DE102019213011A1

DE102019213011A1 - System und Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019213011A1
Application number: DE102019213011.9A
Authority: DE
Inventors: Marco Friederich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (54) mit einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50), umfassend eine Sicherungsvorrichtung (2) mit einem elektrischen Eingangskontakt (4), einer Mehrzahl von Halbleitersicherungen (5-x), jeweils einem elektrischen Ausgangskontakt (6-x) für jede der Halbleitersicherungen (5-x), und einer Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Halbleitersicherungen (5-x), wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Eingangsseite (10) gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt (4) elektrisch verbunden sind, wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Ausgangseite (11) einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte (6-x) elektrisch verbunden sind, und wobei die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen (5-x) gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) zu steuern; und ein Verbindungsmittel (3), wobei das Verbindungsmittel (3) dazu eingerichtet ist, die elektrischen Ausgangskontakte (6-x) gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) elektrisch miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen (53-x) des Kabelbaumes (52) des Bordnetzes (51) zu verbinden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (54) mit einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50).

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Sicherungsvorrichtung, ein Verbindungsmittel und ein Kraftfahrzeug.
Es sind elektrische Halbleitersicherungen bekannt, die mittels einer Steuereinrichtung gesteuert werden. Das Auslösen der Halbleitersicherung bzw. Trennen einer elektrischen Verbindung erfolgt hierbei, wenn ein mittels eines Stromsensors an der abzusichernden elektrischen Leitung erfasster Strom einen Auslösestrom überschreitet.
Aus der US 6 746 279 B1 ist ein Leistungsverteilsystem bekannt. Dieses umfasst einen Stromverteilungsblock und einen Satz von Verbindern, die so konfiguriert sind, dass sie entfernbar mit dem Stromverteilungsblock gekoppelt sind. Das System ist nützlich zum Verteilen von Energie (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch usw.). Der Satz von Verbindern umfasst mindestens zwei Arten von Verbindern. Der Block enthält zwei oder mehr Leitungspfade, die jeweils zwei gegenüberliegende Enden haben. Der Block und die Verbinder sind so konfiguriert, dass ein oder mehrere Verbinder eines beliebigen Typs in dem Satz entfernbar mit mindestens einem der Leitungspfade an jedem Ende der Pfade gekoppelt werden können. Jedes Ende jedes Leitungswegs ist (sowohl elektrisch als auch mechanisch) mit nicht mehr als einem Steckverbinder verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welche flexibler eingesetzt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Sicherungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und ein Verbindungsmittel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere wird ein System zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs geschaffen, umfassend eine Sicherungsvorrichtung mit einem elektrischen Eingangskontakt, einer Mehrzahl von Halbleitersicherungen, jeweils einem elektrischen Ausgangskontakt für jede der Halbleitersicherungen, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Halbleitersicherungen, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Eingangsseite gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt elektrisch verbunden sind, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Ausgangseite einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte elektrisch verbunden sind, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration zu steuern; und ein Verbindungsmittel zum elektrischen Verbinden der elektrischen Ausgangskontakte der Sicherungsvorrichtung mit elektrischen Leitungszweigen eines Kabelbaumes des Bordnetzes, wobei das Verbindungsmittel dazu eingerichtet ist, die elektrischen Ausgangskontakte gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration elektrisch miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen des Kabelbaumes des Bordnetzes zu verbinden.
Ferner wird insbesondere ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiequelle und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei eine Sicherungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von mittels einer Steuereinrichtung gesteuerten Halbleitersicherungen bereitgestellt wird, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Eingangsseite gemeinsam mit einem elektrischen Eingangskontakt der Sicherungsvorrichtung elektrisch verbunden sind oder verbunden werden, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Ausgangseite einzeln jeweils mit einem elektrischen Ausgangskontakt der Sicherungsvorrichtung elektrisch verbunden sind oder verbunden werden, wobei die Steuereinrichtung der Sicherungsvorrichtung derart konfiguriert und/oder bereitgestellt wird, dass die Halbleitersicherungen gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration gesteuert werden, wobei der elektrische Eingangskontakt elektrisch mit der Energiequelle verbunden wird, und wobei ein Verbindungsmittel derart ausgewählt und/oder bereitgestellt wird, dass die elektrischen Ausgangskontakte der Sicherungsvorrichtung gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration elektrisch miteinander und mit elektrischen Leitungszweigen eines Kabelbaums des Bordnetzes verbunden werden oder verbunden sind.
In einem dritten Aspekt wird insbesondere eine Sicherungsvorrichtung für ein System zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs geschaffen, umfassend einen elektrischen Eingangskontakt, eine Mehrzahl von Halbleitersicherungen, jeweils einen elektrischen Ausgangskontakt für jede der Halbleitersicherungen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Halbleitersicherungen, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Eingangsseite gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt elektrisch verbunden sind, wobei die Halbleitersicherungen auf einer Ausgangseite einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte elektrisch verbunden sind, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration zu steuern.
In einem vierten Aspekt wird insbesondere ein Verbindungsmittel für ein System zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs geschaffen, wobei das Verbindungsmittel dazu eingerichtet ist, elektrische Ausgangskontakte einer Sicherungsvorrichtung gemäß dem dritten Aspekt gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration elektrisch miteinander und mit elektrischen Leitungszweigen eines Kabelbaumes des Bordnetzes zu verbinden.
Das System und das Verfahren ermöglichen es, eine elektrische Verbindung zwischen einer Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration auszubilden. Insbesondere ist es möglich, beim Herstellen von Kraftfahrzeugen baugleiche Sicherungsvorrichtungen zu verwenden. Eine fahrzeugindividuelle Verbindung zwischen der Energiequelle und Leitungszweigen des Bordnetzes erfolgt insbesondere durch Konfigurieren der Steuereinrichtung gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration und durch Auswählen und/oder Bereitstellen eines der elektrischen Konfiguration entsprechenden Verbindungsmittels. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Kraftfahrzeuge bei der Herstellung baugleiche Sicherungsvorrichtungen aufweisen, wobei eine Steuereinrichtung der Sicherungsvorrichtung anfangs noch nicht konfiguriert ist. Beim Durchlauf des Kraftfahrzeugs durch die Produktionslinie wird die Steuereinrichtung fahrzeugindividuell konfiguriert gemäß der für dieses Kraftfahrzeug vorgegebenen elektrischen Konfiguration. Ferner werden Leitungszweige eines Kabelbaumes eines Bordnetzes dieses Kraftfahrzeugs mittels eines fahrzeugindividuell gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration konfigurierten Verbindungsmittels hergestellt. Das Verbindungsmittel verbindet sowohl Ausgangskontakte der Sicherungsvorrichtung gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration miteinander als auch die (teilweise miteinander verbundenen) Ausgangskontakte gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration mit Leitungszweigen eines Kabelbaums des Kraftfahrzeugs. Baugleiche Sicherungsvorrichtungen anderer Kraftfahrzeuge können jeweils fahrzeugindividuell andere vorgegebene elektrische Konfigurationen aufweisen und zusammen mit jeweils gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration ausgebildeten Verbindungsmitteln verwendet werden.
Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens ist, dass benötigte Leistungen (bzw. Leistungstragfähigkeiten) von elektrischen Verbindungen zwischen der Energiequelle und einzelnen Leitungszweigen des Bordnetzes nahezu beliebig konfiguriert werden können. Insbesondere können mehrere Halbleitersicherungen parallel zueinander betrieben werden, sodass über eine derart ausgebildete elektrische Verbindung höhere Leistungen transportiert werden können als über eine einzelne Halbleitersicherung. Da baugleiche Sicherungsvorrichtungen während der Herstellung von Kraftfahrzeugen (softwareseitig bzw. parameterseitig) konfiguriert werden können, müssen trotz einer großen Vielfalt an unterschiedlichen Motor- und/oder Ausstattungsvarianten der Kraftfahrzeuge keine (oder nur wenige) Hardware-Varianten der Sicherungsvorrichtung bereitgestellt werden. Hierdurch können die hergestellten Stückzahlen der Sicherungsvorrichtung erhöht werden, sodass sich Aufwand und Kosten reduzieren lassen.
Eine Halbleitersicherung umfasst insbesondere einen Stromsensor zum Erfassen eines über eine abzusichernde elektrische Leitung fließenden elektrischen Stroms. Ferner umfasst die Halbleitersicherung insbesondere einen Halbleiterschalter zum elektrischen Verbinden und Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Halbleitersicherung. Der Halbleiterschalter umfasst insbesondere einen Leistungshalbleiter, beispielsweise einen Leistungs-MOSFET (engl. power metal oxide semiconductor field-effect transistor) oder einen IGBT (engl. insulated-gate bipolar transistor). Der Halbleiterschalter wird mittels der Steuereinrichtung der Sicherungsvorrichtung gesteuert. Sensordaten des Stromsensors werden hierzu fortlaufend der Steuereinrichtung zugeführt, welche diese mit einem vorgegebenen Wert für einen Auslösestrom vergleicht. Erreicht oder überschreitet der erfasste Strom den Wert des Auslösestroms, so wird die Halbleitersicherung ausgelöst, das heißt eine elektrische Verbindung wird durch Öffnen des Halbleiterschalters getrennt.
Die Halbleitersicherungen können einzeln oder zumindest gruppenweise gemeinsam gehaust sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung bzw. das System mehrere Zehn bis mehrere Hundert Halbleitersicherungen umfasst. Hierdurch können auf flexible Weise abgesicherte elektrische Verbindungen mit einer Vielzahl unterschiedlicher elektrischer Leistungsfähigkeiten (z.B. in Bezug auf einen Nennstrom bzw. eine Nennleistung oder einen Maximalstrom bzw. eine Maximalleistung) ausgebildet werden.
Die vorgegebene elektrische Konfiguration gibt insbesondere vor, welche Ausgangskontakte miteinander elektrisch verbunden werden, das heißt zwischen welchen Ausgangskontakten jeweils ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei zehn Halbleitersicherungen und zugehörigen Ausgangskontakten jeweils drei Ausgangskontakte miteinander elektrisch verbunden werden, sodass insgesamt vier voneinander getrennte elektrische Verbindungen zwischen dem Eingangskontakt und den Ausgangskontakten ausgebildet werden, nämlich drei elektrische Verbindungen, die jeweils über drei parallel geschaltete Halbleitersicherungen abgesichert werden, und eine elektrische Verbindung, die über eine (einzelne) Halbleitersicherung abgesichert wird. Ferner gibt die vorgegebene elektrische Konfiguration insbesondere vor, wie die (ggf. elektrisch miteinander verbundenen) Ausgangskontakte mit Leitungszweigen eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden werden sollen bzw. verbunden sind. Im vorgenannten Beispiel kann über die drei elektrischen Verbindungen mit parallel geschalteten Halbleitersicherungen jeweils eine größere Leistung transportiert werden als über die elektrische Verbindung mit der (einzelnen) Halbleitersicherung. Bei einem anderen Kraftfahrzeug kann beispielsweise für die zehn elektrischen Verbindungen eine andere vorgegebene elektrische Konfiguration vorgesehen sein, beispielsweise 2 x 3 parallel geschaltete Halbleitersicherungen und 4 x 1 Halbleitersicherung usw. Das andere Kraftfahrzeug weist daher eine andere vorgegebene elektrische Konfiguration auf.
Ferner gibt die vorgegebene elektrische Konfiguration vor, wie die Steuereinrichtung die Halbleitersicherungen ansteuert. Insbesondere bestimmt die vorgegebene elektrische Konfiguration, welche Halbleitersicherungen gemeinsam ausgelöst werden. Sind gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration beispielsweise die Ausgangskontakte von drei Halbleitersicherungen miteinander elektrisch verbunden, sodass drei einander parallel geschaltete elektrische Verbindungen vorliegen, so werden bei Überschreiten eines Auslösestroms an einer dieser Halbleitersicherungen alle drei Halbleitersicherungen ausgelöst, das heißt alle drei elektrischen Verbindungen werden getrennt.
Das Verbindungsmittel umfasst insbesondere elektrische und mechanische Elemente, mit denen mechanisch und elektrisch stabile und sichere Verbindungen ausgebildet werden können. Das Verbindungsmittel umfasst hierzu beispielsweise elektrische Kontaktflächen, elektrische Verbindungsbrücken sowie mechanische Führungs- und/oder Fixiermittel, beispielsweise Schienen und/oder Verriegelungsmittel, die mit jeweils komplementär ausgebildeten Mitteln der Ausgangskontakte bzw. der Sicherungsvorrichtung zusammenwirken.
Die Steuereinrichtung kann als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Werte für Auslöseströme der Halbleitersicherungen und die vorgegebene elektrische Konfiguration werden oder sind insbesondere in einem Speicher, insbesondere einem nichtflüchtigen Speicher, der Steuereinrichtung hinterlegt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel mindestens einen Stecker umfasst, wobei der mindestens eine Stecker dazu eingerichtet ist, die elektrischen Ausgangskontakte gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration elektrisch miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen des Kabelbaumes des Bordnetzes zu verbinden. Hierdurch kann eine elektrische Verbindung auf zeitsparende Weise ausgebildet werden, indem der Stecker manuell oder automatisiert auf die Ausgangskontakte der Sicherungsvorrichtung gesteckt wird. Insbesondere bei einer Vorfertigung eines Kabelbaums kann der Stecker bereits im Voraus mit Leitungszweigen des Kabelbaums verbunden werden bzw. verbunden sein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel mindestens eine Stromsammelschiene umfasst, wobei die elektrischen Ausgangskontakte gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration mittels der mindestens einen Stromsammelschiene miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen des Kabelbaums des Bordnetzes verbunden sind. Die Stromsammelschiene bzw. die Stromsammelschienen können beispielsweise unterschiedliche Längen aufweisen, wobei über die jeweilige Länge und eine Position, an der eine Stromsammelschiene angeordnet wird, festgelegt wird, welche Ausgangskontakte miteinander elektrisch verbunden werden bzw. elektrisch verbunden sind.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleitersicherungen zumindest gruppenweise gleiche elektrische Eigenschaften aufweisen. Hierdurch kann ein Aufbau der Sicherungsvorrichtung vereinfacht werden, da nur eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Typen von Halbleitersicherungen verwendet werden muss. Elektrische Eigenschaften umfassen insbesondere Leistungseigenschaften der Halbleitersicherungen, wie beispielsweise einen Nennstrom oder eine Nennleistung und/oder einen maximalen Strom bzw. eine maximale Leistung. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung jeweils Gruppen von Halbleitersicherungen unterschiedlicher Leistungsklassen aufweist, sodass eine elektrische Konfiguration in Abhängigkeit dieser Leistungsklassen erfolgen kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen zumindest gruppenweise bei gleichen Auslöseströmen auszulösen.
Hierdurch kann die Sicherungsvorrichtung vereinfacht werden. Insbesondere ist bzw. wird eine Konfiguration der Steuereinrichtung hierdurch vereinfacht. In einem Speicher der Steuereinrichtung sind bzw. werden entsprechende Werte für den Auslösestrom hinterlegt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleitersicherungen alle die gleichen elektrische Eigenschaften aufweisen. Hierdurch ist die Sicherungsvorrichtung besonders einfach aufgebaut. Beim Herstellen können hierdurch sowohl ein Herstellungsaufwand als auch Kosten eingespart werden, da alle Halbleitersicherungen baugleich ausgebildet sein können.
Elektrische Eigenschaften umfassen insbesondere Leistungseigenschaften der Halbleitersicherungen, wie beispielsweise einen Nennstrom oder eine Nennleistung und/oder einen maximalen Strom bzw. eine maximale Leistung.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen alle bei gleichen Auslöseströmen auszulösen. Hierdurch ist eine Auslegung und Konfiguration der Steuereinrichtung besonders einfach. Ein Herstellungs- bzw. Konfigurationsaufwand und Kosten können weiter reduziert werden.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung der Sicherungsvorrichtung und des Verbindungsmittels ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Systems. Die Vorteile der Sicherungsvorrichtung und des Verbindungsmittels sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Systems.
Weiter wird insbesondere auch ein Kraftfahrzeug geschaffen, umfassend mindestens ein System nach einer beliebigen der beschriebenen Ausführungsformen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs;
2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiequelle und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems 1 zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle 54 mit einem Bordnetz 51 eines Kraftfahrzeugs 50 gezeigt. Das System 1 ist in dem Kraftfahrzeug 50 ausgebildet und umfasst eine Sicherungsvorrichtung 2 und ein Verbindungsmittel 3.
Die Sicherungsvorrichtung 2 umfasst einen elektrischen Eingangskontakt 4, eine Mehrzahl von Halbleitersicherungen 5-x, jeweils einen elektrischen Ausgangskontakt 6-x für jede der Halbleitersicherungen 5-x und eine Steuereinrichtung 7 zum Steuern der Halbleitersicherungen 5-x.
Die Halbleitersicherungen 5-x sind auf einer Eingangsseite 10 gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt 4 elektrisch verbunden. Der Eingangskontakt 4 ist beispielsweise über die „Klemme 30“ elektrisch mit dem Pluspol einer Energiequelle 54 des Kraftfahrzeugs 50, insbesondere einer Batterie des Kraftfahrzeugs 50, verbunden.
Auf einer Ausgangseite 11 sind die Halbleitersicherungen 5-x einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte 6-x elektrisch verbunden.
Die Halbleitersicherungen 5-x umfassen Halbleiterschalter 8-x, insbesondere in Form von Leistungshalbleitern, beispielsweise Leistungs-MOSFETs oder IGBTs. Ferner umfassen die Halbleitersicherungen 5-x jeweils Stromsensoren (nicht gezeigt), die fortlaufend einen jeweils durch die Halbleitersicherungen 5-x fließenden elektrischen Strom erfassen und zugehörige Sensordaten an die Steuereinrichtung 7 übermitteln. Die Sensordaten, das heißt die jeweils erfassten Ströme, werden von der Steuereinrichtung 7 mit jeweiligen Auslöseströmen 30-x verglichen (der besseren Zuordnung halber sind die Auslöseströme 30-x in der jeweiligen Halbleitersicherung 5-1 gezeigt, obwohl die einzelnen Werte in einem Speicher der Steuereinrichtung 7 hinterlegt sind). Überschreitet ein an einer Halbleitersicherung 5-x erfasster Strom einen zugehörigen Auslösestrom 30-x, so steuert die Steuereinrichtung 7 die jeweilige Halbleitersicherung 5-x bzw. die Halbleiterschalter 8-x derart an, dass eine elektrische Verbindung getrennt wird.
Die Steuereinrichtung 7 ist dazu eingerichtet, die Halbleitersicherungen 5-x gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration 20 zu steuern. Dies bedeutet insbesondere, dass einander elektrisch parallel geschaltete Halbleitersicherungen 5-x gemeinsam, das heißt gleichzeitig, ausgelöst werden. Die vorgegebene elektrische Konfiguration 20 ist in einem Speicher (nicht gezeigt) der Steuereinrichtung 7 hinterlegt.
Das Verbindungmittel 7 umfasst einen Stecker 9. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verbindungsmittel 7 mindestens eine Stromsammelschiene 19.
Der Stecker 9 weist elektrische Kontakte (nicht gezeigt) zum Ausbilden von elektrischen Verbindungen zwischen den Ausgangskontakten 6-x auf. Der Stecker 9 wird hierzu beispielsweise auf die Ausgangskontakte 6-x gesteckt, sodass eine mechanische und elektrische Verbindung ausgebildet wird.
Ist mindestens eine Stromsammelschiene 19 vorhanden, so können die elektrischen Verbindungen zwischen den Ausgangskontakten 6-3 beispielsweise durch unterschiedliche Längen und Positionen der mindestens einen Stromsammelschiene 19 ausgebildet sein. Die mindestens eine Stromsammelschiene 19 ist dann mit dem jeweils gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration 20 der mindestens einen Stromsammelschiene 19 zugeordneten Leitungszweig 53-x verbunden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stecker 9 bzw. die mindestens eine Stromsammelschiene 19 gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration 20 derart ausgebildet bzw. konfiguriert, dass die Ausgangskontakte 6-1, 6-2, 6-3 miteinander und mit einem Leitungszweig 53-1 eines Kabelbaums 52 des Bordnetzes 51 des Kraftfahrzeugs 50 elektrisch verbunden sind. Der Ausgangskontakt 6-4 ist hingegen nicht mit den Ausgangskontakten 6-1, 6-2, 6-3 verbunden, sondern ist elektrisch nur mit dem Leitungszweig 53-2 des Kabelbaumes 52 des Bordnetzes 51 des Kraftfahrzeugs 50 verbunden.
Anders ausgedrückt korrespondiert die vorgegebene elektrische Konfiguration 20 mit einer elektrischen Verschaltung der Ausgangskontakte 6-x im Verbindungsmittel 3 bzw. im Stecker 9.
Das System 1 kann flexibel an andere Bordnetze bzw. andere Kraftfahrzeuge angepasst werden. Hierzu sind lediglich ein anderes Verbindungsmittel 3 und ein entsprechendes Konfigurieren der Steuereinrichtung 7 notwendig. Die Sicherheitsvorrichtung 1 kann hingegen baugleich ausgeführt sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Ausgangskontakte 6-1, 6-2 mit dem Leitungszweig 53-1 und die Ausgangskontakte 6-3, 6-4 mit dem Leitungszweig 53-2 verbunden sind. Ein entsprechend hierfür ausgebildetes Verbindungsmittel 3 bildet dann gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration 20 die elektrischen Verbindungen zwischen den Ausgangskontakten 6-1, 6-2 bzw. 6-3, 6-4 und dem Leitungszweig 53-1 bzw. 53-2 des Kabelbaums 52 des Bordnetzes 51 aus. Zusätzlich wird die Steuereinrichtung 7 auf diese vorgegebene elektrische Konfiguration (d.h. 2:2) konfiguriert, sodass die Halbleitersicherungen 5-1, 5-2 bzw. 5-3, 5-4 jeweils zusammen, das heißt zeitgleich, ausgelöst werden, wenn ein zugehöriger Auslösestrom 30-x überschritten wird. Das Konfigurieren kann beispielsweise durch Einladen entsprechender Konfigurationsdaten in einen Speicher der Steuereinrichtung 7 erfolgen.
Das System 1 kann daher an verschiedene Anwendungsszenarien angepasst und hierdurch trotz gleichartig ausgebildeter Sicherungsvorrichtungen 2 sehr flexibel eingesetzt werden.
Die in der 1 gezeigte Ausführungsform ist stark vereinfacht. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung 2 weitere, insbesondere mehrere zehn oder mehrere Hundert, Halbleitersicherungen 5-x mit zugehörigen Ausgangskontakten 6-x aufweist. Das Verbindungsmittel 3 ist jeweils komplementär hierzu ausgebildet, insbesondere weist dieses gemäß einer für die entsprechende Anzahl von Halbleitersicherungen 5-x vorgegebenen elektrischen Konfiguration 20 weitere elektrische Verbindungen zwischen den Ausgangskontakten 6-x und zu (weiteren) Leitungszweigen 53-x auf.
In einer auf der in der 1 gezeigten Ausführungsform aufbauenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleitersicherungen 5-x zumindest gruppenweise gleiche elektrische Eigenschaften aufweisen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sicherungsvorrichtung 2 Gruppen mit verschiedenen Leistungsklassen von Halbleitersicherungen 5-x aufweist, beispielsweise eine Gruppe mit einer Nennleistung von 5 A, eine Gruppe mit einer Nennleistung von 10 A und eine Gruppe mit einer Nennleistung von 20 A. Eine Anzahl der Halbleitersicherungen 5-x in den beispielhaften Gruppen beträgt beispielsweise 20, 20, 10.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 7 dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen 5-x zumindest gruppenweise bei gleichen Auslöseströmen 30-x auszulösen. Im oben genannten Beispiel mit den drei Gruppen von Halbleitersicherungen 5-x mit unterschiedlichen Nennleistungen kann für jede der Gruppen jeweils der gleiche Wert auch für den Auslösestrom 30-x gewählt werden, beispielsweise 5 A, 10 A und 20 A.
In einer auf der in der 1 gezeigten Ausführungsform aufbauenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halbleitersicherungen 5-x alle die gleichen elektrischen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können die Halbleitersicherungen 5-x alle die gleiche Nennleistung aufweisen.
In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiequelle und einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
Das Ausbilden der elektrischen Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs erfolgt mittels einer Ausführungsform des Systems, wie es beispielsweise in der 1 gezeigt ist.
In einer Maßnahme 100 wird eine vorgegebene elektrische Konfiguration aus einer Datenbank abgerufen. Dies erfolgt für dasjenige Kraftfahrzeug, in dem die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Bordnetz ausgebildet werden soll.
In einer Maßnahme 101 wird die Steuereinrichtung der Sicherungsvorrichtung des Systems derart konfiguriert und/oder bereitgestellt, dass die Halbleitersicherungen gemäß der aus der Datenbank abgerufenen vorgegebenen elektrischen Konfiguration gesteuert werden. Hierzu wird die vorgegebene elektrische Konfiguration in einen, insbesondere nichtflüchtigen, Speicher der Steuereinrichtung geladen. Es kann vorgesehen sein, dass zeitgleich auch Werte für Auslöseströme der Halbleitersicherungen in den Speicher geladen werden.
In einer Maßnahme 102 wird der elektrische Eingangskontakt der Sicherungsvorrichtung des Systems elektrisch mit der Energiequelle des Kraftfahrzeugs verbunden.
In einer Maßnahme 103 wird das Verbindungsmittel des Systems derart ausgewählt und/oder bereitgestellt, dass die elektrischen Ausgangskontakte der Sicherungsvorrichtung gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration elektrisch miteinander und mit elektrischen Leitungszweigen eines Kabelbaums des Bordnetzes verbunden werden oder verbunden sind. Beispielsweise wird hierzu ein Stecker entsprechend ausgewählt und/oder bereitgestellt, der die elektrischen Verbindungen mit den Ausgangskontakten und den Leitungszweigen ausbildet.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Sicherungsvorrichtung
3: Verbindungsmittel
4: Eingangskontakt
5-x: Halbleitersicherung
6-x: Ausgangskontakt
7: Steuereinrichtung
8-x: Halbleiterschalter
9: Stecker
10: Eingangsseite
11: Ausgangsseite
19: Stromsammelschiene
20: vorgegebene elektrische Konfiguration
30-x: Auslösestrom
50: Kraftfahrzeug
51: Bordnetz
52: Kabelbaum
53-x: Leitungszweig
54: Energiequelle
100-103: Verfahrensmaßnahmen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6746279 B1 [0003]

Claims

System (1) zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (54) mit einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50), umfassend: eine Sicherungsvorrichtung (2) mit einem elektrischen Eingangskontakt (4), einer Mehrzahl von Halbleitersicherungen (5-x), jeweils einem elektrischen Ausgangskontakt (6-x) für jede der Halbleitersicherungen (5-x), und einer Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Halbleitersicherungen (5-x), wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Eingangsseite (10) gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt (4) elektrisch verbunden sind, wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Ausgangseite (11) einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte (6-x) elektrisch verbunden sind, und wobei die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen (5-x) gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) zu steuern; und ein Verbindungsmittel (3) zum elektrischen Verbinden der elektrischen Ausgangskontakte (6-x) der Sicherungsvorrichtung (2) mit elektrischen Leitungszweigen (53-x) eines Kabelbaumes (52) des Bordnetzes (51), wobei das Verbindungsmittel (3) dazu eingerichtet ist, die elektrischen Ausgangskontakte (6-x) gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) elektrisch miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen (53-x) des Kabelbaumes (52) des Bordnetzes (51) zu verbinden.
System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) mindestens einen Stecker (9) umfasst, wobei der mindestens eine Stecker (9) dazu eingerichtet ist, die elektrischen Ausgangskontakte (6-x) gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) elektrisch miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen (53-x) des Kabelbaumes (52) des Bordnetzes (51) zu verbinden.
System (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3) mindestens eine Stromsammelschiene (19) umfasst, wobei die elektrischen Ausgangskontakte (6-x) gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) mittels der mindestens einen Stromsammelschiene (19) miteinander und mit den elektrischen Leitungszweigen (53-x) des Kabelbaums (52) des Bordnetzes (51) verbunden sind.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleitersicherungen (5-x) zumindest gruppenweise gleiche elektrische Eigenschaften aufweisen.
System (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen (5-x) zumindest gruppenweise bei gleichen Auslöseströmen (30-x) auszulösen.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleitersicherungen (5-x) alle die gleichen elektrische Eigenschaften aufweisen.
Sicherungsvorrichtung (2) für ein System (1) zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (54) mit einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50), umfassend: einen elektrischen Eingangskontakt (4), eine Mehrzahl von Halbleitersicherungen (5-x), jeweils einen elektrischen Ausgangskontakt (6-x) für jede der Halbleitersicherungen (5-x), und eine Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Halbleitersicherungen (5-x), wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Eingangsseite (10) gemeinsam mit dem elektrischen Eingangskontakt (4) elektrisch verbunden sind, wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Ausgangseite (11) einzeln jeweils mit einem der elektrischen Ausgangskontakte (6-x) elektrisch verbunden sind, und wobei die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, die Halbleitersicherungen (5-x) gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) zu steuern.
Verbindungsmittel (3) für ein System (1) zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (54) mit einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50), wobei das Verbindungsmittel (3) dazu eingerichtet ist, elektrische Ausgangskontakte (6-x) einer Sicherungsvorrichtung (2) gemäß Anspruch 6 gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) elektrisch miteinander und mit elektrischen Leitungszweigen (53-x) eines Kabelbaumes (52) des Bordnetzes (51) zu verbinden.
Kraftfahrzeug (50), umfassend mindestens ein System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Energiequelle (54) und einem Bordnetz (51) eines Kraftfahrzeugs (50), wobei eine Sicherungsvorrichtung (2) mit einer Mehrzahl von mittels einer Steuereinrichtung (7) gesteuerten Halbleitersicherungen (5-x) bereitgestellt wird, wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Eingangsseite (10) gemeinsam mit einem elektrischen Eingangskontakt (4) der Sicherungsvorrichtung (2) elektrisch verbunden sind oder verbunden werden, wobei die Halbleitersicherungen (5-x) auf einer Ausgangseite (11) einzeln jeweils mit einem elektrischen Ausgangskontakt (6-x) der Sicherungsvorrichtung (2) elektrisch verbunden sind oder verbunden werden, wobei die Steuereinrichtung (7) der Sicherungsvorrichtung (2) derart konfiguriert und/oder bereitgestellt wird, dass die Halbleitersicherungen (5-x) gemäß einer vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) gesteuert werden, wobei der elektrische Eingangskontakt (4) elektrisch mit der Energiequelle verbunden wird, und wobei ein Verbindungsmittel (3) derart ausgewählt und/oder bereitgestellt wird, dass die elektrischen Ausgangskontakte (6-x) der Sicherungsvorrichtung (2) gemäß der vorgegebenen elektrischen Konfiguration (20) elektrisch miteinander und mit elektrischen Leitungszweigen (53-x) eines Kabelbaums (52) des Bordnetzes (51) verbunden werden oder verbunden sind.