3. Grundsätze und Gestaltung sicherer Layouts fürHochspannungskabelbaum
Neben den beiden zuvor genannten Methoden zur Verlegung von Hochspannungskabelbäumen sollten wir auch Prinzipien wie Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit berücksichtigen.
(1) Vermeidung von Vibrationsbereichen im Design
Beim Verlegen und Sichern von Hochspannungskabelbäumen ist darauf zu achten, dass diese von Bereichen mit starken Vibrationen (z. B. Luftkompressoren, Wasserpumpen und anderen Vibrationsquellen) ferngehalten werden. Der Hochspannungskabelbaum sollte angeschlossen werden anHochspannungsgeräteohne relative Vibrationen. Sollten diese Bereiche aufgrund der baulichen Gegebenheiten oder anderer Faktoren nicht vermieden werden können, ist die Hochspannungsleitung entsprechend der Schwingungsamplitude und der maximalen Schwingungsamplitude der beweglichen Teile im Verlegebereich des Kabelbaums ausreichend lang zu dimensionieren. Dadurch wird verhindert, dass der Kabelbaum Zug- oder Zugkräften ausgesetzt ist.
Bei längeren Fahrten auf unebenen Straßen besteht die Gefahr, dass sich die Befestigungspunkte des Hochspannungskabelbaums verschieben oder lösen. Dadurch vergrößert sich der Abstand zwischen den Befestigungspunkten schlagartig, was zu Zugbelastung des Kabelbaums und in der Folge zu einer Unterbrechung der internen Verbindungen führen kann. Daher ist eine angemessene Länge der Hochspannungsleitungen unerlässlich. Sie sollte ausreichend Überlänge aufweisen, um die durch Bewegung und Zugkräfte verursachten Belastungen auszugleichen, gleichzeitig aber eine übermäßige Länge vermeiden, die ein Verdrehen des Kabelbaums begünstigen könnte.
(2) Vermeidung von Hochtemperaturbereichen im Design
Bei der Verlegung des Kabelbaums sollten hochtemperaturempfindliche Fahrzeugkomponenten vermieden werden, um ein Schmelzen der Kabel oder eine beschleunigte Alterung durch hohe Temperaturen zu verhindern. Zu den typischen Hochtemperaturkomponenten in Fahrzeugen mit alternativen Antrieben zählen Luftkompressoren, Bremsluftleitungen, Servolenkpumpen und Ölleitungen.
(3) Auslegung des Biegeradius von Hochspannungsleitern
Ob es nun darum geht, Kompression oder übermäßige Vibrationen zu vermeiden – beim Verlegen des Hochspannungskabelbaums muss unbedingt auf den Biegeradius geachtet werden. Dieser hat nämlich einen erheblichen Einfluss auf den Widerstand des Kabelbaums. Wird der Kabelbaum zu stark gebogen, erhöht sich der Widerstand im gebogenen Bereich, was zu einem erhöhten Spannungsabfall im Stromkreis führt. Längeres, übermäßiges Biegen kann außerdem die Alterung und Rissbildung des Isoliergummis verursachen. Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel für eine fehlerhafte Auslegung (Hinweis: Der minimale innere Biegeradius von Hochspannungsleitern sollte mindestens dem Vierfachen des Außendurchmessers des Leiters entsprechen):
Beispiel für die korrekte Anordnung an der Kreuzung (links) Beispiel für die falsche Anordnung an der Kreuzung (rechts)
Daher muss sowohl in der Entwurfsphase als auch während der Montage ein übermäßiges Biegen der Drähte an den Verbindungsstellen vermieden werden. Andernfalls besteht die Gefahr von Stromverlusten in den Dichtungskomponenten hinter der Verbindungsstelle. Der Hochspannungskabelbaum, der aus der Rückseite des Steckers austritt, muss gerade verlaufen, und die Hochspannungsleiter in der Nähe der Steckerrückseite dürfen keinen Biege- oder Drehkräften ausgesetzt sein.
4. Konstruktion zur Abdichtung und Wasserdichtmachung von Hochspannungsleitungen
Um den mechanischen Schutz und die Wasserdichtigkeit des Hochspannungskabelbaums zu verbessern, werden Dichtungsmaßnahmen wie Dichtungsringe zwischen den Steckverbindern und an den Verbindungsstellen zwischen Steckverbindern und Kabeln eingesetzt. Diese Maßnahmen verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub, gewährleisten eine dichte Umgebung für die Steckverbinder und vermeiden Sicherheitsrisiken wie Kurzschlüsse, Funkenbildung und Leckströme zwischen den Kontaktteilen.
Aktuell werden die meisten Hochspannungskabelbäume durch Ummantelungsmaterialien geschützt. Diese Materialien erfüllen verschiedene Zwecke, wie z. B. Abriebfestigkeit, Geräuschdämpfung, Wärmeableitung und ein ansprechendes Aussehen. Typischerweise werden orangefarbene, hochtemperaturbeständige, flammhemmende Wellrohre oder orangefarbene, hochtemperaturbeständige, flammhemmende Gewebeschläuche verwendet, um eine vollständige Abdeckung zu gewährleisten. Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel:
Beispiele für Abdichtungsmaßnahmen:
Abdichtung mit selbstklebendem Schrumpfschlauch (links) Abdichtung mit Blindstopfen im Stecker (rechts)
Abdichtung mit Klebehülse am Steckerende (links) Vermeidung einer U-förmigen Kabelbaumführung (rechts)
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Veröffentlichungsdatum: 28. Dezember 2023
