WO2024062066A1 - Elektrischer versorgungsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2024062066A1
WO2024062066A1 PCT/EP2023/076139 EP2023076139W WO2024062066A1 WO 2024062066 A1 WO2024062066 A1 WO 2024062066A1 EP 2023076139 W EP2023076139 W EP 2023076139W WO 2024062066 A1 WO2024062066 A1 WO 2024062066A1
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WO
WIPO (PCT)
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chambers
supply line
fluid
fluid channel
carrier
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/076139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Endres
Matthias KORTE
Jonathan Markert
Gerard SOOSAI DAS
Original Assignee
Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh filed Critical Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh
Publication of WO2024062066A1 publication Critical patent/WO2024062066A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/0207—Wire harnesses
    • B60R16/0215—Protecting, fastening and routing means therefor

Definitions

  • the invention relates to an electrical supply line for a motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle.
  • the supply line When installed, the supply line is part of a motor vehicle electrical system, via which a large number of electrical components in the motor vehicle are supplied with electrical energy.
  • the supply line forms in particular a main supply line, the so-called backbone. This is usually led from a front part of the vehicle, the so-called front end, to a rear part of the vehicle, the so-called rear end.
  • the main supply line is typically designed to transmit high currents of at least several 10A and typically more than 100A.
  • Such a main supply line can be used both for low-voltage electrical systems with an electrical system voltage of less than 48V, for example 12V, or for high-voltage applications with an electrical system voltage of 48V and above, and in particular in connection with electric motor-driven vehicles with voltages in the range of several 100V and, for example, in the range of 300V to 1000V.
  • Such vehicles typically have two partial electrical systems, namely a high-voltage electrical system and a low-voltage electrical system.
  • Such main supply lines are usually busbar arrangements and in particular direct current lines (DC lines), in which one line (busbar) is designed as a supply line (outward conductor) and in operation with a positive reference potential, for example with a positive pole of the battery connected is.
  • the other busbar is as one Ground rail (return conductor) is formed, which is connected to the ground potential and / or to the negative pole of the battery.
  • main supply lines there are other electrical lines present and to be laid in a motor vehicle, which differ from the main supply lines and thus form other types of electrical lines.
  • These other types of different lines are, for example, lines that are connected to different reference potentials during operation and therefore belong to different sub-board electrical systems, and/or lines that are designed to transmit different currents and correspondingly different conductor cross sections and are protected with different fuses, etc.
  • the electrical lines heat up during operation.
  • fluid lines such as cooling lines, washer fluid lines or brake lines, are also regularly installed in motor vehicles.
  • the invention is based on the object of specifying an electrical supply line for a motor vehicle, in particular for an electrically driven vehicle, which requires only little assembly effort for the various requirements of an on-board electrical system and at the same time has good electrical properties.
  • an electrical supply line for a motor vehicle which in particular forms a backbone for connecting a front vehicle part with a rear vehicle part of the motor vehicle.
  • the supply line has a Longitudinally extending carrier made of an insulating material, which has a plurality of longitudinally extending chambers in which a plurality of electrical lines, in particular different lines, are guided, wherein the carrier is designed as a hybrid carrier which, in addition to the chambers, has at least one integrated fluid channel with a polygonal cross-sectional contour, which is designed for direct flow of a fluid.
  • An integrated fluid channel is understood to mean a fluid channel whose channel wall is formed directly by the material of the carrier.
  • a polygonal cross-sectional contour is generally understood to mean a polygonal cross-sectional area spanned by a polygon. The individual corner areas can also be rounded.
  • the supply line is therefore initially a multi-media channel which, in addition to different electrical lines, also has fluid channels, so that a fluid, in particular a liquid, for example a coolant, flows through the carrier during operation.
  • a fluid in particular a liquid, for example a coolant
  • the coolant is in particular a commercially available coolant, usually water-based, for example a water/glycol mixture, or other coolants.
  • This configuration initially reduces the assembly effort compared to a conventional individual laying of fluid lines and electrical lines.
  • the integration of the fluid channel with a polygonal cross-sectional contour is also particularly important.
  • the integration of the fluid channel directly results in temperature control, in particular cooling of the carrier and thus the electrical lines embedded therein. This temperature control improves the electrical transmission properties in that heating of the electrical lines is limited or reduced compared to an uncooled design.
  • washing water as a fluid that is used for cleaning, for example for cleaning sensors of a driver assistance system.
  • the washing water can also be used to clean lights, such as headlights or windows. The heating increases the cleaning effect.
  • the polygonal design of the fluid channel enables a particularly efficient heat exchange, since the polygonal design allows a large-area heat-conducting contact with good heat conduction between the fluid and the electrical line located in the chamber.
  • the carrier extends generally in a longitudinal direction, in a transverse direction and in a vertical direction, the three directions spanning a Cartesian coordinate system.
  • the transverse direction i.e. in the horizontal direction
  • several chambers and/or several fluid channels are preferably arranged next to one another.
  • the carrier is preferably designed as a flat carrier, the extent of which in the transverse direction is smaller, in particular significantly smaller (more than a factor of 3 or more than a factor of 5), than its extent in the vertical direction.
  • the carrier is generally a component made of an insulating material, which has different wall areas through a special 3D structure through which the chambers and the fluid channels are formed.
  • the carrier is preferably a monolithic component. Some wall areas extend in the transverse direction and other wall areas extend in the vertical direction.
  • the carrier forms wall areas that protrude freely in the vertical direction and are referred to as separating webs, which serve to delimit at least some of the chambers.
  • the carrier therefore has, in particular, a comb-like structure, with several separating webs arranged next to one another in the transverse direction and extending in the vertical direction. Still other wall regions form channel walls for delimiting the at least one fluid channel, ie a respective fluid channel is completely enclosed on the circumference by a wall region of the carrier.
  • the chambers are formed in addition to the at least one fluid channel and in particular do not run within the fluid channel.
  • the carrier When viewed in the vertical direction, the carrier preferably has two planes and preferably exactly two planes, which form a lower region and an upper region.
  • each plane several chambers and/or several fluid channels are preferably arranged in the transverse direction.
  • each of the two areas has several chambers.
  • one area has several chambers and the other area has several fluid channels and possibly also several chambers.
  • At least some and preferably all of the chambers are open to one side, so that the lines can be inserted into the chambers perpendicular to the longitudinal direction.
  • the individual cables When assembled, the individual cables are therefore located in the chambers as separate elements.
  • the chambers are open at the top and bottom (i.e. in or against the vertical direction). If chambers are arranged in the lower and upper areas, the chambers in the lower area are open at the bottom and those in the upper area are open at the top.
  • the different chambers there are different lines in the different chambers, which differ in particular with regard to their size, i.e. cross-sectional area.
  • the chambers continue to preferably have different sizes, i.e. different heights in the vertical direction and / or different widths in the transverse direction.
  • the chambers are preferably each adapted to the lines lying therein, so that the lines in the chambers fit precisely, for example by clamping.
  • At least some of the chambers and preferably all chambers are delimited in the transverse direction by at least one separating web.
  • the separating web is a separate element that projects in the vertical direction and is not part of the fluid channel, i.e. is not formed by its boundary wall.
  • At least some of the chambers are preferably delimited in the transverse direction by two opposing partitions.
  • At least one of the chambers is and preferably several of the chambers are in a preferred embodiment directly delimited by the at least one fluid channel, i.e. by the channel wall of the fluid channel, preferably in the vertical direction and / or in the transverse direction.
  • the chamber and the fluid channel therefore share at least one common boundary wall.
  • At least one and preferably several of the chambers are delimited in the transverse direction on one side by the at least one fluid channel and on the other side by a separating web.
  • the fluid channel forms a separation plane or a separation area between two adjacent chambers.
  • a channel wall delimiting the fluid channel therefore simultaneously forms a boundary wall of one chamber on one side and a boundary wall of the other chamber on the other side.
  • the fluid channel preferably forms a horizontal separation plane, so that at least one upper chamber is separated from at least one lower chamber by means of the fluid channel.
  • at least two integrated fluid channels are formed, which are arranged in particular in mirror image to one another.
  • the two fluid channels form a supply line and a return line for a fluid guided in the circuit.
  • the fluid channel has a polygonal cross-sectional contour that deviates from a rectangular contour and has a plurality of interconnected legs that are arranged at an angle to one another. Viewed in cross section, the fluid channel therefore has several (channel) legs, so that it has, for example, horizontally extending and vertically extending legs. This in particular achieves a multi-sided delimitation of a chamber for effective temperature control, in particular cooling.
  • At least one of the legs forms the previously described parting plane between two chambers.
  • a horizontal leg forms a horizontal parting plane.
  • the fluid channel with the plurality of legs encloses one or more chambers at least in some areas. This is understood to mean that the fluid channel delimits the chamber on more than one side.
  • the fluid channel preferably has an L-shaped, Z-shaped or even U-shaped cross-sectional contour. At least it has such sections. In principle, it is possible that several such sections are connected to one another.
  • one or more chambers are delimited on three sides by the fluid channel.
  • a free receiving space is formed through the fluid channel, which at the same time forms at least one chamber
  • a separating web is arranged in the receiving space, so that several chambers, in particular exactly two chambers, are formed in the receiving space.
  • fluid channels are arranged in such a way that they define such a receiving space between them.
  • the fluid channels are oriented towards one another so that they limit the receiving space between them, especially between their vertical legs.
  • their horizontal legs also limit the recording space.
  • the horizontal legs in particular adjoin one another.
  • the receiving space is limited in particular on at least three sides by legs of the fluid channel or fluid channels.
  • a direct current line often has two lines, namely a supply line and a return line, which form a pair of lines of a supply line.
  • a supply line and a return line Preferably, several such line pairs of a common direct current supply line are now arranged within the carrier. Lines of a line pair are typically arranged next to one another. This arrangement already achieves good EMC properties of the supply chain. For example, the lines are located together in a common chamber. Alternatively, they are located in adjacent chambers separated by a divider.
  • the carrier has several levels, in each of which several lines are arranged next to one another.
  • the carrier generally has an upper region and a lower region, each of which has chambers with lines arranged therein, the at least a fluid channel forms a separating plane or a separating region between these chambers of the upper region and the lower region.
  • the channel wall of the fluid channel preferably directly defines a chamber wall of the upper chamber of the upper region and the lower chamber of the lower region. This intermediate arrangement of the fluid channel therefore results in an efficient heat exchange to the upper region and to the lower region at the same time.
  • the fluid channel forms both a horizontal dividing plane between two chambers adjacent in a vertical direction and a vertical dividing plane between two chambers arranged next to one another in the transverse direction.
  • the channel wall directly delimits the respective chamber, at least in sections, and therefore at the same time forms a section of the chamber wall of the respective chamber.
  • at least four chambers are delimited via the one fluid channel.
  • the fluid channel is particularly Z-shaped and has at least one Z-shaped section.
  • the supply line preferably serves as a connection between a front portion and a rear portion of the motor vehicle. It is laid specifically along and in particular on a traction battery that is intended for an electric drive of an electric vehicle.
  • the fluid channels must generally be connected to fluid components and are, for example, connected to a fluid source and a fluid sink or integrated into a fluid circuit.
  • the carrier preferably has several fluid connections via which the fluid channel can be connected to fluid lines which connect the fluid channel to the other fluid components.
  • a preferred embodiment provides that the fluid connections are attached laterally. Especially due to the sometimes complex polygonal cross-sectional contour, a side connection provides a simple connection option preferred circular fluid connections. Viewed longitudinally, the fluids are channels.
  • connection point In a preferred embodiment, several fluid connections are provided per connection point. This means that a comparatively large flow cross section of the fluid channel is divided into several smaller flow cross sections of the connected fluid lines.
  • the carrier is further preferably designed as a profile element, in particular as an extrusion profile.
  • the carrier is therefore essentially an endless element with, in particular, a constant and consistent cross-sectional geometry. This is then cut to a desired length.
  • the ends of the carrier are preferably closed, for example by plastic welding or gluing.
  • a suitable plastic material is used as the material for the carrier, in particular PP, PE and/or PA.
  • the length of the carrier for the intended purpose here namely when connecting a front end to a rear end in a motor vehicle, is between 1 m - 3 m and in particular between 1.5 m and 2 m.
  • the width of the beam in the transverse direction is typically in the range between 10cm and 40cm and in particular in the range between 15cm and 25cm.
  • the height in the vertical direction is in the range of a few centimeters, for example in the range from 1 cm to 10cm and in particular in the range from 3cm to 8cm.
  • the electrical lines that are laid in the carrier are preferably exclusively electrical supply lines which are designed to transmit electrical power and thus to transmit currents of greater than 1A.
  • the installed electrical cables differ from each other specifically with regard to their cross sections.
  • the electrical cables are single-core sheathed cables.
  • busbars can also be laid. Preferred are within the carrier Both low-voltage cables and high-voltage cables were laid.
  • low voltage is understood to mean a voltage level with a voltage of less than 48V and in particular 12V.
  • high voltage is understood to mean a voltage level from 48 V and in particular several 100 V up to 1000 V.
  • the carrier has a high-voltage line that is designed to supply electrical power to electrical components of the electric traction drive, especially electric traction motors.
  • a high-voltage cable has, for example, a conductor cross-section of several 10mm 2 , for example a conductor cross-section in the range of 20mm 2 - 50mm 2 and in particular in the range of 35mm 2 .
  • cables, especially low-voltage cables, whose cross section is, for example, less than 10mm 2 are still laid in the carrier.
  • the line or lines located in a chamber are/are preferably located in a respective chamber with a largely precise fit, so that they are as fixed as possible within the respective chamber.
  • a width and possibly also a height of the chamber is therefore adapted to a width and possibly also a height of the line(s) located in the chamber.
  • the carrier has chambers of different sizes, i.e. chambers with different widths and/or different heights.
  • FIG. 4 shows a perspective view of an alternative embodiment of a carrier.
  • a supply line 2 shown in FIGS. 1 to 3 has a carrier 4, which in the exemplary embodiment of FIG. 1 and FIG. 4 is designed as a one-piece, monolithic carrier 4. This is designed as a profile element, in particular as an extrusion profile, and is made of plastic.
  • the carrier 4 extends in a longitudinal direction L and perpendicular thereto in the transverse direction Q and vertical direction V.
  • Several chambers 6 are formed within the carrier, with exactly one line element in each chamber 6 in the exemplary embodiment.
  • electrical lines 8 in addition to electrical lines 8, further line elements, namely preferably fluid lines 9, are arranged within the carrier 4. These are, for example, hydraulic lines, for example brake lines or, alternatively, washer water lines.
  • the electrical lines 8 differ from one another in terms of their structure and/or diameter.
  • the different electrical lines 8 are parts of different partial on-board networks, namely a high-voltage on-board network and a low-voltage on-board network.
  • High-voltage lines 8A are specifically provided, which are designed in particular for the electrical supply of drive components of an electric drive. These high-voltage lines 8A have a comparatively large cross section.
  • the carrier 4 has integrated fluid channels 10, each of which has a polygonal cross-sectional contour.
  • the fluid channels 10 also form a separating plane between adjacent chambers 6.
  • the two fluid channels 10 shown serve to direct a fluid, especially a liquid, for example a coolant or washing water.
  • the two fluid channels 10 are integrated in a circuit and thus form a flow and a return for the fluid, which is supplied or removed via fluid connections 24.
  • the chambers 6 are delimited directly by the fluid channel 10 on at least one side and preferably on several sides, so that a good heat exchange between the fluid and the internal lines 10 can take place.
  • the respective fluid channel 10 is formed by a plurality of legs 12, which are oriented at an angle to one another, in particular at a right angle, and are also connected to one another.
  • the fluid channel 10 forms at least one U-shaped cross-sectional section.
  • the respective fluid channel is L-shaped in cross section, with the corner regions of the polygonal cross-sectional contour being rounded.
  • the fluid channel 10 therefore has a horizontal leg 12A and at least one or two vertical legs 12B connected thereto. In some cases, the rounded corner areas can also merge into one another, as is shown on the end sides of the horizontal legs 12A in FIG.
  • these three legs 12A, 12B delimit a receiving space 14 between them, in which preferably exactly one pair of lines of an electrical supply line, especially a direct current supply, is located.
  • the receiving space 14 is divided into two chambers 6 by a partition 16. Deviating from this, such a separating web 16 can also be dispensed with.
  • the two L-shaped fluid channels 10 are oriented towards one another in such a way that their two vertical legs 12B define a receiving space 14 between them, in which, in the exemplary embodiment, several chambers 6 are formed by separating webs 16.
  • the one vertical leg 12B together with the horizontal leg 12A and another horizontal leg 12C, also forms a z-shaped section of the fluid channel 10.
  • This further horizontal leg 12C forms a parting plane or a parting area between two chambers 6 adjacent in the transverse direction Q.
  • the carrier 4 has two levels, with several line elements, in particular several electrical lines 8, being arranged in each level.
  • the carrier 4 is generally divided into an upper area 18 and a lower area 20.
  • the fluid channels 10, in particular the horizontal legs 12A, 12C, form a separating plane between the upper region 18 and the lower region 20.
  • the upper area 18 and the lower area 20 are stepped.
  • the sub-area 20 has an increased height.
  • the upper region 18 has a reduced height there.
  • the fluid lines 9 are arranged in these areas of reduced height.
  • the respective fluid channel 10 is limited by a channel wall 22.
  • this has a smaller wall thickness than the separating webs 16 between adjacent chambers 6.
  • the wall thickness of the separating webs 16 also corresponds to the wall thickness of the channel wall 22
  • the chambers 6 are each open to one side. I.e. the chambers 6 of the upper part 18 are open at the top and the chambers 6 of the lower part 20 are open at the bottom.
  • holding elements 26 are preferably designed, for example, in the manner of inwardly projecting profile lugs, which secure the individual line elements 8, 9 in a form-fitting manner against falling out.
  • a pair of further fluid channels 30 are integrated in the carrier 4. These preferably have a different cross-sectional geometry compared to the fluid channels 10. In particular, they are circular. Preferably, the further fluid channels generally have a smaller cross-sectional area compared to the fluid channels 10.
  • the further fluid channels 30 serve, for example, to guide a hydraulic fluid, especially brake fluid, or to guide washing water.
  • the supply line 2 is arranged in the installed state on a traction battery (not shown here) of an electrically driven motor vehicle and is fastened thereon in a suitable manner.
  • the electrical lines 8 are led out of the carrier 4 and led to corresponding electrical components and connected there. These electrical components are, for example, the traction battery or a power distributor or fuse box within the high-voltage vehicle electrical system.
  • the other electrical lines 8, which are part of the low-voltage on-board electrical system, are also connected, for example, at one end to a battery in the low-voltage on-board electrical system via a fuse box or a power distributor and supply electrical consumers of the low-voltage electrical system at their other, opposite end. on-board electrical system.
  • the fluid channels 10 are preferably integrated into a fluid circuit, for example a cooling circuit, when connected.
  • the fluid connections 24 are provided on the carrier 4, preferably laterally. Specifically, two fluid connections 24 are arranged per connection point in the exemplary embodiment. In the assembled state, fluid lines (not shown in detail) are connected to these, via which integration into the circuit takes place.
  • the fluid channels 10 are preferably flowed through by a cooling liquid, so that the connected fluid lines lead, for example, to a heat exchanger on the one hand and to a component to be tempered on the other hand.
  • a flow direction S1, S2 of the fluid through the two fluid channels is indicated by arrows in FIG.
  • the previously mentioned fluid lines 9 are, for example, led out of the carrier 4 and connected to fluid components to be supplied. In the case of washing water pipes, for example, these lead, on the one hand, to a storage tank for the washing water and, on the other hand, to a cleaning device, for example for sensors.
  • the fluid lines 9 are also integrated into a fluid circuit, for example.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Versorgungsstrang (2) für ein Kraftfahr- zeug, der insbesondere einen Backbone zur Verbindung eines vorderen Fahrzeugteils mit einem hinteren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeugs ausbildet. Der Versorgungsstrang (2) weist einen sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden Träger (4) aus einem Isoliermaterial auf, welcher mehrere sich in Längsrichtung (L) erstreckende Kammern (6) aufweist, in denen mehrere elektrische Leitungen (8) geführt sind, wobei der Träger (4) als ein hybrider Träger (4) ausgebildet ist, der neben den Kammern (6) zumindest einen integrierten Fluidkanal (10) mit einer polygonalen Querschnittskontur aufweist, der für ein direktes Durchströmen mit einem Fluid ausgebildet ist. Die Querschnittskontur weist insbesondere mehrere Schenkel (12) auf, die zueinander winklig orientiert sind.

Description

Beschreibung
Elektrischer Versorgungsstrang für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Versorgungsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Im eingebauten Zustand ist der Versorgungsstrang also Teil eines Kraftfahrzeug- Bordnetzes, über das eine Vielzahl von elektrischen Komponenten im Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt werden. Der Versorgungsstrang bildet insbesondere eine Hauptversorgungsleitung aus, den sogenannten Backbone. Ein solcher wird üblicherweise von einem vorderen Fahrzeugteil, dem sogenannten Vorderwagen, in einen hinteren Fahrzeugteil, dem sogenannten Hinterwagen geführt. Die Hauptversorgungsleitung ist dabei typischerweise zur Übertragung von hohen Strömen von zumindest mehreren 10A und typischerweise von mehr als 100A ausgebildet. Eine solche Hauptversorgungsleitung kann sowohl bei Nieder- volt-Bordnetzen mit einer Bordnetzspannung kleiner 48V, beispielsweise 12V oder auch für Hochvolt-Anwendungen mit einer Bordnetzspannung ab 48V und insbesondere im Zusammenhang mit elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen mit Spannungen im Bereich von mehreren 100V und beispielsweise im Bereich von 300V bis 1000V eingesetzt werden. Derartige Fahrzeuge weisen typischerweise zwei Teil-Bordnetze, nämlich ein Hochvolt-Bordnetz und ein Niedervolt-Bordnetz auf.
Bei solchen Hauptversorgungsleitungen handelt es sich meist um Stromschienen- Anordnungen und insbesondere um Gleichstromleitungen (DC-Leitungen), bei denen die eine Leitung (Stromschiene) als Versorgungsstrang (Hinleiter) ausgebildet ist und im Betrieb mit einem positiven Bezugspotential, beispielsweise mit einem Pluspol der Batterie verbunden ist. Die andere Stromschiene ist als eine Masseschiene (Rückleiter) ausgebildet, welche mit dem Massepotential und/oder mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist.
Neben solchen Hauptversorgungsleitungen sind in einem Kraftfahrzeug noch weitere elektrische Leitungen vorhanden und zu verlegen, welche sich von den Hauptversorgungsleitungen unterscheiden und damit andere Typen von elektrischen Leitungen bilden. Bei diesen anderen Typen an unterschiedlichen Leitungen handelt es sich beispielsweise um Leitungen, die im Betrieb an unterschiedlichen Bezugspotentialen angeschlossen sind und damit zu unterschiedlichen Teil- Bordnetzen gehören, und/oder auch um Leitungen, die zur Übertragung von unterschiedlichen Strömen ausgelegt sind und entsprechend unterschiedliche Leiterquerschnitte aufweisen und mit unterschiedlichen Sicherungen abgesichert sind, usw. Bei elektrischen Leitungen, die zur Leistungsversorgung und zur Übertragung von hohen Strömen ausgebildet sind, erfolgt im Betrieb eine Erwärmung der elektrischen Leitungen.
Daneben werden im Kraftfahrzeug regelmäßig auch Fluidleitungen, beispielsweise Kühlleitungen, Waschwasserleitungen oder auch Bremsleitungen verlegt.
Insgesamt ist für die Verlegung der unterschiedlichen Typen an elektrischen Leitungen sowie für die Verlegung von Fluidleitungen ein hoher Montageaufwand erforderlich.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Versorgungsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug anzugeben, welcher nur einen geringen Montageaufwand für die verschiedenen Anforderungen eines Bordnetzes erfordert und gleichzeitig gute elektrische Eigenschaften aufweist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen elektrischen Versorgungsstrang für ein Kraftfahrzeug, welcher insbesondere einen Backbone zur Verbindung eines vorderen Fahrzeugteils mit einem hinteren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeugs ausbildet. Der Versorgungsstrang weist einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Träger aus einem Isoliermaterial auf, welcher mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Kammern aufweist, in denen mehrere elektrische Leitungen, insbesondere unterschiedliche Leitungen, geführt sind, wobei der Träger als ein hybrider Träger ausgebildet ist, welcher neben den Kammern zumindest einen integrierten Fluidkanal mit einer polygonalen Querschnittskontur aufweist, der für ein direktes Durchströmen mit einem Fluid ausgebildet ist.
Unter integrierter Fluidkanal wird ein Fluidkanal verstanden, dessen Kanalwand unmittelbar durch das Material des Trägers gebildet ist. Unter polygonaler Querschnittskontur wird allgemein eine durch einen Polygonzug aufgespannte, mehreckige Querschnittsfläche verstanden. Die einzelnen Eckbereiche können dabei auch gerundet ausgebildet sein.
Bei dem Versorgungsstrang handelt sich daher zunächst um einen Multi-Medien- kanal, welcher neben insbesondere unterschiedlichen elektrischen Leitungen auch Fluidkanäle aufweist, sodass also der Träger im Betrieb durch ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit durchströmt ist. Bei der Kühlflüssigkeit handelt es sich insbesondere um eine handelsübliche Kühlflüssigkeit üblicherweise auf Wasserbasis, beispielsweise ein Wasser / Glykol-Gemisch, oder auch andere Kühlflüssigkeiten Durch diese Ausgestaltung wird zunächst der Montageaufwand im Vergleich zu einer herkömmlichen einzelweisen Verlegung von Fluidleitungen und elektrischen Leitungen reduziert. Von besonderer Bedeutung ist darüber hinaus die Integration des Fluidkanals mit einer polygonalen Querschnittskontur. Durch die Integration des Fluidkanals erfolgt unmittelbar eine Temperierung, insbesondere Kühlung des Trägers und damit der darin einliegenden elektrischen Leitungen. Durch diese Temperierung werden die elektrischen Übertragungseigenschaften insofern verbessert, als dass eine Erwärmung der elektrischen Leitungen begrenzt oder reduziert wird im Vergleich zu einer ungekühlten Ausgestaltung. Hierdurch ist zugleich der besondere Vorteil verbunden, dass die elektrischen Leitungen nicht für eine maximale Temperaturbelastung, die ohne eine Kühlung auftreten würde, ausgelegt werden müssen. Vielmehr werden die Leitungen für eine geringere maximale Temperatur ausgelegt, wodurch - bei gleicher elektrischer Leistungsübertragung - ein erforderlicher Leiterquerschnitt geringer gewählt werden kann. Dies führt zu Material- und Kosteneinsparungen.
In bestimmenden Anwendungsfällen ist es jedoch auch von Vorteil, wenn gezielt eine Erwärmung des Fluids durch die Abwärme der elektrischen Leitung ausgenutzt wird. Dies ist beispielsweise bei der Verwendung von Waschwasser als Fluid von Vorteil, welches zur Reinigung eingesetzt wird, beispielsweise zur Reinigung von Sensoren eines Fahrerassistenzsystems. Daneben kann das Waschwasser auch zur Reinigung von Leuchten, wie Scheinwerfern oder auch Scheiben eingesetzt werden. Durch die Erwärmung wird die Reinigungswirkung erhöht.
Durch die Integration der Fluidkanäle in den Träger erfolgt daher allgemein ein wechselseitiger Wärmetausch zwischen elektrischer Leitung und Fluid.
Durch die polygonale Ausgestaltung des Fluidkanals ist ein besonders effizienter Wärmeaustausch ermöglicht, da die polygonale Ausgestaltung einen großflächigen wärmeleitenden Kontakt mit guter Wärmeleitung zwischen dem Fluid und der in der Kammer einliegenden elektrischen Leitung erlaubt.
Der Träger erstreckt sich allgemein in Längsrichtung, in einer Querrichtung und in einer Vertikalrichtung, wobei die drei Richtungen ein kartesisches Koordinatensystem aufspannen. In Querrichtung, also in horizontaler Richtung sind vorzugsweise mehrere Kammern und / oder mehrere Fluidkanäle nebeneinander angeordnet. Der Träger ist insgesamt vorzugsweise als ein flacher Träger ausgebildet, dessen Ausdehnung in Querrichtung geringer, insbesondere deutlich geringer (mehr als Faktor 3 oder mehr als Faktor 5) als seine Ausdehnung in Vertikalrichtung ist.
Bei dem Träger handelt es sich allgemein um ein Bauteil aus einem Isolierwerkstoff, welches durch eine spezielle 3D-Struktur verschiedene Wandungsbereiche aufweist, durch die die Kammern und die Fluidkanäle ausgebildet sind. Bei dem Träger handelt es sich vorzugsweise um ein monolithisches Bauteil. Einige Wandungsbereiche erstrecken sich in Querrichtung und andere Wandungsbereiche in Vertikalrichtung. Speziell bildet der Träger in Vertikalrichtung insbesondere frei abstehende und als Trennstege bezeichnete Wandungsbereiche aus, die zur Begrenzung zumindest von einigen der Kammern dienen. In Teilbereichen weist daher der Träger insbesondere eine kammartige Struktur auf, mit mehreren in Querrichtung nebeneinander angeordnete und sich in Vertikalrichtung erstreckende Trennstege. Wieder andere Wandungsbereiche bilden Kanalwände zur Begrenzung des zumindest einen Fluidkanals aus, d.h. ein jeweiliger Fluidkanal ist umfangsseitig vollständig von einem Wandungsbereich des Trägers umschlossen.
Die Kammern sind zusätzlich zu dem zumindest einen Fluidkanal ausgebildet und verlaufen insbesondere nicht innerhalb des Fluidkanals.
Bevorzugt weist der Träger in Vertikalrichtung betrachtet zwei Ebenen und vorzugsweise genau zwei Ebenen auf, die einen Unterbereich sowie einen Oberbereich ausbilden. In einer jeden Ebene sind vorzugsweise in Querrichtung mehrere Kammern und/oder mehrere Fluidkanäle angeordnet. Beispielsweise weist jeder der beiden Bereiche gemäß einer Ausführungsvariante mehrere Kammern auf. Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante weist der eine Bereich mehrere Kammern und der andere Bereich mehrere Fluidkanäle und ggf. ergänzend auch mehrere Kammern auf.
Zumindest einige und vorzugsweise alle Kammern sind zu einer Seite hin offen, so dass die Leitungen senkrecht zur Längsrichtung in die Kammern einlegbar sind.
Im montierten Zustand liegen daher in den Kammern die einzelnen Leitungen als separate Elemente ein. Die Kammern sind dabei insbesondere nach oben bzw. nach unten (also in bzw. entgegen der Vertikalrichtung) offen. Sind Kammern im Unterbereich als auch im Oberbereich angeordnet, so sind die Kammern im Unterbereich nach unten und im Oberbereich nach oben hin offen.
In bevorzugter Ausgestaltung liegen in den verschiedenen Kammern unterschiedliche Leitungen ein, die sich insbesondere im Hinblick auf ihre Größe, also Querschnittsfläche unterscheiden. Die Kammern weisen weiterhin vorzugsweise unterschiedliche Größen, also unterschiedliche Höhen in Vertikalrichtung und / oder unterschiedliche Breiten in Querrichtung auf.
Bevorzugt sind die Kammern jeweils an die darin einliegenden Leitungen angepasst, so dass die Leitungen in den Kammern passgenau uns beispielsweise klemmend einliegen.
Zumindest einige der Kammern und vorzugsweise alle Kammern sind von zumindest einem Trennsteg in Querrichtung begrenzt. Bei dem Trennsteg handelt es sich um einen in Vertikalrichtung abstehendes separates Element, welches nicht Teil des Fluidkanals ist, also nicht durch dessen Begrenzungswand gebildet ist. Bevorzugt sind zumindest einige der Kammern in Querrichtung durch zwei gegenüberliegende Trennstege begrenzt.
Zumindest eine der Kammern ist und vorzugsweise mehrere der Kammern sind in bevorzugter Ausgestaltung unmittelbar durch den zumindest einen Fluidkanal, also durch die Kanalwand des Fluidkanals begrenzt, und zwar vorzugsweise in Vertikalrichtung und / oder in Querrichtung. Bei dieser Ausgestaltung teilen sich die Kammer und der Fluidkanal daher zumindest eine gemeinsame Begrenzungswand.
Bevorzugt ist zumindest eine und sind vorzugsweise mehrere der Kammern in Querrichtung zur einen Seite hin von dem zumindest einen Fluidkanal und zur anderen Seite hin durch einen Trennsteg begrenzt.
In bevorzugter Ausgestaltung bildet der Fluidkanal eine Trennebene oder einen Trennbereich zwischen zwei benachbarten Kammern. Eine den Fluidkanal begrenzende Kanalwand bildet daher gleichzeitig auf der einen Seite eine Begrenzungswand der einen Kammer sowie auf der anderen Seite eine Begrenzungswand der anderen Kammer unmittelbar aus. Bevorzugt bildet der Fluidkanal dabei eine horizontale Trennebene aus, so dass also zumindest eine obere Kammer von zumindest eine untere Kammer mittels des Fluidkanals getrennt ist. In bevorzugter Ausgestaltung sind zumindest zwei integrierte Fluidkanäle ausgebildet, welche insbesondere spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Insbesondere bilden die beiden Fluidkanäle einen Vorlaufstrang sowie einen Rücklaufstrang für ein im Kreislauf geführtes Fluid.
Der Fluidkanal weist in bevorzugter Ausgestaltung eine von einer rechteckigen Kontur abweichende polygonale Querschnittskontur, die mehrere miteinander verbundene Schenkel aufweist, die winklig zueinander angeordnet sind. Im Querschnitt betrachtet weist der Fluidkanal daher mehrere (Kanal-) Schenkel auf, sodass er beispielsweise horizontal verlaufende als auch vertikal verlaufende Schenkel aufweist. Dadurch wird insbesondere eine mehrseitige Begrenzung einer Kammer zur effektiven Temperierung, insbesondere Kühlung erreicht.
Bevorzugt bildet zumindest einer der Schenkel die zuvor beschriebene Trennebene zwischen zwei Kammern aus. Insbesondere bildet ein horizontaler Schenkel eine horizontale Trennebene aus.
Entsprechend ist daher in bevorzugter Ausgestaltung auch vorgesehen, dass der Fluidkanal mit den mehreren Schenkeln ein oder auch mehrere Kammern zumindest bereichsweise umschließt. Hierunter wird verstanden, dass der Fluidkanal an mehr als einer Seite die Kammer begrenzt.
Vorzugsweise weist der Fluidkanal eine L-förmige, Z-förmige oder auch U-förmige Querschnittskontur auf. Zumindest weist er derartige Teilabschnitte auf. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass mehrere solcher Teilabschnitte miteinander verbunden sind.
Speziell bei einer U-förmigen Querschnittskontur zumindest eines Teilabschnittes wird ein oder werden mehrere Kammern an drei Seiten durch den Fluidkanal begrenzt.
Bevorzugt wird - bei einer U-förmigen Querschnittskontur - durch den Fluidkanal ein freier Aufnahmeraum ausgebildet, welche zugleich zumindest eine Kammer ausbildet. In bevorzugter Ausgestaltung ist im Aufnahmeraum ein Trennsteg angeordnet, sodass mehrere Kammern, insbesondere genau zwei Kammern im Aufnahmeraum ausgebildet sind.
Alternativ hierzu sind mehrere Fluidkanäle derart angeordnet, dass sie gemeinsamen zwischen sich einen solchen Aufnahmeraum definieren. Beispielsweise sind - insbesondere bei einer L-förmigen Ausgestaltung - die Fluidkanäle aufeinander zu orientiert, dass sie zwischen sich, speziell zwischen ihren vertikalen Schenkeln den Aufnahmeraum begrenzen. Weiterhin begrenzen gleichzeitig auch ihre horizontalen Schenkel den Aufnahmeraum. Die horizontalen Schenkel schließen insbesondere aneinander an.
Der Aufnahmeraum ist dabei insbesondere an zumindest drei Seiten von Schenkeln des Fluidkanals bzw. der Fluidkanäle begrenzt.
Bei den in einem Bordnetz verlegten Leitungen handelt sich meistens um Gleichstrom-Leitungen. Ein Gleichstromstrang weist dabei häufig zwei Leitungen, nämlich einen Hinleiter und einen Rückleiter auf, welche ein Leitungspaar eines Versorgungsstrangs bilden. Bevorzugt sind nunmehr innerhalb des Trägers mehrere derartiger Leitungspaare eines gemeinsamen Gleichstrom-Versorgungsstrangs angeordnet. Leitungen eines Leitungspaares sind typischerweise nebeneinander angeordnet. Durch diese Anordnung wird bereits eine gute EMV-Eigenschaft des Versorgungsstrangs erreicht. Die Leitungen befinden sich beispielsweise gemeinsam in einer gemeinsamen Kammer. Alternativ hierzu liegen sie in benachbarten, durch einen Trennsteg getrennte Kammern ein.
In dem zuvor beschriebenen und von dem polygonalen Fluidkanal begrenzten Aufnahmeraum liegt nunmehr vorzugsweise genau ein solches Leitungspaar ein.
In zweckdienlicher Weiterbildung weist der Träger mehrere Ebenen auf, in denen jeweils mehrere Leitungen nebeneinander angeordnet sind. Bevorzugt weist der Träger allgemein einen oberen Bereich sowie einen unteren Bereich auf, die jeweils Kammern mit darin angeordneten Leitungen aufweisen, wobei der zumindest eine Fluidkanal eine Trennebene oder einen Trennbereich zwischen diesen Kammern des Oberbereichs und des Unterbereichs bildet. Die Kanalwand des Fluidkanals definiert auch hier vorzugsweise jeweils unmittelbar eine Kammerwand der oberen Kammer des Oberbereichs sowie der unteren Kammer des Unterbereichs. Durch diese Zwischenanordnung des Fluidkanals erfolgt daher gleichzeitig ein effizienter Wärmetausch zum Oberbereich sowie zum Unterbereich hin.
In bevorzugter Ausgestaltung bildet der Fluidkanal sowohl eine horizontale Trennebene zwischen zwei in einer Vertikalrichtung benachbarten Kammern als auch eine vertikale Trennebene zwischen zwei in Querrichtung nebeneinander angeordneten Kammern aus. Auch hier begrenzt die Kanalwand zumindest abschnittsweise unmittelbar die jeweilige Kammer, bildet also zugleich ein Teilstück der Kammerwand der jeweiligen Kammer aus. Bei dieser Ausgestaltung werden daher zumindest vier Kammern über den einen Fluidkanal begrenzt. Hierzu ist der Fluidkanal im Querschnitt betrachtet insbesondere Z-förmig ausgebildet, weist zumindest einen Z-förmigen Teilabschnitt auf.
Der Versorgungsstrang dient vorzugsweise als Verbindung zwischen einem vorderen Teilbereich und einem hinteren Teilbereich des Kraftfahrzeugs. Er wird speziell entlang und insbesondere auf einer Traktionsbatterie verlegt, die für einen elektrischen Fahrantrieb eines Elektrofahrzeugs vorgesehen ist.
Die Fluidkanäle müssen allgemein an Fluidkomponenten angeschlossen werden und werden beispielswiese mit einer Fluidquelle und einer Fluidsenke verbunden oder in einen Fluidkreislauf integriert. Um diesen Anschluss in einfacher Weise zu ermöglichen, weist der Träger bevorzugt mehrere Fluidanschlüsse an, über die der Fluidkanal an Fluidleitungen angeschlossen werden kann, die den Fluidkanal mit den weiteren Fluidkomponenten verbindet.
Im Hinblick auf eine möglichst montagefreundliche Anordnung ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die Fluidanschlüsse seitlich angebracht sind. Speziell aufgrund der teilweise komplexen polygonalen Querschnittskontur ist durch einen seitlichen Anschluss eine einfache Anschlussmöglichkeit mit bevorzugten kreisrunden Fluidanschlüssen ermöglicht. In Längsrichtung betrachtet sind die Fluide Kanäle.
In bevorzugter Ausgestaltung sind dabei pro Anschlussstelle mehrere Fluidanschlüsse vorgesehen. Hiermit wird ein vergleichsweise großer Strömungsquerschnitt des Fluidkanals auf mehrere kleinere Strömungsquerschnitte der angeschlossenen Fluidleitungen aufgeteilt.
Im Hinblick auf eine möglichst einfache Ausgestaltung des Trägers ist dieser weiterhin vorzugsweise als ein Profilelement, insbesondere als ein Extrusionsprofil ausgebildet. Es handelt sich daher beim Träger quasi um ein Endloselement mit insbesondere konstanter und gleichbleibender Querschnittsgeometrie. Dieses wird dann auf eine gewünschte Länge abgeschnitten. Die Enden des Trägers werden bevorzugt noch verschlossen, beispielsweise durch Kunststoffschweißen oder Kleben. Als Material für den Träger wird ein geeignetes Kunststoffmaterial verwendet, insbesondere PP, PE und / oder PA.
Allgemein beträgt die Länge des Trägers bei dem hier vorgesehenen Anwendungszweck, nämlich bei der Verbindung eines Vorderwagens mit einem Hinterwagen im Kraftfahrzeug, zwischen 1 m - 3m und insbesondere zwischen 1 ,5m und 2m. Die Breite des Trägers in Querrichtung liegt typischerweise im Bereich zwischen 10cm und 40cm und insbesondere im Bereich zwischen 15cm und 25cm. Die Höhe in Vertikalrichtung wiederum liegt im Bereich von einigen Zentimetern, beispielsweise im Bereich von 1 cm bis 10cm und insbesondere im Bereich von 3cm bis 8cm.
Bei den elektrischen Leitungen, die im Träger verlegt sind, handelt sich vorzugsweise ausschließlich um elektrische Versorgungsleitungen, welche zur Übertragung einer elektrischen Leistung und damit zur Übertragung von Strömen von größer 1A ausgebildet sind. Die verlegten elektrischen Leitungen unterscheiden sich dabei zueinander speziell im Hinblick auf ihre Querschnitte. Speziell handelt es sich bei den elektrischen Leitungen um einadrige Mantelleitungen. Daneben können auch Stromschienen verlegt sein. Bevorzugt sind innerhalb des Trägers sowohl Niedervolt-Leitungen als auch Hochvolt-Leitungen verlegt. Unter Niedervolt wird vorliegend eine Spannungsebene mit einer Spannung kleiner 48V und insbesondere von 12V verstanden. Unter Hochvolt wird vorliegend eine Spannungsebene ab 48 V und insbesondere mit mehreren 100V bis hin zu 1000V verstanden. Speziell weist der Träger eine Hochvolt-Leitung auf, die zur elektrischen Leistungsversorgung von elektrischen Komponenten des elektrischen Fahrantriebs, speziell von elektrischen Fahrmotoren ausgebildet ist. Eine solche Hochvolt-Leitung weist beispielsweise einen Leiterquerschnitt von mehreren 10mm2, beispielsweise einen Leiterquerschnitt im Bereich von 20mm2 - 50mm2 und insbesondere im Bereich von 35mm2 auf. Demgegenüber sind im Träger weiterhin Leitungen, speziell Niedervolt-Leitungen verlegt, deren Querschnitt beispielsweise unter 10mm2 liegt.
Die jeweils in einer Kammer einliegende Leitung bzw. einliegenden Leitungen liegt/liegen bevorzugt weitgehend passgenau in einer jeweiligen Kammer ein, sodass diese innerhalb der jeweiligen Kammer möglichst fixiert ist. Eine Breite gegebenenfalls auch eine Höhe der Kammer ist daher an eine Breite und gegebenenfalls auch eine Höhe der in der Kammer einliegende(n) Leitung(en) angepasst. Insgesamt weist der Träger in bevorzugter Ausgestaltung Kammern in verschiedenen Größen auf, also Kammern mit unterschiedlicher Breite und/oder unterschiedlicher Höhe.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematisierten, stark vereinfachten Darstellungen:
FIG 1 eine Querschnittsdarstellung eines Versorgungsstrangs,
FIG 2 eine Seitenansicht des Versorgungsstrangs,
FIG 3 eine Draufsicht auf den Versorgungsstrang sowie
FIG 4 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsvariante eines Trägers. Ein in den Figuren 1 bis 3 dargestellter Versorgungsstrang 2 weist einen Träger 4 auf, welcher im Ausführungsbeispiel der FIG1 als auch der FIG 4 als ein einstückiger, monolithischer Träger 4 ausgebildet ist. Dieser ist als ein Profilelement, insbesondere als ein Extrusionsprofil ausgebildet und besteht aus Kunststoff. Eine
Der Träger 4 erstreckt sich in einer Längsrichtung L sowie senkrecht hierzu in Querrichtung Q sowie Vertikalrichtung V. Innerhalb des Trägers sind mehrere Kammern 6 ausgebildet, wobei im Ausführungsbeispiel in jeder Kammer 6 genau ein Leitungselement einliegt.
Im Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Trägers 4 neben elektrischen Leitungen 8 weitere Leitungselemente nämlich bevorzugt Fluidleitungen 9 angeordnet. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um Hydraulikleitungen, beispielsweise Bremsleitungen oder alternativ auch um Waschwasserleitungen. Die elektrischen Leitungen 8 unterscheiden sich untereinander hinsichtlich ihres Aufbaus und/oder ihres Durchmessers. Speziell sind die unterschiedlichen elektrischen Leitungen 8 Teile von unterschiedlichen Teil-Bordnetzen, nämlich einem Hochvolt-Bordnetz und einem Niedervolt-Bordnetz.
Speziell sind Hochvolt-Leitungen 8A vorgesehen, die insbesondere zur elektrischen Versorgung von Antriebskomponenten eines elektrischen Fahrantrieb ausgebildet sind. Diese Hochvolt-Leitungen 8A weisen einen vergleichsweise großen Querschnitt auf.
Von besonderer Bedeutung ist vorliegend, dass der Träger 4 integrierte Fluidkanäle 10 aufweist, welche jeweils eine polygonale Querschnittskontur aufweisen. Die Fluidkanäle 10 bilden bei der Variante gemäß FIG 1 zugleich eine Trennebene zwischen einander benachbarten Kammern 6. Die beiden dargestellten Fluidkanäle 10 dienen zur unmittelbaren Führung eines Fluids, speziell einer Flüssigkeit, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit oder auch von Waschwasser. Die beiden Fluidkanäle 10 sind dabei in einem Kreislauf integriert und bilden somit einen Vorlauf sowie einen Rücklauf für das Fluid, welches über Fluidanschlüsse 24 zu- bzw. abgeführt wird. Durch die polygonale Querschnittskontur werden die Kammern 6 an zumindest einer Seite und vorzugsweise an mehreren Seiten unmittelbar von dem Fluidkanal 10 begrenzt, sodass ein guter Wärmetausch zwischen dem Fluid und den einliegenden Leitungen 10 erfolgen kann.
Hervorzuheben ist, dass in den beiden Ausführungsbeispielen der jeweilige Fluidkanal 10 durch mehrere Schenkel 12 ausgebildet ist, die zueinander winklig, insbesondere rechtwinklig orientiert sind und auch untereinander verbunden sind. Der Fluidkanal 10 bildet gemäß der Variante nach FIG 1 zumindest einen U-förmigen Querschnittsabschnitt aus. Bei der Variante nach FIG 4 ist der jeweilige Fluidkanal im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei die Eckbereiche der polygonalen Querschnittskontur gerundet ausgebildet sind. Der Fluidkanal 10 weist daher jeweils einen horizontalen Schenkel 12A sowie zumindest einen oder zwei mit diesem verbundene vertikale Schenkel 12B auf. Teilweise können auch die abgerundeten Eckbereiche ineinander übergehen, wie dies bei den Endseiten der horizontalen Schenkel 12A der FIG 4 dargestellt ist.
Bei der Ausführungsvariante der FIG 1 begrenzen diese drei Schenkel 12A, 12B zwischen sich einen Aufnahmeraum 14, in dem vorzugsweise genau ein Leitungspaar einer elektrischen Versorgungsleitung, speziell einer Gleichstrom-Versorgung einliegt. Im Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmeraum 14 durch einen Trennsteg 16 in zwei Kammern 6 unterteilt. Abweichend hiervon kann auch auf einen solchen Trennsteg 16 verzichtet sein.
Bei der Variante gemäß der FIG 4 sind die beiden L-förmigen Fluidkanäle 10 derart aufeinander zu orientiert, dass ihre beiden vertikalen Schenkel 12B zwischen sich einen Aufnahmeraum 14 definieren, in dem im Ausführungsbeispiel wiederum durch Trennstege 16 mehrere Kammern 6 ausgebildet sind.
Im Ausführungsbeispiel der FIG 1 bildet der eine vertikale Schenkel 12B zusammen mit dem horizontalen Schenkel 12A und einem weiteren horizontalen Schenkel 12C zugleich auch einen z-förmigen Teilabschnitt des Fluidkanals 10 aus. Dieser weitere horizontale Schenkel 12C bildet dabei eine Trennebenen oder einen Trennbereich zwischen zwei in Querrichtung Q benachbarte Kammern 6 aus.
Wie aus der FIG 1 weiterhin zu entnehmen ist, weist der Träger 4 zwei Ebenen auf, wobei in jeder Ebene mehrere Leitungselemente, insbesondere mehrere elektrische Leitungen 8 angeordnet sind. Der Träger 4 ist dabei allgemein in einen Oberbereich 18 sowie in einer Unterbereich 20 unterteilt. Die Fluidkanäle 10, insbesondere die horizontalen Schenkel 12A, 12C bilden eine Trennebene zwischen dem Oberbereich 18 und dem Unterbereich 20 aus.
Durch die unterschiedlichen Durchmesser der einzelnen elektrischen Leitungen 8, speziell aufgrund des großen Durchmessers der Hochvolt-Leitung 8A sind der Oberbereich 18 und der Unterbereich 20 gestuft ausgebildet. Im Bereich der Hochvolt-Leitungen 8A weist der Unterbereich 20 eine vergrößerte Höhe auf. Umgekehrt weist der Oberbereich 18 dort eine verringerte Höhe auf. Die Fluidleitungen 9 sind im Ausführungsbeispiel in diesen Bereichen der verringerten Höhe angeordnet.
Wie anhand der vereinfachten Darstellung zu erkennen ist, ist der jeweilige Fluidkanal 10 jeweils durch eine Kanalwand 22 begrenzt. In bevorzugter Ausgestaltung weist diese eine geringere Wandstärke auf als die Trennstege 16 zwischen benachbarten Kammern 6. Bei der Variante nach FIG 4 entspricht die Wandstärke der Trennstege 16 zugleich der Wandstärke der Kanalwand 22
Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass ein Teilabschnitt zumindest eines Fluidkanals 10 und bei FIG 1 eines jeweiligen Fluidkanals 10, speziell einer der vertikalen Schenkel 12B jeweils eine randseitige Begrenzung des Trägers 8 definiert.
Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel der FIG 1 vorgesehen, dass die Kammern 6 jeweils zu einer Seite hin offen sind. D. h. die Kammern 6 des Oberteils 18 sind nach oben hin offen und die Kammern 6 des Unterteils 20 nach unten ihn. Innerhalb der Kammern 6 sind bevorzugt Halteelemente 26 beispielsweise nach Art von nach innen hineinragenden Profilnasen ausgebildet, die die einzelnen Leitungselemente 8, 9 formschlüssig gegen ein Herausfallen sichern.
Bei der Ausführungsvariante der FIG 4 ist neben den Fluidkanälen 10 ein Paar an weiteren Fluidkanälen 30 im Träger 4 integriert. Diese weisen bevorzugt eine andere Querschnittsgeometrie im Vergleich zu den Fluidkanälen 10 auf. Speziell sind sie kreisrund ausgebildet. Vorzugsweise weisen die weiteren Fluidkanäle allgemein eine kleinere Querschnittsfläche im Vergleich zu den Fluidkanälen 10 auf.
Die weiteren Fluidkanäle 30 dienen beispielsweise zur Führung einer Hydraulikflüssigkeit, insb. Bremsflüssigkeit oder auch zur Führung von Waschwasser.
Der Versorgungsstrang 2 wird in bevorzugter Ausgestaltung im eingebauten Zustand auf einer hier nicht näher dargestellten Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges angeordnet und darauf in geeigneter Weise befestigt.
Die elektrischen Leitungen 8 werden aus dem Träger 4 herausgeführt und zu entsprechenden elektrischen Komponenten geführt und dort angeschlossen. Bei diesen elektrischen Komponenten handelt sich beispielsweise um die Traktionsbatterie bzw. einen Leistungsverteiler oder Sicherungsbox innerhalb des Hochvolt- Bordnetzes. Die weiteren elektrischen Leitungen 8, die Teil des Niedervolt-Bord- netzes sind, sind beispielsweise mit ihrem einen Ende ebenfalls über eine Sicherungsbox oder einen Leistungsverteiler an eine Batterie des Niedervolt-Bordnetzes angeschlossen und versorgen mit ihrem anderen, gegenüberliegenden Ende elektrische Verbraucher des Niedervolt-Bordnetzes.
Die Fluidkanäle 10 sind vorzugsweise im angeschlossenen Zustand in einen Fluid- Kreislauf, beispielsweise einen Kühlkreislauf integriert. Zur Integration sind hierbei am Träger 4, und zwar vorzugsweise seitlich die Fluidanschlüsse 24 vorgesehen. Speziell sind pro Anschlussstelle im Ausführungsbeispiel zwei Fluidanschlüsse 24 angeordnet. An diesen sind im montierten Zustand jeweils nicht näher dargestellte Fluidleitungen angeschlossen, über die die Integration in den Kreislauf erfolgen.
Die Fluidkanäle 10 sind bevorzugt von einer Kühlflüssigkeit durchströmt, sodass die angeschlossenen Fluidleitungen einerseits beispielsweise zu einem Wärmetauscher führen und andererseits zu einer zu temperierenden Komponente. Eine Strömungsrichtung S1 , S2 des Fluids durch die beiden Fluidkanäle ist in der FIG 3 durch Pfeile angedeutet.
Die zuvor erwähnten Fluidleitungen 9 sind beispielsweise aus dem Träger 4 herausgeführt und an zu versorgende Fluidkomponenten angeschlossen. Im Falle von Waschwasserleitungen führen diese beispielsweise einerseits zu einem Vorratstank für das Waschwasser und andererseits zu einer Reinigungseinrichtung beispielsweise für Sensoren. Auch die Fluidleitungen 9 sind beispielsweise in einen Fluidkreislauf integriert.
Bezugszeichenliste
2 Versorgungsstrang
4 Träger
6 Kammer
8 elektrische Leitung
8A Hochvolt-Leitung
9 Fluidleitung
10 Fluidkanal
12 Schenkel
12A horizontaler Schenkel
12B vertikaler T-Schenkel
12C weiterer horizontaler Schenkel
14 Aufnahmeraum
16 Trennsteg
18 Oberbereich
20 Unterbereich
22 Kanalwand
24 Fluidanschluss
26 Halteelement
30 weitere Fluidkanäle
S1 , S2 Strömungsrichtung

Claims

Ansprüche Elektrischer Versorgungsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug, der insbesondere einen Backbone zur Verbindung eines vorderen Fahrzeugteils mit einem hinteren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeugs ausbildet, aufweisend einen sich in einer Längsrichtung (L), in Querrichtung (Q) sowie in Vertikalrichtung (V) erstreckenden Träger (4) aus einem Isoliermaterial, welcher mehrere sich in Längsrichtung (L) erstreckende Kammern (6) aufweist, in denen mehrere elektrische Leitungen (8) geführt sind, wobei der Träger (4) als ein hybrider Träger (4) ausgebildet ist, der neben den Kammern (6) zumindest einen integrierten Fluidkanal (10) mit einer polygonalen Querschnittskontur aufweist, der für ein direktes Durchströmen mit einem Fluid ausgebildet ist. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem in Querrichtung (Q) mehrere Kammern (6) und/oder mehrere Fluidkanäle (10) nebeneinander angeordnet sind. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest einige und vorzugsweise alle Kammern zu einer Seite hin offen sind, so dass die Leitungen senkrecht zur Längsrichtung (L) in die Kammern (6) einlegbar sind. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem unterschiedliche Leitungen in den Kammern (6) einliegen und die Kammern (6) unterschiedliche Größen aufweisen. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest einige der Kammern (6) und vorzugsweise alle Kammern (6) von zumindest einem Trennsteg (16) begrenzt sind und zumindest eine der Kammern (6) von dem zumindest einen Fluidkanal (10) begrenzt ist. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fluidkanal (10) eine Trennebene zwischen zwei benachbarten Kammern (6) ausbildet. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Fluidkanal (10) eine von einer rechteckigen Kontur abweichende polygonale Querschnittskontur aufweist, die mehrere miteinander verbundene Schenkel (12) aufweist, die winklig zueinander angeordnet sind. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Fluidkanal (10) mit den Schenkeln (12) ein oder mehrere Kammern (6) zumindest bereichsweise umschließt. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fluidkanal (10) eine L-, Z- oder U- förmige Querschnittskontur aufweist. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fluidkanal (10) durch seine polygonale Struktur einen freien Aufnahmeraum (14) ausbildet, oder wobei zwei Fluidkanäle (10) derart zueinander orientiert sind, dass sie zwischen sich einen freien Aufnahmeraum ausbilden welcher zumindest eine Kammer (6) ausbildet, wobei im Aufnahmeraum (14) vorzugsweise genau ein Leitungspaar an elektrischen Leitungen (8) einliegt. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Aufnahmeraum (14) an zumindest drei Seiten durch den zumindest einen Fluidkanal (10) begrenzt ist. Versorgungsstrang (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Aufnahmeraum (14) ein Trennsteg (16) angeordnet ist, so dass mehrere Kammern (6) ausgebildet sind. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (4) einen Oberbereich (18) sowie einen Unterbereich (20) aufweist, die jeweils Kammern (6) mit darin angeordneten Leitungen (8) aufweisen, wobei der zumindest eine Fluidkanal (10) eine Trennebene zwischen diesen Kammern (6) bildet. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Fluidkanal (10) sowohl eine horizontale Trennebene zwischen zwei in einer Vertikalrichtung (V) benachbarten Kammern (6) als auch eine vertikale Trennebene zwischen zwei in Querrichtung (Q) nebeneinander angeordneten Kammern (6) ausbildet. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem am Träger (4) zumindest ein Fluidanschluss (24) angeordnet ist, über den der Fluidkanal (10) an einer Fluidleitung anschließbar ist. Versorgungsstrang (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der zumindest eine Fluidanschluss (24) seitlich am Träger (4) angebracht ist. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (4) als ein Profilelement ausgebildet ist. Versorgungsstrang (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher Teil eines Kraftfahrzeugs ist und insbesondere als ein Backbone eingesetzt ist.
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