welcher die erste Stromschiene (12) angeordnet ist, und einer einkanaligen Masseebene (30) angeordnet ist, in welcher die zweite Stromschiene (32) angeordnet ist. Current distributor according to claim 2, characterized in that at least one multi-channel distribution plane (20, 20A) between a einkana- ligen input level (10), in which the first busbar (12) is arranged, and a single-channel ground plane (30) is arranged in which the second busbar (32) is arranged.
Stromverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine mehrkanalige Verteilebene (20, 20A) drehbar um den Anschlussdom (9, 9A, 9B) gelagert ist. Power distributor according to claim 3, characterized in that the at least one multi-channel distribution plane (20, 20A) is rotatably mounted around the connection dome (9, 9A, 9B).
Stromverteiler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verteilebene (20, 20A) eine Leiterplatte (28) aufweist, in welche die dritte Stromschiene (22, 22A) eingebettet ist, wobei die Leiterplatte (28) elektrische und/oder elektronische Bauteile (29) mindestens einer Treiber- und/oder Logikschaltung (T/L) zur Ansteuerung des mindestens einen Leistungshalbleiters (T) trägt. Power distributor according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the at least one distribution plane (20, 20A) has a printed circuit board (28) in which the third busbar (22, 22A) is embedded, wherein the printed circuit board (28) comprises electrical and / or electronic components (29) carries at least one driver and / or logic circuit (T / L) for controlling the at least one power semiconductor (T).
Stromverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdom (9, 9A, 9B) an einem ersten Ende den ersten Stromanschluss (5.1) und einen zweiten Masseanschluss (7.2) und an einem zweiten Ende einen zweiten Stromanschluss (5.2) und den ersten Masseanschluss (7.1) aufweist, wobei der erste Stromanschluss (5.1) über eine erste Kontaktverbindung (5.3) mit dem zweiten Stromanschluss (5.2) verbunden ist, und wobei der erste Masseschluss (7.1) über eine zweite Kontaktverbindung (7.3) mit dem zweiten Masseanschluss (7.2) verbunden ist Power distributor according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the connection dome (9, 9A, 9B) has the first power connection (5.1) and a second ground connection (7.2) at a first end and a second power connection (5.2) at a second end. and the first ground connection (7.1), wherein the first power connection (5.1) via a first contact connection (5.3) to the second power supply (5.2) is connected, and wherein the first ground fault (7.1) via a second contact connection (7.3) with the second ground terminal (7.2) is connected
Stromverteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromanschluss (5.1) und der zweite Masseanschluss (7.2) und der zweite Stromanschluss (5.2) und der erste Masseanschluss (7.1) jeweils koaxial zueinander angeordnet sind. Power distributor according to claim 6, characterized in that the first power connection (5.1) and the second ground connection (7.2) and the second power connection (5.2) and the first ground connection (7.1) are each arranged coaxially to one another.
Stromverteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromanschluss (5) und/oder der mindestens eine Masseanschluss (7) jeweils an einem Ende des Anschlussdoms (9, 9A, 9B) als Stecker und am anderen Ende als Steckeraufnahme ausgeführt sind. Power distributor according to Claim 7, characterized in that the at least one power connection (5) and / or the at least one ground connection (7) are each designed as a plug at one end of the connection dome (9, 9A, 9B) and at the other end as a plug receptacle.
Stromverteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromanschluss (5.1) als hülsenförmiger Stecker und der zweite Masseanschluss (7.2) als Steckeraufnahme ausgeführt ist, wobei der als Steckeraufnahme ausgeführte zweite Masseanschluss (7.2) innerhalb des als hülsenförmiger Stecker ausgeführten ersten Stromanschlusses (5.1) angeordnet ist. Power distributor according to Claim 8, characterized in that the first power connection (5.1) is designed as a sleeve-shaped plug and the second ground connection (7.2) as a plug receptacle, the second ground connection (7.2) designed as a plug receptacle within the first power connection (5.1 ) is arranged.
Stromverteiler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromanschluss (5.2) als buchsenförmige Steckeraufnahme und der erste Masseanschluss (7.1) als Stecker ausgeführt ist, wobei der als Stecker ausgeführte erste Masseanschluss (7.1) innerhalb des als buchsenförmige Steckeraufnahme ausgeführten zweiten Stromanschlusses (5.2) angeordnet ist. Power distributor according to claim 8 or 9, characterized in that the second power connection (5.2) is designed as a socket-shaped plug receptacle and the first ground connection (7.1) as a plug, wherein the connector designed as a first ground connection (7.1) within the bushing-shaped plug receptacle receiving second power connector (5.2) is arranged.
Fahrzeugbordnetz mit mindestens einer Fahrzeugbatterie und mindestens einem Stromverteiler (1, 1A, 1B), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromverteiler (1, 1A, 1B) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt ist. Vehicle electrical system with at least one vehicle battery and at least one power distributor (1, 1A, 1B), characterized in that the at least one power distributor (1, 1A, 1B) is designed according to at least one of claims 1 to 10.
Fahrzeugbordnetz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Stromverteiler (1A, 1B) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei ein erstes Ende eines ersten Anschlussdoms (9A) in ein zweites Ende eines zweiten Anschlussdoms (9B) eingesteckt ist, so dass der Stromanschluss (5) am ersten Ende des ersten Anschlussdoms (9A) mit dem korrespondierenden Stromanschluss (5) am zweiten Ende des zweiten Anschlussdoms (9B) verbunden ist, und der Masse- anschluss (7) am ersten Ende des ersten Anschlussdoms (9A) mit dem korrespondierenden Masseanschluss (7) am zweiten Ende des zweiten Anschlussdoms (9B) verbunden ist. Vehicle electrical system according to claim 11, characterized in that two power distributors (1A, 1B) are electrically and mechanically interconnected, wherein a first end of a first terminal dome (9A) is inserted into a second end of a second terminal dome (9B), so that the power connection (5) at the first end of the first terminal dome (9A) is connected to the corresponding power terminal (5) at the second end of the second terminal dome (9B), and the ground terminal terminal (7) is connected at the first end of the first terminal dome (9A) to the corresponding ground terminal (7) at the second end of the second terminal dome (9B).
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