DE102016223770A1 - Cable, method of making the cable and power supply system - Google Patents

Cable, method of making the cable and power supply system Download PDF

Info

Publication number
DE102016223770A1
DE102016223770A1 DE102016223770.5A DE102016223770A DE102016223770A1 DE 102016223770 A1 DE102016223770 A1 DE 102016223770A1 DE 102016223770 A DE102016223770 A DE 102016223770A DE 102016223770 A1 DE102016223770 A1 DE 102016223770A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cable
conductors
magnetic shield
shield
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016223770.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Josef Krammer
Josef Pömmerl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016223770.5A priority Critical patent/DE102016223770A1/en
Publication of DE102016223770A1 publication Critical patent/DE102016223770A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/30Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • B60L53/122Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/18Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0098Shielding materials for shielding electrical cables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10Emission reduction
    • B60L2270/14Emission reduction of noise
    • B60L2270/147Emission reduction of noise electro magnetic [EMI]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/02Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02Details
    • H02G3/04Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462Tubings, i.e. having a closed section
    • H02G3/0481Tubings, i.e. having a closed section with a circular cross-section
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

Es wird ein Kabel angegeben. Das Kabel (1) umfasst wenigstens zwei Leiter (3, 5), eine magnetische Schirmung (7) sowie ein elektrische Schirmung (8). Hierbei sind die wenigstens zwei Leiter (3, 5) mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet. Die magnetische Schirmung (7) umgibt die wenigstens zwei Leiter (3, 5) wenigstens teilweise entlang eines Umfangs des Kabels (1). Darüber hinaus umgibt die elektrische Schirmung (8) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) und die magnetische Schirmung (7). Es werden ferner ein korrespondierendes Verfahren zur Herstellung des Kabels sowie ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug angegeben, welches das Kabel (1) umfasst.A cable is specified. The cable (1) comprises at least two conductors (3, 5), a magnetic shield (7) and an electrical shield (8). Here, the at least two conductors (3, 5) with their main extension axes parallel, adjacent to each other and formed electrically isolated from each other. The magnetic shield (7) surrounds the at least two conductors (3, 5) at least partially along a circumference of the cable (1). In addition, the electrical shield (8) surrounds the at least two conductors (3, 5) and the magnetic shield (7). Furthermore, a corresponding method for the production of the cable and a power supply system for a vehicle are specified, which comprises the cable (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel, ein Verfahren zur Herstellung des Kabels sowie ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug.The invention relates to a cable, a method for producing the cable and a power supply system for a vehicle.

Elektrische Kabel können in einigen Anwendungsfällen eingesetzt werden, hohe Stromstärken mit hohen Frequenzen zu führen. Eine elektromagnetische Schirmung der Kabel kann hierbei zu Verlusten, thermischer Überlastung oder Starrheit der Kabel führen.Electrical cables can be used in some applications to carry high currents at high frequencies. Electromagnetic shielding of the cables can lead to losses, thermal overload or rigidity of the cables.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Kabel, ein korrespondierendes Verfahren zur Herstellung sowie ein Energieversorgungssystem zu schaffen, das bzw. die beitragen, Verluste beim Einsatz des Kabels in vorgenannten Anwendungsfällen gering zu halten und eine Flexibilität des Kabels zu gewährleisten.The object underlying the invention is to provide a cable, a corresponding method of manufacture and a power supply system, which contribute to minimize losses in the use of the cable in the aforementioned applications and to ensure flexibility of the cable ,

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kabel, umfassend wenigstens zwei Leiter, eine magnetische Schirmung sowie eine elektrische Schirmung. Die wenigstens zwei Leiter sind mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet. Die magnetische Schirmung umgibt die wenigstens zwei Leiter wenigstens teilweise entlang eines Umfangs des Kabels. Darüber hinaus umgibt die elektrische Schirmung die wenigstens zwei Leiter und die magnetische Schirmung.According to a first aspect, the invention relates to a cable comprising at least two conductors, a magnetic shield and an electrical shield. The at least two conductors are arranged with their main extension axes parallel, adjacent to each other and electrically isolated from each other. The magnetic shield surrounds the at least two conductors at least partially along a circumference of the cable. In addition, the electrical shield surrounds the at least two conductors and the magnetic shield.

In vorteilhafter Weise trägt dies bei, eine Induktion von Strömen in der elektrischen Schirmung des Kabels zu vermeiden. Insbesondere wird auch bei einem Einsatz des Kabels bei hoher Stromstärke und hoher Frequenz ermöglicht, eine Schirmung des magnetischen Feldes und des elektrischen Feldes zu gewährleisten und Verluste gering zu halten.This advantageously contributes to avoiding induction of currents in the electrical shielding of the cable. In particular, even when using the cable at high current and high frequency is possible to ensure a shielding of the magnetic field and the electric field and to keep losses low.

Unter der magnetischen Schirmung ist in diesem Zusammenhang ein Mantel des Kabels mit einer hohen magnetischen Leitfähigkeit zu verstehen. Die magnetische Schirmung weist insbesondere eine niedrige elektrische Leitfähigkeit auf. Bei der magnetischen Schirmung kann es sich beispielsweise um eine Polymerfolie handeln, in die Ferritpulver eingebracht ist.Under the magnetic shield in this context is a sheath of the cable with a high magnetic conductivity to understand. The magnetic shield has in particular a low electrical conductivity. The magnetic shield can be, for example, a polymer film in which ferrite powder is introduced.

Unter der elektrischen Schirmung ist ferner ein Mantel des Kabels mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit zu verstehen. Die elektrische Schirmung weist insbesondere eine niedrige magnetische Leitfähigkeit auf. Bei der elektrischen Schirmung kann es sich beispielsweise um ein Schirmgeflecht handeln.Under the electrical shielding is also a coat of cable with a high electrical conductivity to understand. The electrical shield has in particular a low magnetic conductivity. The electrical shielding may be, for example, a braided shield.

Zur elektrischen Isolierung der wenigstens zwei Leiter voneinander sind diese insbesondere jeweils von einer Isolation umgeben.For electrical insulation of the at least two conductors from each other, these are each surrounded in particular by an insulation.

Durch die magnetische Schirmung kann eine Dicke der elektrischen Schirmung und/oder ein Abstand der elektrischen Schirmung zu den wenigstens zwei Leitern gering gehalten werden. In vorteilhafter Weise wird so zu einem kleinen Durchmesser des Kabels sowie einer mechanischen Flexibilität dessen beigetragen. Insbesondere ist dadurch ein einfacher, robuster Leitungsaufbau möglich. Auf eine Kontaktierung der magnetischen Schirmung kann darüber hinaus verzichtet werden, so dass in diesem Zusammenhang einfache Stecksysteme eingesetzt werden können.Due to the magnetic shield, a thickness of the electrical shielding and / or a distance of the electrical shielding to the at least two conductors can be kept low. Advantageously, this contributes to a small diameter of the cable and a mechanical flexibility thereof. In particular, this makes a simple, robust line construction possible. On a contacting of the magnetic shield can also be dispensed with, so that in this context simple plug-in systems can be used.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weisen die wenigstens zwei Leiter einen Durchmesser d > 1 mm auf. Insbesondere handelt es sich bei dem Leiter nicht um einen Signalleiter.In an advantageous embodiment according to the first aspect, the at least two conductors have a diameter d> 1 mm. In particular, the conductor is not a signal conductor.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies die Führung von hohen Stromstärken durch das Kabel. Das Kabel ist insbesondere ausgelegt, Stromstärken im Bereich von 10 A bis 200 A, insbesondere 50 A zu führen. Der Durchmesser des Kabels kann in diesem Zusammenhang insbesondere 1.0 mm ≤ d ≤ 25 mm betragen.Advantageously, this allows the leadership of high currents through the cable. In particular, the cable is designed to carry currents in the range of 10 A to 200 A, in particular 50 A. The diameter of the cable can in this context be in particular 1.0 mm ≦ d ≦ 25 mm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die magnetische Schirmung eine relative magnetische Permeabilität µr > 2 auf.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the magnetic shield has a relative magnetic permeability μ r > 2.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies eine Schirmung des magnetischen Feldes. Eine Dicke der elektrischen Schirmung und/oder ein Abstand der elektrischen Schirmung von den wenigstens zwei Leitern kann damit gering gehalten werden. Insbesondere kann die relative magnetische Permeabilität der magnetischen Schirmung µr > 5 betragen, bevorzugt µr > 10.Advantageously, this allows a shielding of the magnetic field. A thickness of the electrical shield and / or a distance of the electrical shield from the at least two conductors can be kept low. In particular, the relative magnetic permeability of the magnetic shield can be μ r > 5, preferably μ r > 10.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weisen die wenigstens zwei Leiter eine Isolation mit einer Dicke bIso auf. Darüber hinaus weist die magnetische Schirmung eine Dicke bSchirm und eine relative magnetische Permeabilität µr auf. Für die Dicke bIso der Isolation, der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung und der relativen magnetischen Permeabilität µr der magnetischen Schirmung gilt: μ r *b Schirm /b Iso > 17.

Figure DE102016223770A1_0001
In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the at least two conductors have an insulation with a thickness b iso . In addition, the magnetic shield has a thickness b screen and a relative magnetic permeability μ r . For the thickness b iso of the insulation, the thickness b screen of the magnetic shield and the relative magnetic permeability μ r of the magnetic shield, the following applies: μ r * b umbrella / b iso > 17th
Figure DE102016223770A1_0001

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies eine gezielte Auslegung des Kabels auf einen entsprechenden Anwendungsfall. Mit Vorteil lässt sich das Kabel so hinsichtlich der zuführenden Stromstärke, Frequenz und Spannung sowie einer Geometrie der wenigstens zwei Leiter optimieren. Eine Reduktion des Magnetfelds durch die magnetische Schirmung unter der oben genannten Gleichung beträgt mindestens einen Faktor 5.Advantageously, this allows a targeted design of the cable to a corresponding application. Advantageously, the cable can be optimized with respect to the supplying current, frequency and voltage as well as a geometry of the at least two conductors. A reduction of the magnetic field by the magnetic shielding under the above equation is at least a factor of 5.

Bevorzugt beträgt der Faktor der Reduktion 10 oder mehr. Für die Dicke bIso der Isolation, der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung und der relativen magnetischen Permeabilität µr der magnetischen Schirmung gilt dann: μ r *b Schirm /b Iso > 37.

Figure DE102016223770A1_0002
Preferably, the factor of the reduction is 10 or more. For the thickness b Iso of the insulation, the thickness b screen of the magnetic shielding and the relative magnetic permeability μ r of the magnetic shield, then: μ r * b umbrella / b iso > 37th
Figure DE102016223770A1_0002

Bei µr = 10 beträgt ein Verhältnis der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung zu der Dicke bIso der Isolation 3,7.At μ r = 10, a ratio of the thickness b screen of the magnetic shield to the thickness b iso of the insulation is 3.7.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt variiert eine Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung entlang eines Umfangs des Kabels und/oder eine relative magnetische Permeabilität µr der magnetischen Schirmung variiert entlang eines Umfangs des Kabels.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, a thickness b screen of the magnetic shield along a circumference of the cable and / or a relative magnetic permeability μ r of the magnetic shield varies along a circumference of the cable.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies, eine effektive Länge des magnetischen Feldflusses durch eine jeweilige Isolation der wenigstens zwei Leiter wird zu erhöhen. Somit wird beigetragen, einen jeweiligen magnetischen Widerstand zu vergrößern und der magnetische Feldfluss zu reduzieren. Eine mittlere Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung kann in diesem Fall mit Vorteil gering gehalten werden.Advantageously, this makes it possible to increase an effective length of the magnetic field flux through a respective isolation of the at least two conductors. Thus, it is contributed to increase a respective magnetic resistance and to reduce the magnetic field flux. An average thickness b screen of the magnetic shield can be kept low in this case with advantage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die magnetische Schirmung eine Ausnehmung auf, welche in einem Bereich zwischen den Haupterstreckungsachsen der wenigstens zwei Leiter angeordnet ist. Die Ausnehmung verjüngt sich hin zu einem Äußeren des Kabels.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the magnetic shield has a recess which is arranged in a region between the main extension axes of the at least two conductors. The recess tapers towards an exterior of the cable.

In vorteilhafter Weise ermöglicht dies, eine effektive Länge des magnetischen Feldflusses durch eine jeweilige Isolation der wenigstens zwei Leiter wird zu erhöhen. Somit wird beigetragen, einen jeweiligen magnetischen Widerstand zu vergrößern und den magnetischen Feldfluss zu reduzieren. Die Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung kann in diesem Fall mit Vorteil gering gehalten werden.Advantageously, this makes it possible to increase an effective length of the magnetic field flux through a respective isolation of the at least two conductors. Thus, it is contributed to increase a respective magnetic resistance and reduce the magnetic field flux. The thickness b screen of the magnetic shield can be kept low in this case with advantage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die elektrische Schirmung in einen Mantel des Kabels eingebettet, welcher die wenigstens zwei Leiter und die magnetische Schirmung umhüllt. Bei dem Mantel kann es sich insbesondere um einen Schutzmantel des Kabels handeln.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the electrical shield is embedded in a jacket of the cable, which encloses the at least two conductors and the magnetic shielding. The jacket may in particular be a protective jacket of the cable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt umgibt die magnetische Schirmung die wenigstens zwei Leiter entlang des Umfangs des Kabels vollständig.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the magnetic shield completely surrounds the at least two conductors along the circumference of the cable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die magnetische Schirmung elektrisch isolierend ausgebildet.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the magnetic shield is formed electrically insulating.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die magnetische Schirmung ein Polymer auf oder besteht aus diesem, wobei in das Polymer Ferritpulver eingebracht ist.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the magnetic shield comprises or consists of a polymer, in which ferrite powder is introduced into the polymer.

In vorteilhafter Weise wird so zu einem kleinen Durchmesser des Kabels sowie einer mechanischen Flexibilität dessen beigetragen und zugleich ermöglicht, eine Schirmung des magnetischen Feldes zu gewährleisten. Das Polymer kann insbesondere als Folie ausgebildet sein.Advantageously, this contributes to a small diameter of the cable as well as a mechanical flexibility and at the same time makes it possible to ensure a shielding of the magnetic field. The polymer may be formed in particular as a film.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels gemäß dem ersten Aspekt. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • a) Bereitstellen wenigstens zweier Leiter, die mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind;
  • b) Bereitstellen einer zylindrisch geformten, magnetischen Schirmung sowie einer elektrischen Schirmung. Die magnetische Schirmung weist dabei eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse auf;
  • c) Überschieben der magnetischen Schirmung, indem die wenigstens zwei Leiter relativ bezüglich der magnetischen Schirmung parallel der Haupterstreckungsachsen durch die Durchgangsöffnung bewegt werden. Die relative Bewegung erfolgt hierbei derart, dass die wenigstens zwei Leiter sich in der Durchgangsöffnung erstrecken und die magnetische Schirmung die wenigstens zwei Leiter vollständig entlang eines Umfangs des Kabels umgibt; und
  • d) Aufbringen der elektrischen Schirmung, so dass die elektrische Schirmung die wenigstens zwei Leiter und die magnetische Schirmung umgibt.
According to a second aspect, the invention relates to a method for producing a cable according to the first aspect. The method comprises the steps:
  • a) providing at least two conductors, which are arranged with their main extension axes parallel, adjacent to each other and electrically isolated from each other;
  • b) providing a cylindrically shaped, magnetic shield and an electrical shielding. The magnetic shield has a passage opening along its main extension axis;
  • c) sliding over the magnetic shield by moving the at least two conductors relative to the magnetic shield parallel to the main extension axes through the through-hole. The relative movement is in this case such that the at least two conductors extend in the passage opening and the magnetic shield surrounds the at least two conductors completely along a circumference of the cable; and
  • d) applying the electrical shield so that the electrical shield surrounds the at least two conductors and the magnetic shield.

Die elektrische Schirmung ist beispielsweise ebenfalls zylindrisch ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung auf. Der Schritt d) erfolgt dann analog zu dem Schritt c).The electrical shield is also cylindrical, for example, and has a passage opening. Step d) then takes place analogously to step c).

Beispielsweise wird der Schritt c) vor dem Schritt d) durchgeführt. Alternativ kann die elektrische Schirmung beispielsweise bereits vor dem Schritt c) auf die magnetische Schirmung aufgebracht werden.For example, step c) is performed before step d). Alternatively, the electrical shielding may be applied to the magnetic shielding, for example, prior to step c).

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels gemäß dem ersten Aspekt. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • a) Bereitstellen wenigstens zweier Leiter, die mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind;
  • b‘) Bereitstellen einer zylindrisch geformten, magnetischen Schirmung sowie einer elektrischen Schirmung. Hierbei weist die magnetische Schirmung eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse sowie einen Spalt in ihrer Mantelfläche entlang der Haupterstreckungsachse auf. Der Spalt erstreckt sich von der Mantelfläche hin zu der Durchgangsöffnung;
  • c‘) Aufdrücken der magnetischen Schirmung, indem die wenigstens zwei Leiter relativ bezüglich der magnetischen Schirmung durch den Spalt senkrecht zu den Haupterstreckungsachsen bewegt werden. Die relative Bewegung erfolgt hierbei derart, dass die wenigstens zwei Leiter sich in der Durchgangsöffnung erstrecken und die magnetische Schirmung die wenigstens zwei Leiter zumindest teilweise entlang eines Umfangs des Kabels umgibt; und
  • d) Aufbringen der elektrischen Schirmung, so dass die elektrische Schirmung die wenigstens zwei Leiter und die magnetische Schirmung umgibt.
According to a third aspect, the invention relates to a method for producing a cable according to the first aspect. The method comprises the steps:
  • a) providing at least two conductors, which are arranged with their main extension axes parallel, adjacent to each other and electrically isolated from each other;
  • b ') providing a cylindrically shaped magnetic shield and an electrical shielding. In this case, the magnetic shield has a passage opening along its main extension axis and a gap in its lateral surface along the main extension axis. The gap extends from the lateral surface towards the passage opening;
  • c ') pressing the magnetic shield by moving the at least two conductors relative to the magnetic shield through the gap perpendicular to the major axes of extension. The relative movement is in this case such that the at least two conductors extend in the passage opening and the magnetic shield surrounds the at least two conductors at least partially along a circumference of the cable; and
  • d) applying the electrical shield so that the electrical shield surrounds the at least two conductors and the magnetic shield.

Die elektrische Schirmung ist beispielsweise ebenfalls zylindrisch ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung sowie einen Spalt in ihrer Mantelfläche entlang der Haupterstreckungsachse auf. Der Schritt d) erfolgt dann analog zu dem Schritt c‘).The electrical shield is, for example, likewise cylindrical and has a passage opening and a gap in its lateral surface along the main extension axis. The step d) then takes place analogously to the step c ').

Beispielsweise wird der Schritt c‘) vor dem Schritt d) durchgeführt. Alternativ kann die elektrische Schirmung beispielsweise bereits vor dem Schritt c‘) auf die magnetische Schirmung aufgebracht werden.For example, step c ') is performed before step d). Alternatively, the electrical shielding may be applied to the magnetic shielding, for example, prior to step c ').

Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug. Das Energieversorgungssystem umfasst ein Kabel gemäß dem ersten Aspekt sowie eine Wechselstromquelle und einen Verbraucher.According to a fourth aspect, the invention relates to a power supply system for a vehicle. The power supply system comprises a cable according to the first aspect and an AC power source and a load.

Die Wechselstromquelle ist mittels der wenigstens zwei Leiter des Kabels derart mit dem Verbraucher gekoppelt, dass sich eine Bilanz eines Stromflusses durch das Kabel im Wesentlichen ausgleicht.The AC power source is coupled to the load by means of the at least two conductors of the cable such that a balance of a current flow through the cable substantially compensates.

Die Wechselstromquelle kann insbesondere extern zu dem Fahrzeug angeordnet sein. Bei der Wechselstromquelle kann es sich beispielsweise um einen Wechselrichter handeln. Die Wechselstromquelle kann darüber hinaus auch in dem Fahrzeug angeordnet sein. Bei der Wechselstromquelle kann es sich dann beispielsweise um einen Wechselrichter oder eine Spule zur induktiven Energieübertragung handeln.The AC power source may in particular be arranged externally to the vehicle. The AC power source may be, for example, an inverter. The AC power source may also be disposed in the vehicle. The AC power source may then be, for example, an inverter or a coil for inductive energy transmission.

Der Verbraucher kann insbesondere extern zu dem Fahrzeug angeordnet sein. Bei dem Verbraucher kann es sich beispielsweise um eine Spule zur induktiven Energieübertragung handeln. Der Verbraucher kann darüber hinaus auch in dem Fahrzeug angeordnet sein. Bei dem Verbraucher kann es sich dann beispielsweise um einen Gleichrichter oder einen elektrischen Antrieb des Fahrzeugs handeln. The consumer may in particular be arranged externally to the vehicle. The consumer may be, for example, a coil for inductive energy transfer. The consumer can also be arranged in the vehicle beyond. The consumer may then be, for example, a rectifier or an electric drive of the vehicle.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem vierten Aspekt weist ein durch die Wechselstromquelle an das Kabel bereitgestellter Stromfluss eine Frequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 200 kHz auf.In an advantageous embodiment according to the fourth aspect, a current flow provided by the AC power source to the cable has a frequency in the range between 1 kHz and 200 kHz.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:

  • 1 und 2 elektrische Energieversorgungssysteme für ein Fahrzeug,
  • 3 und 4 stromdurchflossene Leiter,
  • 5 und 6 elektrisch geschirmte Doppelleiter,
  • 7 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kabels in Querschnittdarstellung,
  • 8 ein Energieübertragungssystem gemäß 1 mit dem Kabel gemäß 7.
  • 9 bis 11 das Kabel gemäß 7 in Detailansicht,
  • 12 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kabels in Querschnittdarstellung,
  • 13 ein elektrisch ungeschirmtes Kabel,
  • 14 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kabels in Querschnittdarstellung,
  • 15 und 16 Verfahren zur Herstellung des Kabels gemäß 7, 12 oder 14, und
  • 17 und 18 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kabels in Querschnittdarstellung.
Show it:
  • 1 and 2 electrical energy supply systems for a vehicle,
  • 3 and 4 current-carrying conductors,
  • 5 and 6 electrically shielded double conductors,
  • 7 a first embodiment of a cable in cross-sectional view,
  • 8th a power transmission system according to 1 with the cable according to 7 ,
  • 9 to 11 the cable according to 7 in detail view,
  • 12 A second embodiment of a cable in cross-sectional view,
  • 13 an electrically unshielded cable,
  • 14 A third embodiment of a cable in cross-sectional view,
  • 15 and 16 Method for producing the cable according to 7 . 12 or 14 , and
  • 17 and 18 A fourth embodiment of a cable in cross-sectional view.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.

Elektrische Kabel können in einigen Anwendungsfällen eingesetzt werden, hohe Stromstärken mit hohen Frequenzen zu führen. Typischerweise kommen Kabel zum induktiven Laden eines Fahrzeugs oder bei elektrischen Antriebssystemen als Verbindungsleitungen zum Einsatz.Electrical cables can be used in some applications to carry high currents at high frequencies. Typically cables are used for inductive charging of a vehicle or electric drive systems as connecting lines.

1 zeigt ein erstes elektrisches Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug. Das erste elektrische Energieversorgungssystem umfasst einen Wechselrichter 110 als Wechselstromquelle, ein Kabel 101 (HF-Leitung) und eine am Boden angeordnete Primärspule 100 als elektrischen Verbraucher. Darüber hinaus zeigt 1 ein zweites elektrisches Energieversorgungssystem für das Fahrzeug, das eine in einen Unterboden des Fahrzeugs integrierte Sekundärspule 200 als Wechselstromquelle, ein Kabel 201 (HF-Leitung) und einen Gleichrichter 210 als Verbraucher umfasst. Die Primärspule 100 ist hierbei mit der Sekundärspule 200 zur drahtlosen Energieübertragung koppelbar und bildet ein induktives Ladesystem. Der Gleichrichter 210 ist mittels einer weiteren Leitung 203 an einen elektrischen Energiespeicher 220 gekoppelt. 1 shows a first electric power supply system for a vehicle. The first electric power supply system includes an inverter 110 as an AC source, a cable 101 (RF line) and a arranged on the ground primary coil 100 as an electrical consumer. In addition, shows 1 a second electric power supply system for the vehicle, which is a secondary coil integrated into an underbody of the vehicle 200 as an AC source, a cable 201 (RF line) and a rectifier 210 as a consumer. The primary coil 100 is here with the secondary coil 200 can be coupled to the wireless power transmission and forms an inductive charging system. The rectifier 210 is by means of another line 203 to an electrical energy storage 220 coupled.

2 zeigt ein drittes elektrisches Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, das wiederum einen Wechselrichter 230 als Wechselstromquelle, ein Kabel 207 (dreiphasen-(HF)-Leitung) und einen Elektromotor 240, insbesondere einen Antriebsmotor des Fahrzeugs, als elektrischen Verbraucher umfasst. Hierbei ist der Wechselrichter 230 beispielhaft mit dem elektrischen Energiespeicher 220 gemäß 1 mittels einer weiteren Leitung 205 gekoppelt. 2 shows a third electric power supply system for a vehicle, which in turn is an inverter 230 as an AC source, a cable 207 (three-phase (RF) line) and an electric motor 240 , in particular a drive motor of the vehicle, as an electrical consumer comprises. Here is the inverter 230 by way of example with the electrical energy storage 220 according to 1 by means of another line 205 coupled.

Beispielsweise können beim Einsatz der Kabel 101, 201 und 207 Stromstärken um etwa 50 A bei Frequenzen im Bereich von ca. 85 kHz (bzw. 1 kHz bei dem Kabel 207) auftreten. In vielen Fällen können gleichzeitig hohe Spannungen bis zu einigen tausend Volt auftreten. Beispielhaft ist dies im Falle des induktiven Ladens auf resonante Schaltungen und entsprechende Resonanzüberhöhungen zurückzuführen.For example, when using the cable 101 . 201 and 207 Amperages by about 50 A at frequencies in the range of about 85 kHz (or 1 kHz for the cable 207 ) occur. In many cases, high voltages up to a few thousand volts can occur at the same time. By way of example, in the case of inductive charging this is due to resonant circuits and corresponding resonance peaks.

Aufgrund der vorgenannt hohen Frequenzen und Stromstärken können um Leiter der Kabel relativ hohe Magnetfelder entstehen. 3 zeigt einen mit Strom I in Richtung der Zeichenebene stromdurchflossenen ersten Leiter 3 und dabei hervorgerufene Magnetfeldlinien 21. 4 zeigt den stromdurchflossenen ersten Leiter 3 mit dabei hervorgerufenen Magnetfeldlinien 23 sowie einen parallel dazu angeordneten zweiten Leiter 5, welcher entgegengesetzt stromdurchflossen ist, mit dadurch hervorgerufen Magnetfeldlinien 25.Due to the aforementioned high frequencies and currents, relatively high magnetic fields can form around the conductors of the cables. 3 shows one with electricity I in the direction of the drawing plane current-carrying first conductor 3 and thereby caused magnetic field lines 21 , 4 shows the current flowing through the first ladder 3 with thereby caused magnetic field lines 23 and a second conductor arranged parallel thereto 5 , which is opposite current flowing through, thereby causing magnetic field lines 25 ,

Bei einer Stromstärke von 50 A und einem Durchmesser des Leiters 3, 5 samt Isolation von 12 mm (beispielhaft 6mm Draht, 6 mm Isolation) ergibt sich an einer Oberfläche der jeweiligen Isolation eine Flussdichte von ca. 1,66mT.At a current of 50 A and a diameter of the conductor 3 . 5 together with insulation of 12 mm (6 mm wire, 6 mm insulation, for example) results in a surface area of the respective insulation with a flux density of approx. 1.66mT.

Zur elektromagnetischen Schirmung können beispielsweise Schirmgeflechte eingesetzt werden, die aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Beispielhaft kann es sich hierbei um ein Drahtgeflecht aus Aluminium handeln, insbesondere im Falle eines Einsatzes des Kabels in Fahrzeugen. Im Folgenden wird das elektrisch leitfähige Schirmgeflecht auch als elektrische Schirmung bezeichnet. Dieses hat eine magnetische Leitfähigkeit in etwa des freien Raumes, der Luft oder von Isolationsmaterialien (µr ~ 1).For electromagnetic shielding, for example, braided shields can be used, which consist of electrically conductive material. By way of example, this may be a wire mesh made of aluminum, in particular in the case of use of the cable in vehicles. In the following, the electrically conductive braided shield is also referred to as electrical shielding. This has a magnetic conductivity in about the free space, the air or insulation materials ( μ r ~ 1).

5 zeigt eine Leitung mit den beiden Leitern 3, 5 gemäß 4 und einer solchen elektrischen Schirmung 8. Gestrichelt sind überdies die Magnetfeldlinien 23, 25 in ihrer Ausbreitungsform ohne die elektrische Schirmung 8 gemäß 4 dargestellt. Die Magnetfeldlinien 23, 25, die die elektrische Schirmung 8 durchkreuzen führen zu einer Spannungs- und Strominduktion in der elektrischen Schirmung 8. Je mehr Feldlinien 23, 25 die elektrische Schirmung 8 kreuzen, desto höher ist eine Induktionsspannung und damit der in der elektrischen Schirmung 8 induzierte Strom. 5 zeigt schematisch einen senkrecht aus der Zeichenebene verlaufenden, induzierten Strom 31 in der elektrischen Schirmung 8 sowie einen entgegengesetzt in die Zeichenebene verlaufenden, induzierten Strom 33 in der elektrischen Schirmung 8. 5 shows a line with the two conductors 3 . 5 according to 4 and such an electrical shield 8th , Moreover, the magnetic field lines are dashed 23 . 25 in its propagation form without the electrical shielding 8th according to 4 shown. The magnetic field lines 23 . 25 that the electrical shielding 8th Crossing leads to a voltage and current induction in the electrical shield 8. The more field lines 23 . 25 the electrical shielding 8th Cross, the higher is an induction voltage and thus in the electrical shielding 8th induced current. 5 schematically shows a vertically extending from the plane, induced current 31 in the electrical shield 8th and an induced current running counter to the plane of the drawing 33 in the electrical shield 8th ,

Die Spannungs- und Strominduktion führt dazu, dass ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt wird, welches Magnetfeldlinien außerhalb des elektrischen Schirms 8 auslöscht. 6 zeigt in diesem Zusammenhang die beiden Leiter 3, 5 mit der elektrischen Schirmung 8 gemäß 5 mit resultierenden Magnetfeldlinien 27, 29. Der jeweils zugehörige Strom 31, 33 in der elektrischen Schirmung 8 kompensiert die Feldlinien 23, 25, welche aufgrund geringer magnetischer Leitfähigkeit des elektrischen Schirms 8 diesen durchkreuzen. Eine Stromstärke des Stroms 31, 33 in der elektrischen Schirmung 8 kann einen hohen prozentualen Anteil des Stroms in den Leitern 3, 5, beispielsweise von ca. 10% betragen. Dies kann zu hohen Verlusten in der elektrischen Schirmung 8 und zu einer thermischen Überlastung eines solchen Kabels führen.The voltage and current induction causes an opposite magnetic field is generated which magnetic field lines outside the electric screen 8th extinguishes. 6 shows in this context the two conductors 3 . 5 with the electrical shielding 8th according to 5 with resulting magnetic field lines 27 . 29 , The respective associated stream 31 . 33 in the electrical shield 8th compensates the field lines 23 . 25 which due to low magnetic conductivity of the electric screen 8th thwart this. A current of the current 31 . 33 in the electrical shield 8th can have a high percentage of electricity in the conductors 3 . 5 For example, be about 10%. This can lead to high losses in the electrical shielding 8th and lead to a thermal overload of such a cable.

Die elektrische Schirmung 8 schirmt die magnetischen Wechselfelder 23, 25 hierbei nur indirekt ab, indem die Ströme 31, 33 in der elektrischen Schirmung 8 induziert werden. Gleichfelder werden durch die elektrische Schirmung 8 hingegen nicht abgeschirmt. Wechselfelder mit niedriger Wechselfrequenz werden - wenn eine Eindringtiefe des entsprechenden Feldes in die elektrische Schirmung 8 höher als eine Dicke der elektrischen Schirmung 8 ist - nur teilweise geschirmt.The electrical shielding 8th shields the alternating magnetic fields 23 . 25 this only indirectly from the currents 31 . 33 in the electrical shield 8th be induced. DC fields are created by the electrical shielding 8th however, not shielded. Alternating fields with low alternating frequency - if a penetration depth of the corresponding field in the electrical shielding 8th higher than a thickness of the electrical shielding 8th is - only partially shielded.

Um diese Probleme zu bewältigen kann beispielhaft ein großer Abstand zwischen der elektrischen Schirmung 8 und den beiden Leitern 3, 5 und/oder eine besonders hohe Dicke der elektrischen Schirmung gewählt werden. Dies führt jedoch zu hohen Durchmessern und einem hohen Gewicht der Leitung und beeinträchtigt eine Biegbarkeit bzw. Verlegbarkeit der Leitung.To overcome these problems can be exemplified a large distance between the electrical shielding 8th and the two ladders 3 . 5 and / or a particularly high thickness of the electrical shielding can be selected. However, this leads to high diameters and a high weight of the line and impairs a bendability or layability of the line.

Im Folgenden wird daher ein Kabel vorgeschlagen welches beiträgt, Verluste gering zu halten und eine mechanische Flexibilität gewährleistet.In the following, therefore, a cable is proposed which helps to keep losses low and ensures mechanical flexibility.

7 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch ein Kabel 1, welches beispielhaft als Wechselstromleitung (HF-Leitung) eingesetzt werden kann. Das Kabel 1 weist einen ersten Leiter 3, beispielsweise ein Hinleiter, mit einer Isolation 4, einen zweiten Leiter 5, beispielsweise ein Rückleiter, mit einer Isolation 6 sowie einen gemeinsamen Außenmantel mit Schirmfunktion auf. Der Außenmantel umfasst insbesondere eine magnetische Schirmung 7, die sich durch eine magnetische Leitfähigkeit und eine mechanische Flexibilität auszeichnet. Der Außenmantel kann ferner eine elektrische Schirmung 8 aufweisen (vgl. 14). Zwischen der Isolation 4, 6 der Einzelleiter 3, 5 und dem Außenmantel kann beispielsweise eine Füllmasse 9 eingebracht sein, welche als Zugentlastung dient. Aus Übersichtsgründen ist in den folgenden Figuren lediglich die magnetische Schirmung 7 des Außenmantels dargestellt. 7 shows in a first embodiment a cross section through a cable 1 , which can be used as an AC line (RF line), for example. The cable 1 has a first ladder 3 , for example, a Hinleiter, with insulation 4 , a second conductor 5 , For example, a return conductor, with insulation 6 and a common outer sheath with shielding function. The outer sheath comprises, in particular, a magnetic shield 7, which is characterized by magnetic conductivity and mechanical flexibility. The outer jacket may further comprise an electrical shield 8th have (see. 14 ). Between the isolation 4 . 6 the single conductor 3 . 5 and the outer shell may, for example, a filling material 9 be introduced, which serves as a strain relief. For reasons of clarity, in the following figures, only the magnetic shielding 7 represented the outer shell.

8 zeigt einen beispielhaften Einsatz des Kabels 1 gemäß 7 als Kabel 101 in dem ersten Energieübertragungssystem gemäß 1. Die Primärspule 100 umfasst eine Spule 103 und ein Gehäuse 105. Die Leiter 3, 5 des Kabels 1 sind jeweils mit einem Stecker 107 an die Spule 103 sowie mit einem Stecker 109 an Elektronik zur Ansteuerung der Spule 103, vorliegend beispielhaft dem Wechselrichter 110 gekoppelt. Die Leiter werden von der magnetischen Schirmung 7 umgeben. Im Betrieb des Energieübertragungssystems wird die Spule 103 und das Kabel 101 mit Wechselstrom durchflossen. Bei der Anwendung für induktives Laden wird typisch eine Frequenz von 85kHz verwendet. Die Ströme können sehr hoch sein. Im Falle des induktiven Ladens kann mit 50A als typischer Wert gerechnet werden. 8th shows an exemplary use of the cable 1 according to 7 as a cable 101 in the first energy transmission system according to 1 , The primary coil 100 includes a coil 103 and a housing 105 , The ladder 3 . 5 of the cable 1 are each with a plug 107 to the coil 103 as well as with a plug 109 to electronics for controlling the coil 103 , in the present example, the inverter 110 coupled. The conductors are from the magnetic shielding 7 surround. In operation of the power transmission system is the sink 103 and the cable 101 with alternating current flows through. The inductive charging application typically uses a frequency of 85kHz. The currents can be very high. In the case of inductive charging, 50A can be taken as the typical value.

Hierbei gleichen sich zu jedem Zeitpunkt die Ströme in den beiden Leitern 3 und 5 aus. Eine Stromstärke des Stroms durch den Rückleiter 5 in Richtung des Wechselrichters 110 zurück ist also betragsmäßig gleich einer Stromstärke des Stroms durch den Hinleiter 3 in Richtung der Spule 103.At the same time, the currents in the two conductors are the same 3 and 5 out. An amperage of the current through the return conductor 5 in the direction of the inverter 110 back is thus equal in magnitude equal to a current strength of the current through the forward conductor 3 in the direction of the coil 103 ,

Anhand der 9 und 10 ist wiederum der Querschnitt des Kabels 1 gemäß 7 dargestellt. 9 zeigt darüber hinaus magnetische Feldlinien 41 um den Hinleiter 3, magnetische Feldlinien 43 um den Rückleiter 5 sowie magnetische Feldlinien 45 im Inneren des Kabels 1 zwischen den beiden Leitern 3, 5 durch die Isolation 4, 6. In 10 sind korrespondierend hierzu Maße des Kabels 1 dargestellt. Hierbei ist mit bSchirm eine (mittlere) Dicke der magnetischen Schirmung 7 sowie mit bIso eine (mittlere Dicke der jeweiligen Isolation 4, 6 bezeichnet. Ferner bezeichnet cSchirm eine (mittlere) Länge eines Feldflusses durch die magnetische Schirmung 7, während cIso eine (mittlere) Länge eines Feldflusses durch die Isolation 4, 6 bezeichnet. Schließlich ist eine Symmetrieachse x des Querschnitts zwischen den beiden Leitern 3, 5 dargestellt. Für eine Hälfte des Kabels 1 (hier rechts der Symmetrieachse x) zeigt 11 ein Ersatzschaltbild. Die magnetische Spannung Vm ist hierbei proportional zu dem Strom I durch den jeweiligen Leiter 3, 5. Das Ersatzschaltbild zeigt den magnetischen Fluss Φ und die magnetischen Widerstände der magnetischen Schirmung 7, Rm,Schirm und der jeweiligen Isolation 4, 6, Rm,Iso .Based on 9 and 10 again is the cross-section of the cable 1 according to 7 shown. 9 also shows magnetic field lines 41 around the leader 3 , magnetic field lines 43 around the return conductor 5 as well as magnetic field lines 45 inside the cable 1 between the two ladders 3 . 5 through the isolation 4 . 6 , In 10 are corresponding to this dimensions of the cable 1 shown. This is with b screen a (mean) thickness of the magnetic shield 7 as well as with b Iso one (average thickness of the respective insulation 4 . 6 designated. Further referred to c screen a (mean) length of field flux through the magnetic shield 7 , while c Iso a (mean) length of field flux through the insulation 4 . 6 designated. Finally, there is an axis of symmetry x of the cross section between the two conductors 3 . 5 shown. For one half of the cable 1 (to the right of the symmetry axis x) 11 an equivalent circuit diagram. The magnetic voltage V m is proportional to the current I through the respective conductor 3 . 5 , The equivalent circuit diagram shows the magnetic flux Φ and the magnetic resistances of the magnetic shield 7 , R m, screen and the respective insulation 4 . 6 . Rm , iso ,

Die magnetischen Spannungsabfälle an den magnetischen Widerständen Rm,Schirm und Rm,Iso verhalten sich proportional zu diesen. Für einen magnetischen Widerstand Rm gilt generell Rm = 1 / (µ * A), mit der Länge l eines magnetischen Leiters bzw. der Feldlinien und seiner Querschnittsfläche A. Da die Querschnittsfläche A des magnetischen Leiters, also des Querschnitts des Mantels (Dicke mal Länge) etwa proportional zu der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung 7 ist kann näherungsweise angenommen werden, dass Rm,Iso ~ CIso/ (µ0*l*bIso) und Rm,Schirm ~ cSchirm / (µ0r*l*bSchirm) entsprechen, wobei l eine Länge des jeweiligen Leiters 3, 5 bezeichnet.The magnetic voltage drops at the magnetic resistors R m, screen and Rm , iso behave proportionally to these. For a magnetic resistance R m , in general, R m = 1 / (μ * A), with the length l of a magnetic conductor or the field lines and its cross-sectional area A , Because the cross-sectional area A of the magnetic conductor, ie the cross section of the jacket (thickness times length) is approximately proportional to the thickness b screen the magnetic shielding 7 is can be approximately assumed that Rm , iso ~ C iso / (μ 0 * l * b iso ) and R m, screen ~ c screen / (μ 0 * μ r * l * b shield ), where l is a length of the respective conductor 3 . 5 designated.

Daraus folgt, dass sich die magnetische Feldstärke entlang der Länge cSchirm entsprechend der Widerstandsverhältnisse Rm,Schirm zu Rm,Iso aufteilt, und zwar: R m ,Iso / Rm ,Schirm μ r * b Schirm * c Iso / ( c Schirm * b Iso ) > > 1

Figure DE102016223770A1_0003
It follows that the magnetic field strength along the length c screen according to the resistance ratios R m, screen closed Rm , iso divides, namely: R m Iso / rm ,Umbrella ~ μ r * b umbrella * c iso / ( c umbrella * b iso ) > > 1
Figure DE102016223770A1_0003

Der größte magnetische Widerstandsanteil ist folglich im Inneren des Kabels 1 zwischen beiden Einzelleitern 3, 5. Damit tritt die größte magnetische Feldstärke im Inneren des Kabels zwischen den beiden Einzelleitern 3, 5 auf. Außerhalb der magnetischen Schirmung 7 ist die magnetische Feldstärke H deutlich reduziert. Die magnetische Schirmung 7 reduziert also die magnetische Feldstärke H außerhalb. Mit doppelter Dicke bSchirm des magnetischen Schirms oder doppeltem µr halbiert sich das äußere Feld (doppelte Dämpfung).The largest proportion of magnetic resistance is therefore inside the cable 1 between both individual leaders 3 . 5 , Thus, the largest magnetic field strength occurs inside the cable between the two individual conductors 3 . 5 on. Outside the magnetic shield 7 the magnetic field strength H is significantly reduced. The magnetic shielding 7 reduces the magnetic field strength H outside. With double thickness b screen of magnetic screen or double μ r halves the outer field (double attenuation).

Mit der vereinfachenden Annahme eines kreisrunden Magnetfelds um einen Leiter mit dem Radius r entspricht eine magnetische Flussdichte Bnormal an einer Außenseite eines Kabels ohne magnetischer Schirmung (µr = 1): B normal = μ 0 *I/ ( 2 * π *r )

Figure DE102016223770A1_0004
With the simplistic assumption of a circular magnetic field around a conductor of radius r, a magnetic flux density B normal to an outside of a cable without magnetic shielding ( μ r = 1): B normal = μ 0 * I / ( 2 * π * r )
Figure DE102016223770A1_0004

Mit der weiteren vereinfachenden Annahme, dass eine Strecke durch eine Isolation des Leiters einem Viertel des Umfangs entspricht und eine Strecke durch die magnetische Schirmung dreiviertel des Umfangs entspricht gilt: R m ,Iso c Iso / ( μ 0 * l * b Iso ) π *r / ( 2 * μ 0 * l * b Iso )  und

Figure DE102016223770A1_0005
R m ,Schirm c Schirm / ( μ 0 * μ r * l * b Schirm ) 3 * π *r / ( 2 * μ 0 * μ r * l * b Schirm )
Figure DE102016223770A1_0006
With the further simplifying assumption that a distance through an insulation of the conductor corresponds to a quarter of the circumference and a distance through the magnetic shield corresponds to three quarters of the circumference, the following applies: R m Iso ~ c iso / ( μ 0 * l * b iso ) ~ π * r / ( 2 * μ 0 * l * b iso ) and
Figure DE102016223770A1_0005
R m ,Umbrella ~ c umbrella / ( μ 0 * μ r * l * b umbrella ) ~ 3 * π * r / ( 2 * μ 0 * μ r * l * b umbrella )
Figure DE102016223770A1_0006

Der magnetische Fluss durch den Schirm ist damit I/ ( R m ,Iso + R m ,Schirm ) = I * 2 * μ 0 * l * / ( π * r * ( ( 1/b Iso ) + ( 3 / μ r * b Schirm ) ) )

Figure DE102016223770A1_0007
The magnetic flux through the screen is so I / ( R m Iso + R m ,Umbrella ) = I * 2 * μ 0 * l * / ( π * r * ( ( 1 / b iso ) + ( 3 / μ r * b umbrella ) ) )
Figure DE102016223770A1_0007

Damit ergibt sich als magnetische Flussdichte entlang der Feldlinien 45 (vgl. 9) in der magnetischen Schirmung 7 als magnetischer Fluss geteilt durch eine Fläche l * bschirm: B Schirm = I * 2 * μ 0 * l * / ( π * r * ( ( 1/b Iso ) + ( 3 / μ r * b Schirm ) ) * l*b Schirm ) = I * 2 * μ 0 / ( π * r * ( ( 1/b Iso ) + ( 3 / μ r * b Schirm ) ) * b Schirm ) = I * 2 * μ 0 / ( π * r ( b Schirm /b Iso + 3 / μ r ) ) = 4 * ( I * 2 * μ 0 / ( 2 * π * r ) ) / ( b Schirm /b Iso + 3 / μ r ) = 4 * B normal / ( b Schirm /b Iso + 3 / μ r )

Figure DE102016223770A1_0008
This results in magnetic flux density along the field lines 45 (see. 9 ) in the magnetic shield 7 as a magnetic flux divided by an area l * b screen : B umbrella = I * 2 * μ 0 * l * / ( π * r * ( ( 1 / b iso ) + ( 3 / μ r * b umbrella ) ) * l * b umbrella ) = I * 2 * μ 0 / ( π * r * ( ( 1 / b iso ) + ( 3 / μ r * b umbrella ) ) * b umbrella ) = I * 2 * μ 0 / ( π * r ( b umbrella / b iso + 3 / μ r ) ) = 4 * ( I * 2 * μ 0 / ( 2 * π * r ) ) / ( b umbrella / b iso + 3 / μ r ) = 4 * B normal / ( b umbrella / b iso + 3 / μ r )
Figure DE102016223770A1_0008

Aufgrund der Kontinuitätsbeziehung der Feldstärke H an der Außenkante der magnetischen Schirmung 7 folgt, dass das B-Feld außerhalb um den Faktor µr kleiner ist als im Inneren der magnetischen Schirmung 7: H Schirm = 4 * H normal / ( μ r * b Schirm /b Iso + 3 )

Figure DE102016223770A1_0009
Due to the continuity relationship of the field strength H at the outer edge of the magnetic shield 7 follows that the B field outside by the factor μ r smaller than inside the magnetic shield 7 : H umbrella = 4 * H normal / ( μ r * b umbrella / b iso + 3 )
Figure DE102016223770A1_0009

Folglich nimmt die Schirmwirkung mit der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung 7 und der relativen Permeabilität µr der magnetischen Schirmung 7 zu. Eine Reduktion des Magnetfeldes durch die magnetische Schirmung 7 sollte größer einem Faktor 5 sein. Beispielhaft wird ein angestrebter Faktor 10 angenommen. Aus voriger Gleichung ergeben sich daher für die Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung 7, die relative Permeabilität µr der magnetischen Schirmung 7 und die Dicke der jeweiligen Isolation 3, 5: 1 = 4 * 10 / ( μ r * b Schirm /b Iso + 3 ) = 40 / ( μ r * b + 3 )

Figure DE102016223770A1_0010
μ r * b+3 = 40,  mit dem Dickenverhältnis b = b Schirm /b Iso
Figure DE102016223770A1_0011
μ r * b = 37
Figure DE102016223770A1_0012
Consequently, the shielding effect increases with thickness b screen the magnetic shielding 7 and the relative permeability μ r the magnetic shielding 7 to. A reduction of the magnetic field by the magnetic shielding 7 should be bigger a factor 5 be. An example becomes a desired factor 10 accepted. From the previous equation, therefore, arise for the thickness b screen the magnetic shielding 7 , the relative permeability μ r the magnetic shielding 7 and the thickness of the respective insulation 3 . 5 : 1 = 4 * 10 / ( μ r * b umbrella / b iso + 3 ) = 40 / ( μ r * b + 3 )
Figure DE102016223770A1_0010
μ r * b + 3 = 40 with the thickness ratio b = b umbrella / b iso
Figure DE102016223770A1_0011
μ r * b = 37
Figure DE102016223770A1_0012

Als mögliche Lösung kommt daher µr = 10 und b = 3,7 in Betracht; die magnetische Schirmung 7 weist also in etwa die 3-fache Dicke der Isolation 3, 5 auf.As a possible solution comes μ r = 10 and b = 3.7 into consideration; the magnetic shielding 7 thus has approximately 3 times the thickness of the insulation 3 . 5 on.

12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Kabels 1. Das Kabel 1 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbespiel durch eine Formgebung der magnetischen Schirmung 7. Wie anhand der Übersichtsfigur links in 12 sowie der Vergrößerung rechts in 12 dargestellt weist die magnetische Schirmung 7 jeweils einen Spalt entlang der Symmetrieachse x (vgl. 10) auf, der beispielsweise mit dem Füllmaterial 9 befüllt oder frei ist. Dies hat den Vorteil, dass die effektive Länge cIso vergrößert wird, so dass der magnetische Widerstand Rm,Iso zu- und der magnetische Fluss abnimmt. Insbesondere wird so im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ein geringerer magnetischer Fluss in der magnetischen Schirmung 7 erreicht, so dass diese im Mittel dünner dimensioniert werden kann. Darüber hinaus kann ein induktiver Leitungsbelag (elektrisches Modell der Leitung) reduziert werden. Die magnetischen Feldlinien treten kaum aus dem ungeschirmten Spalt aus, da sie im Inneren zur Gegenseite geschlossen werden. 12 shows a second embodiment of the cable 1 , The cable 1 differs from the first exemplary embodiment by a shape of the magnetic shield 7 , As in the overview figure left in 12 as well as the magnification right in 12 shown has the magnetic shield 7 each one gap along the axis of symmetry x (see. 10 ), for example, with the filler 9 filled or free. This has the advantage of having the effective length c Iso is increased, so that the magnetic resistance Rm , iso and the magnetic flux decreases. In particular, as compared with the first embodiment, a lower magnetic flux in the magnetic shield 7 achieved so that it can be thinner on average thinner. In addition, an inductive line lining (electrical model of the line) can be reduced. The magnetic field lines hardly emerge from the unshielded gap, since they are closed in the interior to the opposite side.

Der Spalt kann sich hierbei hin zu einem Äußeren des Kabels 1 verjüngen. Mit Vorteil vergrößert dies die effektive Länge cIso weiter. The gap may be towards an exterior of the cable 1 rejuvenate. Advantageously, this further increases the effective length c Iso .

Alternativ oder zusätzlich kann die magnetische Schirmung 7 derart ausgebildet sein, dass die Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung 7 entlang ihres Umfangs variiert (nicht dargestellt).Alternatively or additionally, the magnetic shield 7 be formed such that the thickness b screen the magnetic shielding 7 varies along its circumference (not shown).

Alternativ oder zusätzlich kann die magnetische Schirmung 7 ferner derart ausgebildet sein, dass die relative Permeabilität µr der magnetischen Schirmung 7 entlang ihres Umfangs variiert (nicht dargestellt).Alternatively or additionally, the magnetic shield 7 Furthermore, be designed such that the relative permeability μ r the magnetic shielding 7 varies along its circumference (not shown).

Auch durch diese Maßnahmen kann die effektive Länge cIso vergrößert werden und es stellen sich die vorgenannten Vorteile ein.Even through these measures, the effective length can be c Iso be enlarged and it adjusts the aforementioned advantages.

Anhand der 13 ist ein Kabel gemäß der vorigen Ausführungsbeispiele mit magnetischer Schirmung 7, jedoch ohne elektrischer Schirmung 8 dargestellt. Häufig treten wie in den anhand 1 und 2 geschilderten Anwendungsfällen zur Übertragung hoher Leistungen auch hohe Spannungen auf. Damit einhergehende elektrische Felder bzw. Feldlinien 51 treten zusätzlich zu den magnetischen Feldern auf (hier nicht näher dargestellt) und werden durch die magnetische Schirmung 7 nicht reduziert. Daher ist in vielen Fällen ein zusätzlicher Schirm notwendig.Based on 13 is a cable according to the previous embodiments with magnetic shielding 7 , but without electrical shielding 8th shown. Frequently occur as in the 1 and 2 described applications for the transmission of high power and high voltages. Accompanying electric fields or field lines 51 occur in addition to the magnetic fields (not shown here) and are not reduced by the magnetic shield 7. Therefore, in many cases, an additional screen is necessary.

14 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Kabels 1 mit der elektrischen Schirmung 8. Elektrische Feldlinien 53 bleiben innerhalb der elektrischen Schirmung 8, da die Feldstärke mit der metallischen kurzgeschlossen wird. In anderen Worten gehen die elektrischen Feldlinien vom Potential der positiven Leitung zum Potential der negativen Leitung. Dabei breiten sie sich ohne die elektrische Schirmung, welche als elektrischer Leiter dienen würde, im Raum derart aus, dass eine Dichte der elektrischen Feldlinien bei kurzen Abständen höher als bei langen Feldlinien ist. Die elektrische Schirmung als elektrischer Leiter stellt für die elektrischen Feldlinien (E-Feld) einen Kurzschluss dar. Wie in 14 gezeigt, enden und beginnen diese Feldlinien an der elektrischen Schirmung. Da die elektrische Schirmung für das E-Feld einen Kurzschluss darstellt, stellt sich in der elektrischen Schirmung ein gemeinsames Potential ein, das in der Mitte der Spannungen der positiven und der negativen Leitung liegt. Außerhalb der elektrischen Schirmung kann kein E-Feld auftreten, da keine Potentialdifferenz mehr vorhanden ist. Die elektrische Schirmung 8 kann beispielsweise in einen Schutzmantel 10 des Kabels 1 eingebettet sein. 14 shows a third embodiment of the cable 1 with the electrical shielding 8th , Electric field lines 53 stay inside the electrical shield 8th because the field strength is shorted to the metallic one. In other words, the electric field lines go from the potential of the positive line to the potential of the negative line. In this case, they spread in space without the electrical shield, which would serve as an electrical conductor, so that a density of the electric field lines at short distances is higher than with long field lines. The electrical shielding as an electrical conductor is a short circuit for the electric field lines (E-field). As in 14 Shown, these field lines end and begin at the electrical shielding. Since the electrical shielding for the electric field represents a short circuit, a common potential arises in the electrical shield, which lies in the middle of the voltages of the positive and the negative conduction. Outside the electrical shield, no E-field can occur, since there is no potential difference anymore. The electrical shielding 8th For example, in a protective jacket 10 of the cable 1 be embedded.

Da bei den anhand 1 und 2 geschilderten Anwendungsfällen die auftretenden Frequenzen < 1MHz sind und die Abmessungen des Kabels 1 klein gegenüber der Wellenlänge sind (bei 1 MHz ist diese 300m), herrschen Nahfeldbedingungen. Folglich können elektrisches und magnetisches Feld unabhängig betrachtet werden.As with the basis 1 and 2 described applications are the frequencies occurring <1 MHz and the dimensions of the cable 1 are small compared to the wavelength (at 1 MHz this is 300m), prevail near field conditions. Consequently, electric and magnetic fields can be considered independently.

Bei einer Anordnung der elektrischen Schirmung 8 um die magnetische Schirmung 7 sind außerhalb der magnetischen Schirmung 7 nur elektrische Felder vorhanden. Daher werden durch die elektrische Schirmung 8 nur elektrische Felder geschirmt. Dazu sind nur minimale Schirmströme notwendig, um die Kapazitäten zwischen den Leitern 3, 5 und der elektrischen Schirmung 8 umzuladen.In an arrangement of the electrical shielding 8th around the magnetic shielding 7 are outside the magnetic shield 7 only electric fields available. Therefore, by the electrical shielding 8th only electric fields shielded. This requires only minimal shielding currents to increase the capacitance between the conductors 3 . 5 and the electrical shielding 8th tranship.

Anhand der 15 und 16 sind zwei Verfahren zur Herstellung des Kabels 1 dargestellt. Es wird jeweils ein nicht geschirmtes Kabel bereitgestellt. Beispielhaft werden hierzu die zwei voneinander isolierten Leiter 3, 5 bereitgestellt. Wie dargestellt können die Leiter 3, 5 bereits mit dem Füllmaterial 9 umhüllt sein. Bei dem Füllmaterial 9 kann es sich hier insbesondere um einen magnetisch neutralen Mantel handeln.Based on 15 and 16 are two methods of making the cable 1 shown. An unshielded cable is provided in each case. As an example, the two conductors insulated from each other are used 3 . 5 provided. As shown, the ladder 3 . 5 already with the filling material 9 be enveloped. In the filler 9 this may be, in particular, a magnetically neutral shell.

In einer ersten Ausführungsvariante (erstes Verfahren) wird eine geschlitzte magnetische Schirmung 7a bereitgestellt. Bei der magnetischen Schirmung 7a handelt es sich um die magnetische Schirmung 7 der vorigen Ausführungsbeispiele, welche zylindrisch geformt ist, eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse sowie einen Spalt in ihrer Mantelfläche entlang der Haupterstreckungsachse aufweist (vgl. 12). In einem Montageschritt A wird die magnetische Schirmung 7a seitlich über die Leiter 3, 5 gedrückt, so dass das magnetisch geschirmte Kabel 1 entsteht (16). Die magnetische Schirmung 7a ist in diesem Zusammenhang insbesondere elastisch ausgebildet.In a first embodiment (first method) is a slotted magnetic shield 7a provided. With the magnetic shielding 7a it is the magnetic shielding 7 of the previous embodiments, which is cylindrically shaped, a passage opening along its main extension axis and a gap in its lateral surface along the main extension axis has (see. 12 ). In an assembly step A becomes the magnetic shielding 7a laterally over the ladder 3 . 5 pressed so that the magnetically shielded cable 1 arises ( 16 ). The magnetic shielding 7a is particularly elastic in this context.

In einer zweiten Ausführungsvariante (zweites Verfahren) wird eine magnetische Schirmung 7b bereitgestellt, die im Gegensatz zu der magnetischen Schirmung 7a lediglich eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse aufweist. In einem Montageschritt B wird die magnetische Schirmung 7b über die Leiter 3, 5 geschoben, so dass das magnetisch geschirmte Kabel 1 entsteht (16).In a second embodiment (second method) is a magnetic shield 7b provided, in contrast to the magnetic shielding 7a only has a passage opening along its main extension axis. In an assembly step B becomes the magnetic shielding 7b over the ladder 3 . 5 pushed so that the magnetically shielded cable 1 arises ( 16 ).

In beiden Verfahren kann nachträglich die elektrische Schirmung 8 aufgebracht werden. Alternativ kann diese beispielsweise bereits mit der magnetischen Schirmung 7a bzw. 7b in den Montageschritten A oder B aufgebracht werden. In both methods, the electrical shielding can be retrofitted 8th be applied. Alternatively, this can for example already with the magnetic shield 7a or 7b in the assembly steps A or B be applied.

In einem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das Kabel 1 in der Anzahl der Leiter (vgl. 17 und 18). 17 zeigt die Primärspule 100 gemäß 1 in Draufsicht. Die Spule 103 ist aufgrund hoher Stromstärke mittels mehrerer paralleler Leitungen gekoppelt, die gemeinsam in dem Kabel 1 gebündelt sind und ein mehrphasiges Leitersystem bilden. Beispielhaft weist die Spule 103 mehrere Einzelspulen auf, die jeweils mit einer der parallelen Leitungen gekoppelt sind.In a fourth embodiment, the cable is different 1 in the number of conductors (cf. 17 and 18 ). 17 shows the primary coil 100 according to 1 in plan view. The sink 103 is coupled due to high amperage by means of several parallel lines which together in the cable 1 bundled and form a multi-phase conductor system. By way of example, the coil has 103 a plurality of individual coils, which are each coupled to one of the parallel lines.

18 zeigt das Kabel 1 als Vier-Leitersystem, bei dem neben den beiden Leitern 3, 5 zwei zusätzliche Leiter 2a, 2b von der magnetischen Schirmung 7 umgeben sind. 18 shows the cable 1 as a four-ladder system, where next to the two ladders 3 . 5 two additional conductors 2a . 2 B from the magnetic shield 7 are surrounded.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kabelelectric wire
2a, 2b2a, 2b
weitere Leitermore leaders
33
erster Leiterfirst leader
44
Isolationisolation
55
zweiter Leitersecond conductor
66
Isolationisolation
7, 7a, 7b7, 7a, 7b
magn. Schirmungmagn. shielding
88th
el. Schirmungel. Shielding
99
Füllmassefilling compound
1010
Schutzmantelmantle
2121
Magnetfeldmagnetic field
2323
Magnetfeldmagnetic field
2525
Magnetfeldmagnetic field
2727
Magnetfeldmagnetic field
2929
Magnetfeldmagnetic field
3131
Schirmstromshield current
3333
Schirmstromshield current
4141
magn. Feldlinienmagn. field lines
4343
magn. Feldlinienmagn. field lines
4545
magn. Feldlinienmagn. field lines
5151
el. Feldlinienel. field lines
5353
el. Feldlinienel. field lines
100100
Primärspuleprimary coil
101101
HF-LeitungRF line
103103
SpuleKitchen sink
105105
Gehäusecasing
107107
Steckerplug
109109
Steckerplug
110110
Wechselrichterinverter
200200
Sekundärspulesecondary coil
201201
HF-LeitungRF line
203203
Leitungmanagement
205205
Leitungmanagement
207207
HF-LeitungenRF lines
210210
Gleichrichterrectifier
220220
SpeicherStorage
230230
Wechselrichterinverter
240240
Elektromotorelectric motor
cSchirm c screen
SchirmflusslängeScreen flow length
cIso c Iso
IsolationsflusslängeIsolation flow length
bSchirm b screen
Schirmdickescreen thickness
bIso b Iso
Isolationsdickeinsulation thickness
Rm,Iso Rm , iso
magn. Isolationswiderstandmagn. insulation resistance
Rm,Schirm R m, screen
magn. Schirmwiderstandmagn. shield resistance
Vmvm
magn. Spannungmagn. tension
II
el. StromElectricity
ΦΦ
magn. Flussmagn. River
µr μ r
relative magn. Permeabilitätrelative magn. permeability
AA
Montageschrittassembly step
BB
Montageschrittassembly step

Claims (14)

Kabel (1), umfassend wenigstens zwei Leiter (3, 5), eine magnetische Schirmung (7) sowie eine elektrische Schirmung (8), wobei - die wenigstens zwei Leiter (3, 5) mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind, - die magnetische Schirmung (7) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) wenigstens teilweise entlang eines Umfangs des Kabels (1) umgibt, und - die elektrische Schirmung (8) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) und die magnetische Schirmung (7) umgibt.Cable (1) comprising at least two conductors (3, 5), a magnetic shield (7) and an electrical shield (8), wherein - The at least two conductors (3, 5) are arranged with their main extension axes parallel, adjacent to each other and electrically isolated from each other, - The magnetic shield (7) which surrounds at least two conductors (3, 5) at least partially along a circumference of the cable (1), and - The electrical shield (8) surrounding at least two conductors (3, 5) and the magnetic shield (7). Kabel (1) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei Leiter (3, 5) einen Durchmesser d > 1 mm aufweisen.Cable (1) to Claim 1 , wherein the at least two conductors (3, 5) have a diameter d> 1 mm. Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei die magnetische Schirmung (7) eine relative magnetische Permeabilität µr > 2 aufweist.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 or 2 , wherein the magnetic shield (7) has a relative magnetic permeability μ r > 2. Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die wenigstens zwei Leiter (3, 5) eine Isolation (4, 6) mit einer Dicke bIso aufweisen, die magnetische Schirmung (7) eine Dicke bSchirm und eine relative magnetische Permeabilität µr aufweist, und für die Dicke bIso der Isolation (4, 6), der Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung (7) und der relativen magnetischen Permeabilität µr der magnetischen Schirmung (7) gilt: μ r * b Schirm /b Iso > 17.
Figure DE102016223770A1_0013
Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 3 wherein the at least two conductors (3, 5) have an insulation (4, 6) with a thickness b Iso , the magnetic shield (7) has a thickness b screen and a relative magnetic permeability μ r , and for the thickness b Iso the insulation (4, 6), the thickness b screen of the magnetic shield (7) and the relative magnetic permeability μ r of the magnetic shield (7): μ r * b umbrella / b iso > 17th
Figure DE102016223770A1_0013
Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Dicke bSchirm der magnetischen Schirmung (7) und/oder eine relative magnetische Permeabilität µr der magnetischen Schirmung (7) entlang eines Umfangs des Kabels (1) variiert. Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 4 wherein a thickness b screen of the magnetic shield (7) and / or a relative magnetic permeability μ r of the magnetic shield (7) varies along a circumference of the cable (1). Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die magnetische Schirmung (7) eine Ausnehmung aufweist, welche in einem Bereich zwischen den Haupterstreckungsachsen der wenigstens zwei Leiter (3, 5) angeordnet ist, und welche sich hin zu einem Äußeren des Kabels (1) verjüngt.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 5 wherein the magnetic shield (7) has a recess which is disposed in an area between the main extension axes of the at least two conductors (3, 5) and which tapers toward an exterior of the cable (1). Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektrische Schirmung (8) in einen Mantel des Kabels (1) eingebettet ist, welcher die wenigstens zwei Leiter (3, 5) und die magnetische Schirmung (7) umhüllt.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 6 in that the electrical shield (8) is embedded in a jacket of the cable (1), which encloses the at least two conductors (3, 5) and the magnetic shield (7). Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei die magnetische Schirmung (7) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) entlang des Umfangs des Kabels (1) vollständig umgibt.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 7 in that the magnetic shield (7) completely surrounds the at least two conductors (3, 5) along the circumference of the cable (1). Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, bei dem die magnetische Schirmung (7) elektrisch isolierend ausgebildet ist.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 8th in which the magnetic shield (7) is designed to be electrically insulating. Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, bei dem die magnetische Schirmung (7) ein Polymer aufweist oder aus diesem besteht, wobei in das Polymer Ferritpulver eingebracht ist.Cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 9 in which the magnetic shield (7) comprises or consists of a polymer, wherein ferrite powder is introduced into the polymer. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen wenigstens zweier Leiter (3, 5), die mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind, - Bereitstellen einer zylindrisch geformten, magnetischen Schirmung (7) sowie einer elektrischen Schirmung (8), wobei die magnetische Schirmung (7) eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse aufweist, - Überschieben der magnetischen Schirmung (7), indem die wenigstens zwei Leiter (3, 5) relativ bezüglich der magnetischen Schirmung (7) parallel der Haupterstreckungsachsen durch die Durchgangsöffnung bewegt werden, so dass die wenigstens zwei Leiter (3, 5) sich in der Durchgangsöffnung erstrecken und die magnetische Schirmung (7) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) vollständig entlang eines Umfangs des Kabels (1) umgibt, und - Aufbringen der elektrischen Schirmung (8), so dass die elektrische Schirmung (8) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) und die magnetische Schirmung (7) umgibt.Method for producing a cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 10 comprising the steps of: providing at least two conductors (3, 5) parallel with their main axes of extension adjacent to each other and electrically isolated from each other, providing a cylindrically shaped magnetic shield (7) and an electrical shield (8) wherein the magnetic shield (7) has a passage opening along its main axis of extension, sliding the magnetic shield (7) by moving the at least two conductors (3, 5) through the passage opening relative to the magnetic shield (7) parallel to the principal axes of extension such that the at least two conductors (3, 5) extend in the through hole and the magnetic shield (7) completely surrounds the at least two conductors (3, 5) along a circumference of the cable (1), and - applying the electrical shield (8), so that the electrical shield (8) the at least two conductors (3, 5) and the magnetic Surrounds shield (7). Verfahren zur Herstellung eines Kabels (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen wenigstens zweier Leiter (3, 5), die mit ihren Haupterstreckungsachsen parallel, benachbart zueinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind, - Bereitstellen einer zylindrisch geformten, magnetischen Schirmung (7) sowie einer elektrischen Schirmung (8), wobei die magnetische Schirmung (7) eine Durchgangsöffnung entlang ihrer Haupterstreckungsachse sowie einen Spalt in ihrer Mantelfläche entlang der Haupterstreckungsachse aufweist, und der Spalt sich von der Mantelfläche hin zu der Durchgangsöffnung erstreckt, - Aufdrücken der magnetischen Schirmung (7), indem die wenigstens zwei Leiter (3, 5) relativ bezüglich der magnetischen Schirmung (7) durch den Spalt senkrecht zu den Haupterstreckungsachsen bewegt werden, so dass die wenigstens zwei Leiter (3, 5) sich in der Durchgangsöffnung erstrecken und die magnetische Schirmung (7) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) zumindest teilweise entlang eines Umfangs des Kabels (1) umgibt, und - Aufbringen der elektrischen Schirmung (8), so dass die elektrische Schirmung (8) die wenigstens zwei Leiter (3, 5) und die magnetische Schirmung (7) umgibt.Method for producing a cable (1) according to one of the preceding Claims 1 to 10 comprising the steps of: providing at least two conductors (3, 5) parallel with their main axes of extension adjacent to each other and electrically isolated from each other, providing a cylindrically shaped magnetic shield (7) and an electrical shield (8) wherein the magnetic shield (7) has a passage opening along its main axis of extension and a gap in its lateral surface along the main axis of extension, and the gap extends from the lateral surface to the passage opening, pressing the magnetic shield (7) by the at least two Conductors (3, 5) are moved relative to the magnetic shield (7) through the gap perpendicular to the main axes of extension so that the at least two conductors (3, 5) extend in the through hole and the magnetic shield (7) extends the at least two Ladder (3, 5) at least partially along a circumference of the cable (1), and - applying the electrical shield (8) so that the electrical shield (8) surrounds the at least two conductors (3, 5) and the magnetic shield (7). Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, umfassend - ein Kabel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, - eine Wechselstromquelle (110), und - einen Verbraucher (100), wobei die Wechselstromquelle (110) mittels der wenigstens zwei Leiter (3, 5) des Kabels (1) mit dem Verbraucher (100) derart gekoppelt ist, dass sich eine Bilanz eines Stromflusses durch das Kabel (1) im Wesentlichen ausgleicht.A power supply system for a vehicle, comprising - a cable (1) according to any one of the preceding Claims 1 to 10 - an AC power source (110), and - a load (100), wherein the AC power source (110) is coupled to the load (100) by means of the at least two conductors (3, 5) of the cable (1) such that a Balance of a current flow through the cable (1) substantially compensates. Energieversorgungssystem nach Anspruch 13, wobei ein durch die Wechselstromquelle an das Kabel (1) bereitgestellter Stromfluss eine Frequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 200 kHz aufweist.Energy supply system according to Claim 13 wherein a current flow provided by the AC power source to the cable (1) has a frequency in the range between 1 kHz and 200 kHz.
DE102016223770.5A 2016-11-30 2016-11-30 Cable, method of making the cable and power supply system Pending DE102016223770A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016223770.5A DE102016223770A1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Cable, method of making the cable and power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016223770.5A DE102016223770A1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Cable, method of making the cable and power supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016223770A1 true DE102016223770A1 (en) 2018-05-30

Family

ID=62117746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016223770.5A Pending DE102016223770A1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Cable, method of making the cable and power supply system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016223770A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017217615A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft AC power line for inductive charging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215768A (en) * 1963-09-23 1965-11-02 Northrop Corp Flexible wire and cable shielding
US3594492A (en) * 1969-09-30 1971-07-20 Gen Cable Corp Pipe-type cable systems with reduced ac losses
US4551576A (en) * 1984-04-04 1985-11-05 Parlex Corporation Flat embedded-shield multiconductor signal transmission cable, method of manufacture and method of stripping
EP0823766A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-11 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Cooling charge cable for electric vehicle
DE19880226T1 (en) * 1997-01-21 1999-06-17 Koakkusu K K Shielded multi-core cable and method for its production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215768A (en) * 1963-09-23 1965-11-02 Northrop Corp Flexible wire and cable shielding
US3594492A (en) * 1969-09-30 1971-07-20 Gen Cable Corp Pipe-type cable systems with reduced ac losses
US4551576A (en) * 1984-04-04 1985-11-05 Parlex Corporation Flat embedded-shield multiconductor signal transmission cable, method of manufacture and method of stripping
EP0823766A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-11 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Cooling charge cable for electric vehicle
DE19880226T1 (en) * 1997-01-21 1999-06-17 Koakkusu K K Shielded multi-core cable and method for its production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017217615A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft AC power line for inductive charging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011100246T5 (en) Shielded line path
DE102007063675A1 (en) Motor vehicle power cable
DE102014219645A1 (en) Electrical connection device for transmitting electrical energy and / or data, electrical system and motor vehicle
EP3285266B1 (en) Cable with adapted stranding
EP2645384B1 (en) Transformer and method for manufacturing a transformer
WO2019057239A1 (en) High-current connector comprising an insulating bush
EP1490881B1 (en) Three-conductor cable
EP3179485A1 (en) High-power coaxial cable
DE102013200273A1 (en) Electric load control device
EP3332464B1 (en) Device for producing a multi-phase electric connection and an arrangement having corresponding devices
DE102006038221B4 (en) Device for electrical shielding of a high voltage feedthrough
DE102016223770A1 (en) Cable, method of making the cable and power supply system
DE102010055512B4 (en) Drive system with devices to prevent electromagnetic interference
DE202018100223U1 (en) High-voltage connector
WO2015036248A1 (en) Connection of at least four electric conductors
EP2989641B1 (en) High-speed data cable
EP2193528B1 (en) Electrical line with carbon nanotubes
DE102014224267A1 (en) Cable sheath for covering a single-phase electrical line
DE19811370A1 (en) Insulated conductor, especially for high voltage windings of electrical machines
EP3353795B1 (en) High-voltage device
WO2019197998A1 (en) Winding body for an electric machine
DE102017220201A1 (en) Coil unit for an inductive charging system
DE102019110878B4 (en) Combination cable for electrical energy and data transmission
DE102022207440A1 (en) Power cable
DE102016008014A1 (en) Hybrid cable, comprising a screen, power cables and at least one low voltage cable

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01B0009020000

Ipc: H01B0007300000

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings