CN108688588B - 机动车 - Google Patents

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Abstract

具有至少一个能通电的有效电流线路的机动车，所述有效电流线路至少暂时地输送有效电流以用于运行至少一个耗电器，其中，使至少一个衰减线路装置通过感应式的耦连装置这样与能通电的有效电流线路耦连，即，在与有效电流线路和衰减线路相间隔的防护区域中，通过在衰减线路装置中感生的电流衰减由于有效电流和/或由于叠加于有效电流的干扰和/或由于有效电流造成的漏电产生的磁场。

Description

机动车
技术领域
本发明涉及一种机动车，该机动车具有至少一个能通电的有效电流线路，该有效电流线路至少暂时地输送有效电流以用于运行至少一个耗电器。
背景技术
在当今机动车中越来越多地安装和使用电子部件，这些电子部件对于其周围环境中分布的磁场反应敏感。还在不同区域中使用传感器，传感器的工作原理以磁场测量为基础，例如像在使用霍尔传感器时那样。尤其是在通过起动装置起动内燃机时或者在运行驱动机动车的电机时，有产生相应较强磁场的较大电流强度的电流流过。现有技术中提出了不同解决方案，例如通常可以由通电的线路来衰减或减弱所产生的磁场。
公开文本JP 2003061268 A揭示了一种无接触的传输系统，用于将电能从具有往复线路的线路系统输送至车辆。通过机动车的集电器的特殊设计，可以将输送电流的馈电线路和输送电流的回电线路彼此间距更小地布置，由此在周围环境中减小由线路产生的磁场。
公开文本EP 2 138 859 A1揭示了一种具有输送电流的线路，这些线路被这样布置和感应耦合：各个输送电流的线路的磁场向彼此相反的方向扩散，因此在总和上相互减小。
公开文本DE 296 13 339 U1公开了一种电驱动的加热元件，其中输入的电流被分配到至少两个进行加热的导流体上，从而导流体在加热元件中被成对地输入电流。通过输送电流的导流体的成对布置，减弱了在加热元件环境中形成的磁场。
现有技术描述的解决方案共同之处是：至少两个输送电流的线路相对于彼此这样布置：使得通过相反流动的电流在总和上减弱产生的磁场。对于机动车中的应用方案而言，这种解决方案不再实用，因为这种解决方案伴随而来的是在机动车中的线路引导方面的巨大成本。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种机动车，该机动车具有更好衰减磁场的效果。
为解决该技术问题，根据本发明的一个方面提出，使至少一个衰减线路装置通过感应式的耦连装置这样与能通电的有效电流线路耦连，使得在与有效电流线路和衰减线路相间隔的防护区域中，通过在衰减线路中感生的电流衰减由于有效电流和/或叠加于有效电流的干扰和/或由有效电流造成的漏电所产生的磁场。
根据本发明的解决方案优势在于，衰减线路装置本身不输送电流，而是在衰减线路装置中通过在有效电流线路中流动的有效电流产生的磁场来感生电流。通过该感生的电流产生与有效电流的磁场相反的磁场。衰减线路装置因此是一个或多个并未连接在电源上的无源导体。衰减线路装置因此这样感应式地耦连至有效电流线路上，即，通过有效电流产生的磁场在与有效电流线路和衰减线路装置相间隔的防护区域中被衰减。该衰减还通过与由在衰减线路装置中感生的电流产生的磁场叠加而产生。本发明基于的认识是，在很多情况下，在局部——防护区域中——进行衰减就足够了，因此能够减小要运营的成本，并且尤其是专门针对防护区域中的衰减所设计的无源的措施就足够了。因此在防护区域中，该处所占据的磁场强度被显著降低，尤其是例如降低了至少50％，而无需为此使用主动通电的、额外的线路。通过设计衰减线路装置，尤其是通过有效电流线路和衰减线路装置之间的感应式耦连的强度，能够有针对性地在防护区域中实现磁场的衰减。
根据本发明的解决方案因此使得能够在局域，尤其是在有防护需求的区域中进行磁场强度的显著降低，也就是通常所说的磁场衰减，而无需为此使用主动通电的线路或磁屏蔽装置。
由于防护区域和有效电流线路的位置是已知的，所以可以根据在防护区域中待实现的磁场衰减通过基于已知的关于感应和磁的物理法则进行的计算和/或模拟来提前确定感应式的耦连装置所需的强度。根据由此获得的结果，接下来在技术上实现有效电流线路和衰减线路装置之间的感应式的耦连装置和/或衰减线路装置的具体几何的和/或线路连接技术方面的设计。感应式的耦连装置可以例如受有效电流线路和衰减线路装置之间的间距的影响。
实现磁场衰减的防护区域在此既可以位于机动车内部又可以位于机动车外部并且根据应用情况具有较大或较小的尺寸。优选针对如下有效电流线路设计这种衰减线路装置设计，该有效电流线路被设计用于：至少暂时输送具有大于50安培电流强度的有效电流，因为这种强度的电流伴随着强磁场的形成，其强度要在防护区域中来衰减。
还可行的是，衰减线路装置的感应式的耦连和布置结构被这样设计，使得由叠加有效电流的干扰产生的磁场在防护区域中被衰减。这例如还涉及在两个或多个有效电流线路上作为共模干扰(common
Figure BDA0001618850820000031
)或差模干扰(common
Figure BDA0001618850820000032
)出现的干扰。这尤其可以是在确定频率范围内出现的磁场。这种干扰可能例如由电机或功率电子件、例如逆变器触发。
此外，可以这样设计衰减线路装置，使得在防护区域中衰减由有效电流引发的漏电所产生的磁场。这些漏电可以例如是经由电机或电线路组的壳体上和/或经由机动车车身上流走的电流。
根据本发明，可以为衰减线路装置设计：该衰减线路装置具有至少一个衰减导体回线和/或至少一个衰减线路。衰减线路和衰减导体回线例如被实现为铜缆线并且同样具有外部绝缘件。根据衰减线路装置的实施方案，可以衰减基于不同干扰源的磁场。例如可以优选使用衰减线路来衰减共模干扰以及相应使用衰减导体回线来衰减差模干扰。对于衰减线路装置还可以此外设计：该衰减线路装置具有多个衰减线路和/或衰减导体回线，它们被捆扎成束，其中，这种衰减线路束或衰减导体回线优选是具有比在使用单独衰减线路或衰减导体回线情况下更薄的横截面的导体。作为备选还可以使用具有多个线匝的衰减导体回线。
根据本发明可以提出，机动车具有车身且衰减线路在两端与车身连接。衰减线路在此情况下经由车身在两端接地。这种布置结构可以优选被用于衰减共模干扰。
作为备选，机动车可以具有另一电气部件，其中衰减线路与另一电气部件和耗电器连接。例如可以在驱动马达与对驱动马达馈电的功率电子件、例如逆变器之间连接衰减线路，其中所述逆变器将蓄电池的直流电压转换为用于运行被实施为同步电机或异步电机的驱动马达的交流电压。在此情况下还可行的是，衰减线路或另外的衰减线路与蓄电池和功率电子件相连接地布置。增强的感应式的耦连可以在驱动马达或功率电子件的外壳之外进行或者在其内部进行。
对于衰减线路装置可以设置：该衰减线路装置至少在部分区段平行于有效电流线路布置。通过这种布置结构能够实现在防护区域中的空间上一致的磁场衰减。衰减线路装置和有效电流线路的平行在此既可以在直的区域之间、也可以在弯曲的区段之间通过衰减线路装置或各个衰减线路和/或衰减导体回线的等距布置实现，由此它们以间距恒定的方式至少部分跟随有效电流线路的走向。
为了实现磁场衰减的频率匹配，根据本发明可以提出，衰减线路装置具有至少一个电滤波器。这种滤波器可以例如是至少一个电容器或由一个或多个LC节构成的带通滤波器，其被调节得使在所期望的频率范围中进行磁场衰减。频率位于所期望频率范围之外的磁场由此比频率位于所期望的频率范围中的磁场明显衰减得更小。因此可以例如有针对性地衰减频率例如位于kHz范围中的磁场。通常通过调整电滤波器可以例如根据由于出现共模干扰或差模干扰而产生的磁场的频率范围来任意调整磁场的衰减。
对于有效电流线路和衰减线路装置之间的感应式的耦连可以根据本发明规定：通过至少一个包围有效线路和衰减线路装置的耦连构件来加强感应式的耦连。有效线路和衰减线路装置因此不仅是通过它们之间相对彼此的一定间距实现的布置结构感应式的耦连，而且通过耦连构件具有加强了的感应式的耦连。耦连构件在此可以这样实施，使其适于引导磁场流。耦连构件在此可以尤其是包围有效线路以及衰减线路装置的所有衰减线路和/或衰减导体回线。通过选择所使用的耦连构件可以影响有效电流线路和衰减线路装置之间的感应式的耦连。
根据本发明，所述耦连构件可以是磁环。在此，既将衰减线路装置又将有效线路引导通过环的孔并且通过包围衰减线路装置和有效线路的磁环加强感应式的耦连。在此，可以根据通过计算和/或模拟确定的、对于防护区域中衰减所需的感应式的耦连强度来选择环的直径和厚度。
此外根据本发明提出，磁环由铁素体或纳米晶体材料制成。铁素体或纳米晶体磁材料的应用带来的优势是：这些材料由于其特性通过引导磁流能够实现有效电流线路和衰减线路装置之间的特别强的感应式的耦连。
对于防护区域可以根据本发明提出：防护区域是人员停留区域和/或包括电路装置的和/或传感器装置、尤其是霍尔传感器的区域。人员停留区域在此既可以位于机动车内部又可以位于机动车外部。电路装置和/或传感器装置优选是机动车内部的部件。通过根据本发明设置的衰减布置结构衰减在防护区域中出现的磁场，使得人员停留区域和/或具有电子件的区域或磁场敏感的传感器的区域针对出现的高磁场得到保护。防护区域可以视使用情况而定或根据待防护区域的大小或待防护物体的大小具有不同的空间尺寸。
在本发明的另一实施方式中提出，耗电器是机动车的起动装置或驱动马达。因此有效电流可以是在内燃机起动时流过的起动装置电流，或者是在用于车辆推进的驱动马达起动时或持续运行时流过的电流。有效电流可以因此是直流电或交流电或二者叠加。在有效电流作为直流电流动时，衰减线路装置尤其衰减由于在接通或关闭直流电流时的电流变化产生的磁场，而在有效电流作为交流电流动时以及在直流电和交流电叠加时，通过交流电产生的磁场被衰减。直流电和交流电的叠加可以尤其在有效电流作为直流电流动时存在，在确定频率范围中出现的干扰与该有效电流叠加。
附图说明
本发明的其他优点和细节由下面所述实施例以及借助附图得出。附图示出：
图1示出根据本发明的机动车的原理图，
图2示出有效电流线路和衰减线路装置之间的加强的感应式耦连的透视细节图，
图3示出根据本发明的机动车的另一实施例的原理图，以及
图4至9示出与各种有效电流线路感应式耦连的衰减线路装置的其他实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的机动车1的原理图。机动车1具有有效电流线路2，该有效电流线路2把作为耗电器的起动装置3与机动车1的电池4连接。起动装置3在此连接至电池4的正极5，而电池4的负极6与车身7连接。有效电流线路2的区段8与衰减线路装置9部分平行地布置。该衰减线路装置9在此具有无源的衰减线路10，其端部11与车身7连接。有效线路8与衰减线路10之间的感应式的耦连通过磁环12加强，该磁环既包围有效电流线路2、又包围衰减线路10。在起动内燃机(未示出)时，有效电流通过有效电流线路2从电池4流至起动装置3，其中所述有效电流产生磁场。同时，在起动过程中通过有效电流的磁场在衰减线路10中感生电流，该感生电流本身产生与有效电流产生的磁场朝向相反的磁场，由此衰减总体在防护区域13中出现的磁场。防护区域13具有在该示例中被实施为霍尔传感器的传感器装置14。尤其是在起动过程中以及在关闭通过有效电流线路2的有效电流时，通过有效电流线路2与衰减线路10的感应式耦连衰减在防护区域13中出现的磁场，由此防止传感器装置14受损或故障。在衰减线路10中仅在有效电流产生的磁场在衰减线路10中感生电流的时候才有电流流动。感生电流的数值以及磁场衰减的数值在此与有效电流线路2与衰减线路装置9之间的感应式耦连的强度有关。根据防护区域13的位置可以通过计算和/或模拟确定感应式耦连的所需强度。
图2示出了通过磁环12加强感应式耦连的有效电流线路2和衰减线路10的细节图。有效电流线路2和衰减线路10在此被引导通过磁环12的孔。磁环12在此可以例如由铁氧体或纳米晶体磁材料制成。在衰减线路装置9具有多于一个的衰减线路10或多于一个的衰减导体回线的情况下，可以将它们连同有效电流线路2全部引导通过磁环12的孔。同样可以有多个有效电流线路被引导穿过磁环的孔。
图3示出了根据本发明的机动车1的另一实施例。在该实施例中，电机15通过三条有效电流线路16与被实施为脉冲逆变器的功率电子件17连接。有效电流线路16在此起到传输三相有效电流来为驱动马达15供电的作用。机动车1此外具有衰减线路装置9，它具有衰减线路10，衰减线路在其端部11与机动车1的车身7连接。衰减线路10通过磁环12与该三条有效电流线路16加强感应式地耦连。由此，由在有效电流线路16上出现的共模干扰产生的磁场在防护区域13中被衰减。防护区域13在此实施例中位于机动车1外部。此外，通过衰减线路装置9衰减由共模干扰造成的寄生漏电所产生的磁场，所述寄生漏电在功率电子件17和驱动马达15的壳体之间在机动车车身7上流动。
图4至9中示出了根据本发明布置在各种有效电流线路12、15上的衰减线路装置9的其他实施例。在此，有效电流线路12、16一直用粗线条示出，而衰减线路10或衰减导体回线19、25由细线条示出。这仅为了更好地进行区分，因为对于例如被实现为铜缆线的有效电流线路2、16、衰减线路10和衰减导体回线19、25而言尤其可以设置成使其具有相同直径。
图4示出了电池18，该电池经由两个有效电流线路2与功率电子件17连接。衰减导体回线19被布置成与有效电流线路2部分区段平行，该衰减导体回线通过两个磁环12与两个有效电流线路2加强感应式的耦连。这种布置尤其能够在防护区域13中衰减由差模干扰产生的磁场，所述差模干扰叠加有效电流线路2中作为共模或差模流动的有效电流。根据防护区域13的位置来设计有效电流线路2和衰减线路装置9之间的感应式耦连的强度。除了衰减导体回线19还具有与衰减导体回线19的连接的电滤波器20的衰减线路装置9可以通过被例如实施为带通的滤波器20的设计方案适配于差模干扰的频率范围。由此能够有针对性地衰减在确定频率范围内出现的磁场。这种滤波器20还可以在下面附图所示实施例情况下使用。还可以实现如图5中所示的实施例，其中衰减导体回线10在电池18的壳体21中被引导并且在此通过磁环12耦连至有效电流线路2，在此还将回线19的另一端部引向功率电子件17的壳体22中。
图6中示出了功率电子件17和电池18的相应布置，其中所述衰减线路装置9具有两个衰减线路10，这两个衰减线路被布置得分别平行于两个有效电流线路2之一。每个衰减线路10都通过磁环12加强地感应式的耦连至与其相邻的有效电流线路2上。这种布置结构可以优选被用于衰减由于在有效电流线路2上出现的共模干扰产生的磁场。
图7示出一实施例，其中功率电子件17通过三条有效电流线路16与电机15连接。衰减线路装置9在此具有三条与双回线23呈放射状连接的衰减线路10。放射状连接的衰减线路10中的每个衰减线路在此都分别通过一个磁环12加强地感应式的耦连至有效电流线路16之一上。通过这种布置结构可以衰减由差模干扰引起的磁场，所述差模干扰叠加有效电流线路16中三相流动的有效电流。对此的备选方案在图8中示出，其中三条衰减线路10分别与功率电子件17的壳体22以及电机15的壳体24连接。通过这种布置结构既可以衰减作为三相有效电流的叠加的共模干扰产生的磁场，也可以衰减通过差模干扰在有效电流线路16上产生的磁场。
图9示出了一实施例，其中功率电子件17通过两个有效电流线路2与电池18连接，衰减线路装置9具有包含多个线匝/绕组的衰减导体回线25以及与衰减导体回线25连接的电滤波器20。衰减导体回线25在此部分平行于有效电流线路2延伸并且通过磁环12与有效电流线路2加强感应式地耦连，所述磁环12既包围有效电流线路2、又包围衰减导体回线25的所有线匝。包含多个线匝的衰减导体回线25可以具有任意多的线匝并且被实施为被卷绕的线路、例如被卷绕的铜缆线，其中所述被卷绕的线路的端部连接至回线。这种实施方式提供的优势是，衰减导体回线25可以具有较小的横截面，因为在衰减导体回线25中感生的电流以相应于衰减导体回线25的线匝数量的倍数更小。这种具有多个线匝的衰减导体回线25或相应多个衰减线匝线路10的应用可以作为备选也在开头所述实施例中实现。

Claims (8)

1.一种机动车(1)，该机动车具有
至少一个能通电的有效电流线路(2、16)，所述有效电流线路至少暂时地输送有效电流以用于运行至少一个耗电器，
其中，
至少一个衰减线路装置(9)通过感应式的耦连装置这样与能通电的有效电流线路(2、16)耦连，使得在与有效电流线路和衰减线路相间隔的防护区域(13)中，通过在衰减线路装置(9)中感生的电流衰减由于有效电流和/或叠加于有效电流的干扰和/或由有效电流造成的漏电所产生的磁场，
其中，所述衰减线路装置(9)具有至少一个衰减导体回线(19)和/或至少一个衰减线路(10)，机动车(1)具有车身(7)，
所述至少一个衰减线路(10)在两端(11)与车身(7)连接，
通过至少一个包围有效线路(2、16)和衰减线路装置(9)的耦连构件来加强感应式的耦连，
其中，防护区域局部地通过选择性设置衰减线路装置和至少一个耦连构件针对超过预定的安培值的有效电流形成；
其中，至少一个耦连构件是至少一个磁环，该至少一个磁环的尺寸根据防护区域来设计；以及
其中，衰减线路装置在至少一个耗电器的壳体内部被引导并且在壳体内部与有效电流线路一起由至少一个磁环包围。
2.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，机动车(1)具有另一电气部件，其中所述衰减线路(10)与该另一电气部件和所述耗电器连接。
3.根据上述权利要求之一所述的机动车(1)，其特征在于，所述衰减线路装置(9)至少在部分区段平行于有效电流线路(2、16)布置。
4.根据权利要求1或2所述的机动车(1)，其特征在于，所述衰减线路装置(9)具有至少一个电滤波器(20)。
5.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，所述磁环(12)由铁素体或纳米晶体材料制成。
6.根据权利要求1或2所述的机动车(1)，其特征在于，防护区域(13)是人员停留区域和/或包括电路装置的和/或传感器装置的区域。
7.根据权利要求1或2所述的机动车(1)，其特征在于，所述耗电器是机动车的起动装置(3)或驱动马达(15)。
8.根据权利要求6所述的机动车(1)，其特征在于，传感器装置是霍尔传感器(14)。
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