CN116867684A - 具有改进的电磁屏蔽的电缆连接 - Google Patents

Abstract

指定了一种机动车辆(2)中的装置(1)，所述装置包括两个电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)以及电缆连接(4..4”、4a、4b)，其中电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)经由所分配的端子(9、9a、9b、10a、10b)电连接至该电缆连接(4..4”、4a、4b)的至少两条接地线(9、9a、9b)和至少两条载流线(11、11a、11b)，并且其中对于每条载流线(11、11a、11b)，该电缆连接(4..4”、4a、4b)具有至少一条接地线(9、9a、9b)，该接地线沿着载流线(11、11a、11b)并且在与载流线(11、11a、11b)相同的纵向方向上延伸。还指定了一种具有这种装置(1)的机动车辆(2)中的电驱动装置，以及一种具有这种驱动装置的机动车辆(2)。

Description

具有改进的电磁屏蔽的电缆连接

技术领域

本发明涉及一种机动车辆中的装置、一种具有这种装置的机动车辆中的电驱动装置以及一种具有这种驱动装置的机动车辆。

背景技术

电气和/或电子组件之间的电缆连接会发射电磁场，该电磁场主要取决于该电缆连接中的电压和电流水平，并且会对其他电子组件以及人体产生影响。这尤其适用于电动汽车驱动组中的电缆连接。那里产生的电流会产生非常强的电磁场，因此这些电缆连接通常配备有电磁屏蔽。

例如，在载流导体周围提供接地的导电箔或编织物，从而很大程度上防止电磁场的发射。有效的电磁屏蔽，不仅仅是因为载流导体在任何情况下都已经具有很大的横截面，导致了刚性且不可弯曲的电缆，这些电缆尤其在机动车辆的受限条件下难以铺设。在这种情况下，弯曲半径不会太小。此外，这种电缆价格昂贵，并且由于普遍的价格压力，通常不安装这种电缆。

DE 10 2018 220 420 A1为此也公开了一种用于电源线的磁场补偿的电路装置，具有至少两条用于两个电气部件的电连接的供电线路。该电路装置包括附加线路，用于承载由供电线路感应的反向电流，并用于衰减从供电线路发射的磁场。附加线路布置在至少第一和第二供电线路的旁边，并且连接至电气部件的接地连接。

虽然这种布置产生了更灵活的电缆连接，但在许多情况下，其电磁屏蔽不足。因此，缺少这样一种电缆连接，该电缆连接是柔性的，具有足够的电磁屏蔽，不会过分昂贵，并且如果合适的话，可以追加地铺设。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于说明一种机动车辆中的改进装置、一种改进的电驱动装置和一种改进的机动车辆。特别是，其目的是指定一种电缆连接，这种电缆连接是灵活的，具有足够的电磁屏蔽，不会过于昂贵，并且如果合适的话可以追加地铺设。

本发明的目的通过一种机动车辆中的装置来实现，该装置包括：

-两个电气和/或电子组件，每个电气和/或电子组件具有用于至少两个接地导体的接地连接和用于至少两个载流导体的端子，以及

-电缆连接，具有至少两个接地导体和至少两个载流导体，

-其中该电气和/或电子组件经由相关联的端子电连接至该电缆连接的该至少两个接地导体和该至少两个载流导体，并且

-其中，对于每个载流导体，该电缆连接具有至少一个相关联的接地导体，该接地导体沿着该载流导体并且在与该载流导体相同的纵向方向上延伸(即：与其“平行”)。

本发明的目的还通过一种机动车辆中的电驱动装置来实现，该电驱动装置包括上述类型的装置，其中电气和/或电子组件包括电压源和电连接至电压源的逆变器以及电连接至逆变器的电机。

最后，本发明通过一种具有至少两个轴的机动车辆来实现，其中至少一个轴被驱动，并且其中所述驱动动作至少部分地或在部分时间中通过上述类型的电驱动装置的电机进行。

由于所提出的措施，产生的电缆连接是柔性的，因此也可以以小半径铺设，具有还能足够好地屏蔽机动车辆中的强电磁场的足够的电磁屏蔽，比较便宜，并且如果合适的话也可以追加地铺设。

本公开的范围内的“接地导体”应该被理解为是单个电导体。特别地，“接地导体”不应被理解为是指载流导体周围的金属丝网或金属丝织物或者金属箔。

术语“载流”是指工作期间有用电流在相关电导体中流动。虽然电流也可以在接地导体中流动，但它并不主要用于电气和/或电子组件的操作，而是其屏蔽功能的结果。

特别地，在DC电压供电系统和AC供电系统中，可以提供两个载流导体，并且在AC供电系统中，也可以提供三个或更多个载流导体。因此，可以提供至少两个接地导体或至少三个接地导体。

电压源可以是电池或可充电电池的形式，或者是燃料电池的形式。发电机结合内燃机形式(例如，增程器形式)的实施例也是可能的。电机尤其可以是同步电机或异步电机的形式。在DC电压源和逆变器之间，电缆连接可以具体实现为两极，即：具有两个载流导体。在逆变器和AC电机之间，电缆连接可以具体实施为三极或更多极，即：具有三个或更多个载流导体。因此，又可以提供至少两个接地导体或至少三个接地导体。

当结合附图考虑时，可以从从属权利要求和说明书中获得本发明的进一步有利的配置和发展。

有利地，对于每个载流导体，电缆连接具有恰好一个接地导体，该接地导体沿着载流导体并且在与载流导体相同的纵向方向上或者与载流导体“平行”延伸。因此，可以容易地并且也特别灵活地制作电缆连接，即：可以以小半径铺设电缆。

此外，有利地，电缆连接包括用于载流导体中一个载流导体的绝缘体，并且分配给该载流导体的至少一个接地导体在该绝缘体内延伸。有利地，载流导体和接地导体之间的预设间距因此得以保持，与电缆的具体铺设方式无关。

然而，同样有利地，电缆连接包括用于载流导体中一个载流导体的绝缘体，并且分配给该载流导体的至少一个接地导体在该绝缘体外部延伸。由于载流导体和接地导体之间的分离，这种类型的电缆连接特别灵活，因此可以容易地以小半径铺设。此外，接地导体由此也可以追溯地添加至载流导体，例如当载流导体的屏蔽变得明显必要时。该实施例变型中的接地导体可以具有单独的绝缘体，但是也可以设计成是裸露的。例如，通过借助于电缆扎带将接地导体固定至绝缘的载流导体，可以制造电缆组件。

在一优选的变型中，该装置具有带有插入式触头的插入式连接，其中至少两个接地导体和载流导体借助于插入式触头连接到至少一个电气和/或电子组件。由于所提出的措施，电缆连接可以以简单的方式电连接至电压源。插入式连接的固定连接至该载流导体和/或接地导体的那部分可以是阳连接器或阴连接器的形式。因此，插入式连接的组件侧部分是倒置的阴连接器或阳连接器的形式。

同样有利地，该装置具有带有插入式触头的插入式连接，其中载流导体借助于插入式触头连接到至少一个电气和/或电子组件，并且其中插入式连接的固定连接至该载流导体并且与插入式触头绝缘的部分具有用于至少两个接地导体的端子，至少两个接地导体经由该端子连接到至少一个电气和/或电子单元/组件的接地连接。插入式连接的固定连接至该载流导体并与插入式触头绝缘的那部分尤其可以是插入式连接的壳体。该壳体例如可以由金属制成，至少两个接地导体可以直接嵌入阳连接器壳体中，并且可以以这种方式导电连接至电气和/或电子组件的接地连接。为了载流导体的电绝缘，阴绝缘连接器也可以嵌入阳连接器壳体中。特别地，还可以想到将接地导体螺接或压接至阳连接器壳体。电气和/或电子组件的壳体可以由绝缘体或金属制成。插入式连接的固定连接至该载流导体的那部分又可以是阳连接器或阴连接器的形式，因此插入式连接的组件侧部分又是倒置的阴连接器或阳连接器的形式。

最后，同样有利地，一种装置，具有带有插入式触头的插入式连接，其中载流导体借助于插入式触头连接到至少一个电气和/或电子组件，并且其中插入式连接借助于与插入式触头绝缘的螺纹式连接而固定，以避免意外松脱，并且至少两个接地导体经由该螺纹式连接被连接到至少一个电气和/或电子单元/组件的接地连接。例如，为此目的，该至少两个接地导体可以用螺纹式连接的螺钉夹紧。该至少两个接地导体之间的电连接以及该电气和/或电子组件的接地连接可以通过螺纹式连接的螺钉来实现，如果它们是由金属制成的话。然而，也可以想到用金属制造阳连接器壳体，并由此在接地导体和接地连接之间产生电连接。至少两个接地导体可以通过螺钉或阳连接器壳体连接至电气和/或电子组件的屏蔽件。如果电气和/或电子组件的壳体由金属制成，该屏蔽件也可以由电气和/或电子组件的壳体直接形成。

本发明的上述配置和发展可以以任何期望的方式组合。

附图说明

本发明的示例性实施例在所附示意图中以示例的方式示出。在附图中：

图1示出了机动车辆中的装置的示意图，该装置具有电气和/或电子组件以及它们之间的电缆连接；

图2示出了电缆连接的截面，该电缆连接具有绝缘的载流导体和单独的绝缘的接地导体；

图3示出了电缆连接的截面，该电缆连接具有绝缘的载流导体和单独的未绝缘的接地导体；

图4示出了电缆连接的截面，该电缆连接具有共同绝缘的载流导体和接地导体；

图5示出了插入式连接的截面，该插入式连接具有用于将载流导体和接地导体连接至电压源的插入式触头；

图6类似于图5，但是具有经由阳连接器壳体的接地连接；以及

图7示出了插入式连接，其中接地导体被夹紧至螺纹式连接，用于固定该插入式连接。

具体实施方式

将通过介绍的方式提及，不同实施例中的相同部件具有相同的参考标记或相同的部件名称，在适当的情况下具有不同的标号。包含在说明书中的部件的公开内容可以相应地转移到具有相同附图标记或相同部件名称的另一个部件。此外，在描述中选择的位置指示，例如，“顶”、“底”、“后”、“前”、“侧”等，涉及直接描述和例示的附图，如果位置发生变化，这些位置指示应相应地转移到新位置。

图1示出了机动车辆2中的装置1的示意图，该装置包括多个电气和/或电子组件3a..3c以及与这些电气和/或电子组件3a..3c电连接的电缆连接4a、4b。具体而言，本示例中的电气和/或电子组件是电压源3a、逆变器3b和电机3c的形式。

电压源3a可以是电池或可充电电池的形式，或者是燃料电池的形式。发电机结合内燃机形式的实施例(例如，增程器形式)也是可能的。电机3c尤其可以是同步电机或异步电机的形式。由电压源3a产生的DC电压被逆变器3b转换成AC电压，该AC电压驱动电机3c，并因此经由半轴5驱动机动车辆2的车轮6，车轮6以可旋转的方式安装在机动车辆2的车架7上。

电气和/或电子组件3a..3c分别具有用于电缆连接4a、4b的至少两个接地导体9a、9b的接地连接8a、8b，以及用于电缆连接4a、4b的至少两个载流导体11a、11b的端子10a、10b。相应地，电缆连接4a、4b分别具有至少两个接地导体9a、9b，其在图1中由虚线示出，以及具有至少两个载流导体11a、11b，其在图1中由实线示出。电气和/或电子组件3a经由接地连接8a、8b连接至接地导体9a、9b，并且经由端子10a、10b连接至载流导体11a、11b。

具体而言，对于每个载流导体11a、11b，该电缆连接4a、4b包括至少一个接地导体9a、9b，该接地导体9a、9b沿着载流导体11a、11b并且在与载流导体11a、11b相同的纵向方向上延伸(即：与其“平行”)。特别地，对于每个载流导体11a、11b，可以提供恰好一个接地导体9a、9b，该接地导体沿着载流导体11a、11b并且在与载流导体11a、11b相同的纵向方向上延伸。

接地导体9a、9b通常应被理解为是单个电导体。特别地，该接地导体不在载流导体11a、11b周围形成金属丝网或金属编织物。一般来说，在接地导体9a、9b中也没有有用电流流动，而最多是由其屏蔽功能产生的电流，但该电流主要并不用于电气和/或电子组件3a..3c的操作。

在这一点上，将注意到的是，为了改善图示，逆变器3b、电机3c和电缆连接4b的端子并没有被明确地标示，而是以等效的方式存在。

在电压源3a和逆变器3b之间，电缆连接4a可以具体实施为两极，即：具有两个载流导体11a、11b，并且在逆变器3b和电机3c之间，电缆连接4b可以具体实施为三级或更多极，即：具有三个或更多个载流导体11a、11b，如图1中的示例所示。

图2示出了一个示例，其中电缆连接4包括用于载流导体11的绝缘体12a，并且分配给载流导体11的至少一个接地导体9在该绝缘体12a外部延伸。在这个示例中，接地导体9具有单独的绝缘体12b。然而，也可以想到，接地导体9以没有专用绝缘体12b的方式铺设，如图3中的电缆连接4’所示。

在这两种情况下，例如当载流导体11的屏蔽变得明显必要时，可以回溯地铺设接地导体9。同样有利地，由于载流导体11和接地导体9彼此分开，电缆连接4、4’是柔性的，因此即使半径很小也能很好地铺设。

图4示出了电缆连接4”的替代实施例，该电缆连接4”又包括用于载流导体11的绝缘体12，然而，其中分配给载流导体11的至少一个接地导体9在该绝缘体12内部延伸。有利地，载流导体11和接地导体9之间的预设间距因此得以维持，与具体的电缆铺设方式无关。

图5示出了具有插入式触头14a..14d、15a..15d的插入式连接13a的示例，其中接地导体9a、9b和载流导体11a、11b借助于插入式触头14a..14d、15a..15d连接至电气和/或电子组件3a..3c中的至少一个。具体地，图5示出了电压源3a的细节，该电压源3a具有多个阴连接器14a..14d形式的插入式触头，它们布置在电压源3a的电压源壳体16a中。在这种情况下，阴连接器14a、14c形成电压源3a的接地连接8a、8b，而阴连接器14b、14d形成载流导体11a、11b的端子10a、10b。阴连接器14a..14d线接在电压源3a内，然而这在图5中没有明确示出。

此外，图5中示出了阳连接器15a..15d形式的插入式触头嵌入阳连接器壳体17a中。在这种情况下，接地导体9a、9a固定连接至阳连接器15a、15c，并且载流导体11a、11b固定连接至阳连接器15b、15d。阳连接器15a..15d可释放地插入阴连接器14a..14d中。此外，载流导体11a、11b分别包括绝缘体12a、12a’。在这种情况下，电压源壳体16a和阳连接器壳体17a同样由绝缘体制成。

由于所提出的措施，电缆连接4a可以以简单的方式电连接至电压源3a。

然而，如图6所示，还可以想到的是插入式连接13b的替代实施例，其类似于图5所示的插入式连接13a。然而，该插入式连接13b的固定连接至载流导体11a、11b并与插入式触头14b、14d绝缘的部分具有用于接地导体9a、9b的端子，它们通过这些端子连接至电压源3a’的接地连接8a、8b。具体地，插入式连接13b的与插入式触头11a、11b绝缘的那部分是阳连接器壳体17b的形式。在本示例中，它由金属制成，并且直接具有插入阴连接器14a中的阳连接器15a。接地导体9a、9b直接嵌入阳连接器壳体17b中，并且以这种方式导电连接至电压源3a’的由阴连接器14a形成的接地连接8a。为了载流导体11a、11b的电绝缘，阴绝缘连接器18a、18b也嵌入阳连接器壳体17b中。特别地，还可以想到将接地导体9a、9b螺接或压接至阳连接器壳体17b。电压源壳体16b可以由绝缘体或金属制成。如果它由金属制成，也可以省去单独的阴连接器14a。

图7示出了类似于图5所示的插入式连接13a的插入式连接13c的另一替代实施例。然而，在这种情况下，借助于与插入式触头14b、14d绝缘的螺纹式连接19a、19b，插入式连接13c被固定以防止意外松脱，并且接地导体9a、9b通过该螺纹式连接19a、19b连接至电压源3a”的接地连接8a、8b。具体地，接地导体9a、9b通过螺纹式连接19a、19b的螺钉20a、20b夹紧并导电连接至阳连接器壳体17c。在该示例中，电压源壳体16c由金属制成，而阳连接器壳体17c由绝缘体制成。接地导体9a、9b和电压源壳体16c之间的电连接通过金属螺钉20a、20b实现。然而，如果提供相应的绝缘阴连接器18a、18b，阳连接器壳体17c也可以由金属制成(参见图6)。

最后，将提到的是，保护范围由专利权利要求确定。然而，说明书和附图应该作为解释权利要求的参考。附图中包含的特征可以根据需要相互交换和组合。特别地，还将提到，所示的装置实际上也可以包括比所示的更多或更少的组成部分。在一些情况下，所示装置或它们的组成部分也可以不按比例和/或按放大比例和/或按缩小比例示出。

Claims (10)

1.一种机动车辆(2)中的装置(1)，包括：

两个电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a′、3a″)，其每个都具有用于至少两个接地导体(9、9a、9b)的接地连接(8a、8b)和用于至少两个载流导体(11、11a、11b)的端子(10a、10b)，以及

电缆连接(4..4″、4a、4b)，其具有至少两个接地导体(9、9a、9b)和至少两个载流导体(11、11a、11b)，

其中，所述电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)经由相关联的端子(9、9a、9b，10a、10b)电连接至所述电缆连接(4..4″、4a、4b)的所述至少两个接地导体(9、9a、9b)和所述至少两个载流导体(11、11a、11b)，并且

其中，对于每个载流导体(11、11a、11b)，所述电缆连接(4..4”、4a、4b)具有至少一个分配的接地导体(9、9a、9b)，所述接地导体沿着所述载流导体(11、11a、11b)并且在与所述载流导体(11、11a、11b)相同的纵向方向上延伸。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，对于每个载流导体(11、11a、11b)，所述电缆连接(4..4″、4a、4b)具有恰好一个接地导体(9、9a、9b)，所述接地导体沿着所述载流导体(11、11a、11b)并且在与所述载流导体(11、11a、11b)相同的纵向方向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述电缆连接(4..4”、4a、4b)包括用于所述载流导体(11、11a、11b)中一个载流导体(11、11a、11b)的绝缘体(12、12a、12a’、12b)，并且分配给所述一个载流导体(11、11a、11b)的所述至少一个接地导体(9、9a、9b)在该绝缘体(12、12a、12a’、12b)内部延伸。

4.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述电缆连接(4..4”、4a、4b)包括用于所述载流导体(11、11a、11b)中一个载流导体(11、11a、11b)的绝缘体(12、12a、12a’、12b)，并且分配给所述一个载流导体(11、11a、11b)的所述至少一个接地导体(9、9a、9b)在该绝缘体(12、12a、12a’、12b)外部延伸。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(1)，其特征在于，插入式连接(13a..13c)具有插入式触头(14a、14d、15a、15d)，其中所述至少两个接地导体(9、9a、9b)和所述载流导体(11、11a、11b)借助于所述插入式触头(14a..14d，15a、15d)连接至所述电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)中的至少一个。

6.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(1)，其特征在于，插入式连接(13a..13c)具有插入式触头(14a..14d、15a、15d)，其中所述载流导体(11、11a、11b)借助于所述插入式触头(14a..14d、15a、15d)连接至所述电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)中的至少一个，并且其中，所述插入式连接(13a..13c)的固定连接至所述载流导体(11、11a、11b)并且与所述插入式触头(14a..14d、15a、15d)绝缘的部分(17b)具有用于所述至少两个接地导体(9、9a、9b)的端子，所述至少两个接地导体(9、9a、9b)经由所述端子连接至所述至少一个电气和/或电子单元/组件(3、3a..3c、3a’、3a”)的所述接地连接(8a，8b)。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述插入式连接(13a..13c)的固定连接并与所述插入式触头(14a..14d、15a、15d)绝缘的所述部分包括金属阳连接器壳体(17b)，并且用于电连接至所述至少一个电气和/或电子单元/组件(3、3a..3c、3a’、3a”)的所述接地连接(8a，8b)的所述至少两个接地导体(9、9a、9b)：

直接嵌入所述阳连接器壳体(17b)中，或者

螺接或压接至所述阳连接器壳体(17b)。

8.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(1)，其特征在于，插入式连接(13a..13c)具有插入式触头(14a..14d、15a、15d)，其中所述载流导体(11、11a、11b)借助于所述插入式触头(14a..14d、15a、15d)连接至电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)中的至少一个，并且其中所述插入式连接(13a..13c)借助于与所述插入式触头(14a..14d、15a、15d)绝缘的螺纹式连接(19a、19b)而固定，以防止意外松脱，并且所述至少两个接地导体(9、9a、9b)经由该螺纹式连接(19a、19b)连接至所述至少一个电气和/或电子单元/组件(3、3a..3c、3a′、3a″)的所述接地连接(8a，8b)。

9.一种机动车辆(2)中的电驱动装置，其特征在于根据权利要求1至8中的一项所述的装置(1)，其中所述电气和/或电子组件(3、3a..3c、3a’、3a”)包括电压源(3a、3a’、3a”)和电连接至所述电压源(3a、3a’、3a”)的逆变器(3b)，并且包括电连接至所述逆变器(3b)的电机(3c)。

10.一种具有至少两个轴的机动车辆(2)，所述至少两个轴中的至少一个轴被驱动，其特征在于，所述驱动动作至少部分地或在部分时间中通过根据权利要求9所述的电驱动装置的电机(3c)进行。