Hochvolt-Stecksystem

Die Standard-HV-Serie besteht derzeit aus einem HV-Stecker sowie zwei Stiftwannen. Mit dem Alu-Druckgussgehäuse ergibt sich eine Schirmung von über 60 dB, und auch für die Vibrationssicherheit ist gesorgt.

 

Experten berichten in verschiedenen Automobilzeitschriften folgendes: „Bereits im Jahr 2020 sollen die Stromflitzer und Vollhybrid-Pkw die herkömmlich betriebenen Pkw in Sachen Kosten je Kilometer eingeholt haben.“ Dies zeigt, dass sich der Trend hin zu alternativen Antrieben weiter beschleunigen wird.

Um Hybrid- und Elektrofahrzeuge erfolgreich auf die Straße „schicken“ zu können, müssen alle Schnittstellen im Motorraum zuverlässig und einwandfrei funktionieren. So kommt es auch auf das Stecksystem an, das mit der Batterie verbunden ist. Dieses System muss Hochvolt- und Hochstromtauglich, kompakt und gleichzeitig zu wirtschaftlichen Preisen angeboten werden.

 

Der Steckerspezialist ODU Automotive aus Mühldorf arbeitet bereits seit vielen Jahren eng mit Batterie- und Automobilherstellern zusammen und hat mit seinen HV-Stecksystemen bereits Hybridfahrzeuge ausgestattet.

Aus einer anfangs kundenspezifischen Sonderlösung baute ODU nun eine Standard-HV-Serie, die derzeit aus einem HV-Stecker sowie zwei Stiftwannen besteht. Diese zweipolige HV-Steckerserie von ODU Automotive eignet sich für alle 2poligen Anschlüsse im HV-Bordnetz und ist sowohl für Karosserieanwendungen als auch für den Anbau in Motornähe geeignet. Da alle Produkte dieses Baukastens voll steckkompatibel zueinander sind, zeigt sich diese Lösung als äußerst flexibel in der Anwendung.

Aufbau

Durch die besondere Variation der Abgangsrichtung an der Stiftwanne, die entweder in gerader oder in gewinkelter Form realisiert ist, eröffnen sich vielfältige Lösungsmöglichkeiten. Je nach Platzbedarf und Anwendungsbereich kann eine Stiftwanne mit geradem oder gewinkeltem Kabelabgang zum Einsatz kommen. Die Frage, warum ODU die Abgangsrichtung über die Stiftwanne und nicht über den Stecker realisiert, lässt sich schnell beantworten: Technisch war dies die einfachere Lösung, die schnell realisiert werden konnte – und dies wirkt sich letztendlich auch positiv auf die Kosten aus.

Die HV-Steckerserie umfasst derzeit eine HBV-Stiftwanne, die geräteseitig in 180-Grad- und in 90-Grad-Ausführung erhältlich ist, sowie einen HV-Stecker mit 180-Grad-Kabelabgang.

Die HV-Steckerserie umfasst derzeit eine HBV-Stiftwanne, die geräteseitig in 180-Grad- und in 90-Grad-Ausführung erhältlich ist, sowie einen HV-Stecker mit 180-Grad-Kabelabgang.ODU Automotive

Die neue ODU-Standardlösung bietet wesentliche Vorteile gegenüber vergleichbaren Stecksystemen, welche am Markt verfügbar sind. So setzt ODU bei der HV-Serie auf ein Gehäuse aus Aluminium-Druckguss. Im Vergleich zu einem Kunststoffgehäuse ist dieses wesentlich stabiler und weist zudem eine hohe thermische Stabilität auf. Auch die Schirmdämpfungseigenschaften sind bei diesem Aluminium Druckgussgehäuse mit über 60 dB hervorragend. Aluminium-Druckgussgehäuse ermöglichen kompakte Abmessungen bei hoher Zuverlässigkeit.

Das Stecksystem ist hinsichtlich verschiedener Leistungsklassen sehr variabel. Obwohl das Stecksystem nur eine Breite von zirka 60 mm aufweist, deckt es aktuell Kabelquerschnitte von 16 mm² bis 35 mm² ab. Zum Einsatz kommen ODU-Lamella-Kontakte mit
8 mm Durchmesser, die aufgrund der besonderen Auslegung mit 2 Kontaktpunkten pro Lamellensteg aufwarten und dadurch über niedrige Übergangswiderstände bei hoher Leistungsfähigkeit verfügen. Für Anforderungen unter extremen thermischen Bedingungen lässt sich das Kontaktelement durch eine Hochtemperatur-Lamelle ersetzen, die aufgrund ihrer hohen Relaxationsfestigkeit auch in einem Umfeld mit hohen Umgebungstemperaturen zum Einsatz kommen kann.

 

An den Kontakten sieht man keinerlei Verschleiß

An den Kontakten sieht man keinerlei VerschleißO

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ODU Automotive

 

So ist es im Extremfall möglich, bei einer Umgebungstemperatur von 85 °C dauerhaft einen Strom von bis zu 210 A mit einer thermisch stabilen 35- mm²-Leitung zu übertragen. Die Kontaktteile werden üblicherweise mit Hilfe einer Hexagonalcrimpung an die Kabel angeschlagen. Alternativ sind auch Kontakte mit Schweißzonen erhältlich.

Schirmung

Bei HV-Stecksystemen ist das Thema „Schirmung“ von besonderer Wichtigkeit und muss von Anfang beachtet werden. Beim ODU-System sorgt über das Metallgehäuse in Kombination mit einer zuverlässigen Schirmanbindung für eine hervorragende Schirmung. Über einen Bereich von 10 kHz bis zu 1 GHz ergibt sich hierbei eine Dämpfung von über 60 dB. Dabei bleibt der Übergangswiderstand über die Lebensdauer deutlich unter den nach LV 215 geforderten 10 mOhm.

Vibrationssicherheit

Stecksysteme, welche in einem Wagen „mitfahren“, müssen absolut vibrationssicher sein. Das mechanisch stabile Gehäuse aus Aluminium-Druckguss in Kombination mit einer zentralen Schraubverriegelung bildet auslegungstechnisch die Grundlage für hohe Vibrationsfestigkeit. Die über die Gewindesteigung erzeugten hohen Schließkräfte und eine an der Stiftwanne zusätzlich angebrachte Stützgeometrie sorgen im verriegelten Zustand über eine nahezu spielfreie und von den Kontaktteilen ferngehaltene Vibrationssicherheit. Nach einem Dauerlauf auf dem Shaker ist das Resultat eindeutig: die Kontaktoberfläche ist nahezu verschleißfrei und ohne starken Ab- oder gar Durchrieb. Wie bereits erwähnt werden in den HV-Stecksystemen ODU-Lamella-Kontakte verbaut. Durch die hohe Zahl der Kontaktpunkte gewährleisten diese Kontakte auch unter Vibration eine sichere Stromübertragung.

Konfektionierung

Zum Schluss bleibt noch die Frage nach der Konfektionierung. Diese ist kurz gesagt einfach und für jeden Konfektionär durchzuführen. Der Konfektionsprozess beinhaltet ausschließlich Standardprozesse, die mit Standardwerkzeugen ausgeführt werden können. Vorteil ist, dass der Konfektionär von ODU ein vormontiertes Gehäusemodul beziehen kann und er sich ausschließlich um seine Kernprozesse kümmern muss.

Ist der Kabelstrang erst einmal angeschlagen und vorkon­-fektioniert, wird dieser nur noch von der Hinterseite in das vormontierte Gehäuse eingefügt und verrastet. Eine zusätzliche
Sekundärverriegelung stellt dann letztendlich noch sicher, dass sich die Primärverrastung nicht mehr aus seiner Rastposition
lösen kann.

Eckdaten

Die neuen HV-Steckverbinder sind je nach Kabelquerschnitt und Umgebungstemperatur für Ströme bis 250 A bei Spannungen bis 750 V geeignet. Die Schutzart entspricht IP 6k9k und es gibt einen Berührschutz IP2XB in ungestecktem Zustand. Das Gehäuse ist zirka 60 mm breit und für Kabelquerschnitte von 16 mm2 bis 35 mm2 geeignet.