Baukasten für Hochvolt-Verbindungen

Siegfried Hauptenbuchner: „Es handelt sich hierbei nicht um Powerpoint-Steckverbinder, sondern um Produkte, die so in Serie sind oder für den Serienanlauf zur Verfügung stehen.“Kostal Kontakt Systeme

Siegfried Hauptenbuchner, Geschäftsführer der Kostal Kontakt Systeme GmbH, kommt im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK gleich zur Sache: „Der Arbeitskreis der Deutschen Automobilhersteller treibt derzeit eine Normung voran, die auf einem 8-Millimeter-Rundkontakt basiert. Diese Liefervorschrift 215 ist immer noch in Arbeit. Allerdings stellt man derzeit fest, dass auf dieser Baugröße die elektrischen Anforderungen nur sehr schwer darstellbar sind. Da wir bereits wesentlich früher auf dem Markt waren als diese Liefervorschrift 215 existierte, haben wir ein Flachsystem ausgewählt – und zwar basierend auf einem vorhandenen Kontaktsystem.“

Herzstück von Kostals Kontaktsystem ist der PLK 14,5 genannte Flachsteckverbinder, der Leitungsabgänge im Winkel von 90°, 180° oder 270° ermöglicht (Bild 1) und bei Temperaturen bis 170 °C zum Einsatz kommen kann. Der Nennstrom liegt bei 250 A, kurzzeitig lassen sich darüber jedoch auch Ströme von mehr als 2000 A übertragen. PLK 14,5 ist standardmäßig normalerweise mit einem Crimp-Anschluss versehen, aber das Interface zum Kabel lässt sich auch als Schweiß-Version gestalten. Dabei können unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz kommen – je nachdem, ob es sich um Kupfer- oder Aluminiumkabel handelt. „Aluminiumkabeln gehört aus Gewichtsgründen die Zukunft, wir sind dafür gerüstet“, betont Siegfried Hauptenbuchner. „Es handelt sich hierbei nicht um Powerpoint-Steckverbinder, sondern um Produkte, die so in Serie sind oder für den Serienanlauf zur Verfügung stehen. In deutschen Hybridfahrzeugen fahren unsere Hochvolt-Steckverbinder bereits.“

Flachsteckverbinder des Typs PLK 14,5 können in drei Richtungen den Kontakt herstellen. Hierdurch lassen sich 90-Grad-Abgänge platzsparend realisieren.Kostal Kontakt Systeme

Standards sind gefragt

„Wir transferieren unseren Standard in den Bereich Hochvolt-Anwendung“, führt Hauptenbuchner weiter aus. „Nur die Adaptionen an die Kabel müssen wir noch durchführen, während die Grundkomponenten bereits existieren. Der OEM-übergreifende Einsatz bestehender Systeme spart Zeit und Geld, zumal diese Komponenten zu 100% automotive-gerecht aufgebaut sind. Wir haben echte Automotive-Komponenten, denn wir sind seit Jahrzehnten in diesem Markt zuhause und müssen nicht erst unsere Aerospace- oder Non-Automotive-Erfahrungen erweitern.“

Ziel der nationalen Plattform Elektromobilität sei es, dass die deutschen Hersteller wettbewerbsfähig in den Markt hinein kämen, und dafür sei die Nutzung von Standards eine Grundvoraussetzung, gibt Hauptenbuchner zu bedenken. „Genau das unterstützen wir auch stark. Unserer Meinung nach ergibt es jedoch keinen Sinn, ein System als Dokument beziehungsweise Standard festzulegen, wenn es am Markt schon etwas gibt, das kostengünstig ist. Bei den Flachsteckverbindern ist sowohl auf der Seite der Komponenten als auch beim Leitungssatz bereits alles vorhanden. Warum sollen jetzt noch Zeit und Kosten in die Schaffung eines neuen Standards investiert werden, wenn mit den Flachsteckverbindern bereits eine rundum geeignete Lösung existiert? Wir müssen sehen, dass wir Standards setzen, denn zu viele Einzellösungen führen in diesem Zusammenhang nicht weiter.“

Ein Standard ist aber nicht nur beim Stecker, sondern auch bei der Leitung sehr wichtig, und bei den HV-Leitungen gibt es derzeit keine Standards. Interlayer, Einzeldrähte, Abisolierkräfte, Formstabilität des äußeren Mantels bei Temperaturveränderungen etc. sind nicht standardisiert, so dass jede Leitung einzelnen freigegeben werden muss – und das ist ein immenser Aufwand.

Warum flach und nicht rund?

Allerdings stellt sich die Frage, warum Kostal hier keine Rundsteckverbinder zum Einsatz bringt, obwohl das Unternehmen Jahrzehnte lang Rundsteckverbinder an die Branche lieferte. „Wir haben unsere guten Gründe, warum wir flache Steckverbinder in diesem Bereich als die sinnvollere Variante ansehen; die Kostenbetrachtung bleibt dabei ganz außen vor“, erklärt Siegfried Hauptenbuchner. „Aus unserer Sicht ist für Rundsysteme ein doppelt so hoher Materialeinsatz notwendig wie für Flachsysteme. Das System, das wir entwickelt haben, ist das kompakteste derzeit auf dem Markt erhältliche Steckverbindersystem für diese Performance. Wenn beispielsweise ein 90-Grad-Abgang erforderlich ist, dann sind unsere Flachstecksysteme erheblich kleiner als Rundsteckverbinder – und wir sprechen hier über etwa 3 Zentimeter! In der 180-Grad-Version bauen wir bestimmt nicht kleiner als ein Rundkontakt, aber ein Motor wird im Regelfall auch nicht mit einer 180-Grad-Anbindung gebaut.“
Er räumt aber ein, dass es auch Systeme gibt, bei denen Rundsteckverbinder besser geeignet sind. Ein gutes Beispiel dafür ist das System von Better-Place, wo beim Austausch der Batterien eine Zentrierung erforderlich ist, die sich mit Rundsteckverbindern viel leichter umsetzen lässt.

Bild 2: Beispiel für eine vier-polige Hochvolt-Flachsteckverbindung.

Flache Steckverbinder haben nicht nur Vorteile. Bei Rundsteckverbindern lässt sich ein Berührungsschutz relativ einfach durch das Aufbringen eines Kunststoffs am Ende des Metallstifts realisieren. Um auch bei den Flachsteckverbindern die Sicherheit zu gewährleisten, musste Kostal einen automatischen Berührschutz entwickeln, der beim ordnungsgemäßen Stecken automatisch auf mechanischem Weg die Kontakte freigibt beziehungsweise diese beim Trennen der Steckverbinder wieder abdeckt.

Auch beim Service-Trennstecker (MSD, Manual Service Disconnect) nutzt Kostal im Inneren den Basis-Steckverbinder PLK 14,5 – und zwar in der Crimp-Ausführung, je nach Bedarf mit oder ohne integrierte Sicherung. n 

(av)