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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für ein Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs zum Filtern von über zumindest eine Hochvoltleitung zwischen Hochvoltkomponenten des Hochvoltbordnetzes übertragenen Störsignalen, mit zumindest einem Filterkondensator, welcher zum Filtern der Störsignale durch Ableiten der Störsignale an eine schutzgeerdete Komponente des Hochvoltbordnetzes mit der zumindest einen Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbindbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Hochvoltbordnetz sowie ein Kraftfahrzeug.
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Vorliegend richtet sich das Interesse auf Hochvoltbordnetze für Kraftfahrzeuge, insbesondere für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge. Solche Hochvoltbordnetze weisen Hochvoltkomponenten auf, welche über Hochvoltleitungen elektrisch miteinander verbunden sind. Die Hochvoltkomponenten können eine Hochvoltbatterie und zumindest ein Hochvoltverbraucher, beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine für das Kraftfahrzeug, sein, wobei die elektrische Antriebsmaschine über die Hochvoltleitungen mit elektrischer Energie der Hochvoltbatterie versorgt wird. Dabei kann es vorkommen, dass auch Störsignale über die Hochvoltleitungen übertragen werden. Zum Verhindern solcher leitungsgebundener Störungen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Filtereinrichtungen mit Filterkondensatoren bzw. Entstörkondensatoren einzusetzen. Solche Filterkondensatoren sind elektrische Kondensatoren, welche hochfrequente Störsignale an eine schutzgeerdete Komponente ableiten können. Dazu sind die Filterkondensatoren üblicherweise fest mit einer Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente, beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs, verdrahtet bzw. verbunden. Dadurch weist die Filtereinrichtung eine festgelegte Filtercharakteristik bzw. ein fest vorgegebenes Dämpfungsverhalten auf, welche bzw. welches sich beispielswiese nicht an einen aktuellen Filterbedarf anpassen lässt. Eine Auslegung der Filtercharakteristik wird zudem durch Normen, welche eine maximale Kondensatorkapazität in bestimmten Arbeitspunkten vorgeben, eingeschränkt. Je höher die Spannungslage in dem Hochvoltbordnetz desto höher werden diese Einschränkungen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtereinrichtung für ein Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, deren Filtercharakteristik auf einfache Weise einstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filtereinrichtung, ein Hochvoltbordnetz sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung für ein Hochvoltbordnetz eines Kraftfahrzeugs dient zum Filtern von über zumindest eine Hochvoltleitung zwischen Hochvoltkomponenten des Hochvoltbordnetzes übertragenen Störsignalen. Die Filtereinrichtung weist zumindest einen Filterkondensator auf, welcher zum Filtern der Störsignale durch Ableiten der Störsignale an eine schutzgeerdete Komponente des Hochvoltbordnetzes mit der zumindest einen Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbindbar ist. Darüber hinaus weist die Filtereinrichtung zumindest ein Schaltelement auf, welches seriell mit dem zumindest einen Filterkondensator elektrisch verbunden ist. Ferner weist die Filtereinrichtung eine Steuereinheit auf, welche dazu ausgelegt ist, zum Einstellen einer Filtercharakteristik der Filtereinrichtung das zumindest eine Schaltelement zu schalten, wobei das zumindest eine Schaltelement dazu ausgelegt ist, im geschlossenen Zustand die zumindest eine Hochvoltleitung und die schutzgeerdete Komponente über den Filterkondensator elektrisch zu verbinden und im geöffneten Zustand die Verbindung zwischen der Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente über den zumindest einen Filterkondensator zu trennen.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Hochvoltbordnetz für ein Kraftfahrzeug aufweisend zumindest zwei Hochvoltkomponenten, welche über zumindest eine Hochvoltleitung elektrisch verbunden sind, sowie eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung. Vorzugsweise ist der zumindest eine Filterkondensator mit der zumindest einen Hochvoltleitung elektrisch verbunden und über das zumindest eine Schaltelement mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbunden.
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Das Hochvoltbordnetz ist insbesondere in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug, beispielsweise einem Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet. Das Hochvoltbordnetz kann eine Vielzahl von Hochvoltkomponenten aufweisen, welche über Hochvoltleitungen elektrisch miteinander verbunden sind. Solche Hochvoltkomponenten können beispielsweise eine Hochvoltbatterie und zumindest ein Hochvoltverbraucher, beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine für das Kraftfahrzeug, sein. Beispielsweise wird zum Versorgen des Hochvoltverbrauchers mittels der Hochvoltbatterie über die Hochvoltleitungen ein Signal in Form von einem elektrischen Strom übertragen. Darüber hinaus werden über solche Hochvoltleitungen ungewollt auch Störsignale übertragen.
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Um die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Hochvoltbordnetzes zu verbessern, weist das Hochvoltbordnetz die Filtereinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, die Störsignale zu filtern bzw. zu dämpfen. Dazu kann die Filtereinrichtung die über die Hochvoltleitungen übertragenen Störsignale an die schutzgeerdete Komponente ableiten bzw. abführen. Die schutzgeerdete Komponente kann beispielsweise eine Karosserie bzw. eine mit der Karosserie verbundene Komponente des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Gehäuse des zumindest einen Hochvoltverbrauchers, sein.
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Die Filtereinrichtung weist den zumindest einen Filterkondensator auf, welcher als ein schaltbarer Filterkondensator ausgebildet ist. Der zumindest eine Filterkondensator ist dazu in Reihe mit dem zumindest einen ansteuerbaren Schaltelement geschaltet. Das zumindest eine Schaltelement ist insbesondere als ein Relais oder als ein Halbleiterschalter ausgebildet. Die Reihenschaltung aus Filterkondensator und Schaltelement ist mit einer der Hochvoltleitungen und der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbunden. Im geschlossenen Zustand des Schaltelementes wird dabei eine elektrische Verbindung zwischen der Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente über den zumindest einen Filterkondensator hergestellt. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung zumindest einen ersten Filterkondensator aufweisen, welcher über ein geschlossenes erstes Schaltelement eine erste Hochvoltleitung und damit beispielsweise einen Pluspol der Hochvoltbatterie mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbindet. Auch kann die Filtereinrichtung zumindest einen zweiten Filterkondensator aufweisen, welcher über ein geschlossenes zweites Schaltelement eine zweite Hochvoltleitung und damit beispielsweise einen Minuspol der Hochvoltbatterie mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbindet. Es kann also für jede Hochvoltleitung zumindest ein schaltbarer Filterkondensator vorgesehen sein.
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Der zumindest eine Filterkondensator ist bei geschlossenem Schaltelement in Y-Konfiguration verschaltet und kann dabei Störsignale von der zumindest einen Hochvoltleitung zu der schutzgeerdeten Komponente ableiten bzw. abführen. Die Filtereinrichtung weist somit im geschlossenen Zustand des Schaltelementes ein erstes Dämpfungsverhalten bzw. eine erste Filtercharakteristik auf. Im geöffneten Zustand des Schaltelementes wird die elektrische Verbindung zwischen der zumindest einen Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente über den zumindest einen Filterkondensator unterbrochen und der Filterkondensator führt Störsignale nicht von der zumindest einen Hochvoltleitung zu der schutzgeerdeten Komponente ab. Die Filtereinrichtung weist somit im geöffneten Zustand des Schaltelementes ein zweites Dämpfungsverhalten bzw. eine zweite Filtercharakteristik auf. Die Filtereinrichtung weist also je nach Schalterstellung des zumindest einen Schaltelementes ein bestimmtes Dämpfungsverhalten bzw. eine bestimmte Filtercharakteristik auf.
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Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Filterbedarf bestimmen und diejenige Filtercharakteristik durch Schalten des entsprechenden Schaltelementes auswählen, welche zum Abdecken des bestimmten Filterbedarfs notwendig ist. Wenn keine Filterung erfolgen soll oder wenn keine kapazitive Kopplung zwischen der Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente vorhanden sein soll, so kann das Schaltelement von der Steuereinheit geöffnet werden. Wenn eine Filterung erfolgen soll und eine kapazitive Kopplung zwischen der Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente unproblematisch ist, so kann das Schaltelement von der Steuereinheit geschlossen werden.
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Durch den zumindest einen schaltbaren Filterkondensator kann somit auf besonders einfache Weise die Filtercharakteristik der Filtereinrichtung eingestellt und beispielsweise an einen aktuellen Filterbedarf in dem Hochvoltbordnetz angepasst werden.
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Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, zum Einstellen der Filtercharakteristik eine Gesamtkapazität zwischen der zumindest einen Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente durch Schalten des zumindest einen Filterkondensators mittels des zumindest einen Schaltelementes vorzugeben. Die Filtereinrichtung kann mehrere parallel schaltbare Filterkondensatoren, beispielsweise mehrere schaltbare erste und mehrere schaltbare zweite Filterkondensatoren, aufweisen, wobei jeder Filterkondensator mit jeweils einem Schaltelement elektrisch verbunden ist. Über das jeweilige Schaltelement kann jeder Filterkondensator separat zwischen die zugeordnete Hochvoltleitung und die schutzgeerdete Komponente geschaltet, also zugeschaltet oder weggeschaltet, werden. Der jeweilige Filterkondensator oder die jeweiligen parallel geschalteten Filterkondensatoren bilden also im geschlossenen Zustand des jeweiligen Schaltelementes einen Y-Kondensator. Eine Gesamtkapazität des Y-Kondensators entspricht dabei einer Summe der über die geschlossenen Schaltelemente zwischen die jeweilige Hochvoltleitung und die schutzgeerdete Komponente geschalteten Filterkondensatoren.
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Über die Anzahl an zwischen die jeweilige Hochvoltleitung und die schutzgeerdete Komponente geschalteten Filterkondensatoren kann somit eine Gesamtkapazität des jeweiligen Y-Kondensators eingestellt werden. Die Steuereinheit kann also durch Schließen einer entsprechenden Anzahl an Schaltelementen die Gesamtkapazität und damit die Filtercharakteristik einstellen. Somit können in vorteilhafter Weise Störsignale unterschiedlichster Frequenzen gefiltert werden, indem die Steuereinheit die Frequenz des zu filternden Störsignals bestimmt und durch Schließen der entsprechenden Schaltelemente und damit durch Zuschalten der Filterkondensatoren die für die Filterung erforderliche Gesamtkapazität bereitstellt.
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Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, einen arbeitspunktspezifischen zulässigen Grenzwert der Gesamtkapazität zu bestimmen und das zumindest Schaltelement des zugeordneten Filterkondensators bei Überschreiten des Grenzwertes durch eine Kapazität des zugeordneten Filterkondensators zu öffnen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, als den Arbeitspunkt einen Ladevorgang einer Hochvoltkomponente in Form von einer Hochvoltbatterie zu erkennen und eine Gesamtkapazität an den für den Ladevorgang zulässigen Grenzwert anzupassen. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei bestimmten Arbeitspunkten bzw. Betriebszuständen des Hochvoltbordnetzes Normen vorgegeben sind, welche die zulässige, maximale Gesamtkapazität zwischen einer Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente einschränken. Ein solcher Arbeitspunkt ist beispielsweise ein Ladevorgang, insbesondere ein Gleichstromladevorgang, der Hochvoltbatterie.
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Im Falle von jeweils nur einem Filterkondensator, welcher zwischen eine der Hochvoltleitungen und die schutzgeerdete Komponente schaltbar ist, kann die Steuereinheit in dem kritischen Arbeitspunkt das jeweilige Schaltelement öffnen, falls die Kapazität des jeweiligen Filterkondensators den zulässigen Grenzwert überschreitet. Wenn der Arbeitspunkt nicht mehr vorliegt, beispielsweise nach Beendigung des Ladevorgangs während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, kann die Steuereinheit das jeweilige Schaltelement wieder schließen, sodass Störsignale wieder gefiltert werden. Im Falle von mehreren parallel schaltbaren Filterkondensatoren kann eine durch die Steuereinheit bestimmte Anzahl an Filterkondensatoren durch Öffnen des zugeordneten Schaltelementes weggeschaltet werden, sodass die durch die Kapazitäten der verbleibenden Filterkondensatoren gebildete Gesamtkapazität den Grenzwert unterschreitet.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Filtereinrichtung zumindest einen weiteren Filterkondensator für zumindest eine weitere Hochvoltleitung zwischen den Hochvoltkomponenten aufweist, wobei erste Elektrodenanschlüsse der Filterkondensatoren mit den zugeordneten Hochvoltleitungen elektrisch verbindbar sind und zweite Elektrodenanschlüsse der Filterkondensatoren miteinander und mit einem Schaltelement elektrisch verbunden sind, wobei das Schaltelement dazu ausgelegt ist, im geschlossenen Zustand die Hochvoltleitungen über den jeweiligen Filterkondensator mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch zu verbinden, und im geöffneten Zustand die Filterkondensatoren in Serie zu schalten und die Hochvoltleitungen über die Serienschaltung miteinander zu verbinden. Jeder der Filterkondensatoren ist also über den jeweiligen ersten Elektrodenanschluss mit einer der Hochvoltleitungen elektrisch verbunden. Die zweiten Elektrodenanschlüsse sind in einem gemeinsamen Punkt miteinander verschaltet, wobei dieser Punkt mit dem Schaltelement, insbesondere mit genau einem Schaltelement, elektrisch verbunden ist.
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Im geschlossenen Zustand wird jede Hochvoltleitung über den zumindest einen zugeordneten Filterkondensator mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbunden. Zwischen jeder Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente ist somit ein, durch zumindest einen schaltbaren Filterkondensator gebildeter Y-Kondensator vorgesehen, welcher das Störsignal von der zugeordneten Hochvoltleitung an die schutzgeerdete Komponente ableitet. Im geöffneten Zustand des Schaltelementes sind die Filterkondensatoren in Serie zwischen die Hochvoltleitungen und damit in X-Konfiguration geschaltet. Die Serienschaltung aus Filterkondensatoren bildet somit einen X-Kondensator aus, welcher beispielweise Signalschwankungen eines über die Hochvoltleitung übertragenen Signals dämpfen kann bzw. das Signal glätten kann. Aus dieser Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass nur ein Schaltelement benötigt wird, um die Störsignale verschiedener Hochvoltleitungen abzuleiten. Außerdem kann in vorteilhafter Weise zwischen X-Konfiguration und Y-Konfiguration umgeschaltet werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Filtereinrichtung zusätzlich zumindest einen unschaltbaren Filterkondensator auf, welcher unmittelbar mit der zumindest einen Hochvoltleitung und unmittelbar mit der schutzgeerdeten Komponente elektrisch verbindbar ist. Unter der unmittelbaren Verbindung ist hier eine schalterlose Verbindung zu verstehen. Es ist also kein Schaltelement zwischen dem Filterkondensator und der Hochvoltleitung bzw. dem Filterkondensator und der schutzgeerdeten Komponente vorgesehen. Der zumindest eine unschaltbare Filterkondensator ist also dauerhaft mit der Hochvoltleitung und der schutzgeerdeten Komponente verbunden bzw. verdrahtet. Im geschlossenen Zustand des Schaltelementes des zu dem unschaltbaren Filterkondensator parallel geschalteten Filterkondensators wird der Y-Kondensator durch den unschaltbaren Filterkondensator und den schaltbaren Filterkondensator gebildet, wobei die Kapazität des Y-Kondensators die Summe der Kapazitäten des zumindest einen unschaltbaren und des zumindest einen schaltbaren Filterkondensators ist. Um die Kapazität des Y-Kondensators zu verringern, beispielsweise um die Kapazität unterhalb eines vorbestimmten arbeitspunktspezifischen Grenzwertes zu halten, wird das zumindest eine Schaltelement geöffnet, sodass die Kapazität des Y-Kondensators nur noch der Kapazität des zumindest einen unschaltbaren Filterkondensators entspricht. Gemäß dieser Ausführungsform entspricht die Gesamtkapazität des Y-Kondensators somit in jedem Arbeitspunkt zumindest der Kapazität des unschaltbaren Filterkondensators.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Hochvoltbordnetz. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.
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Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Filtereinrichtung vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Hochvoltbordnetz sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvoltbordnetzes;
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvoltbordnetzes; und
- 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvoltbordnetzes.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen
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1, 2 und 3 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen eines Hochvoltbordnetzes 1 für ein hier nicht gezeigtes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet. Das Hochvoltbordnetz 1 weist Hochvoltkomponenten 2, 3 auf, welche über Hochvoltleitungen 4a, 4b elektrisch miteinander verbunden sind. Eine erste Hochvoltkomponente 2 ist hier als eine Hochvoltbatterie 5 ausgebildet, welche eine zweite Hochvoltkomponente 3 in Form von einem Hochvoltverbraucher 6, beispielsweise einer elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, mit elektrischer Energie versorgt. Dazu wird über die Hochvoltleitungen 4a, 4b beispielsweise ein elektrischer Strom übertragen. Darüber hinaus werden über die Hochvoltleitungen 4a, 4b Störsignale übertragen, welche eine Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Hochvoltbordnetzes 1 verringern.
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Zum Filtern bzw. Dämpfen der Störsignale weist das Hochvoltbordnetz 1 eine Filtereinrichtung 7 auf. Die Filtereinrichtung 7 ist dazu ausgelegt, die über die Hochvoltleitungen 4a, 4b übertragenen Störsignalen an eine schutzgeerdete Komponente 8 abzuleiten. Die schutzgeerdete Komponente 8 kann beispielsweise ein Gehäuse des Hochvoltverbrauchers 6 sein, welches mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden ist. Die Filtereinrichtung 7 gemäß 1 weist zwei schaltbare Filterkondensatoren 9a, 9b auf. Dabei ist ein erster Elektrodenanschluss A1a eines ersten Filterkondensators 9a mit einer ersten Hochvoltleitung 4a elektrisch verbunden und ein zweiter Elektrodenanschluss A2a des ersten Filterkondensators 9a ist mit einem ersten Schaltelement 10a elektrisch verbunden. Das erste Schaltelement 10a ist mit der schutzgeerdeten Komponente 8 elektrisch verbunden. Ein zweiter Elektrodenanschluss A1b eines zweiten Filterkondensators 9b ist mit einer zweiten Hochvoltleitung 4b elektrisch verbunden und ein zweiter Elektrodenanschluss A2b des zweiten Filterkondensators 9b ist mit einem zweiten Schaltelement 10b elektrisch verbunden. Das zweite Schaltelement 10b ist mit der schutzgeerdeten Komponente 8 elektrisch verbunden.
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Die Schaltelemente 10a, 10b können von einer Steuereinheit 11 der Filtereinrichtung 7 separat und unabhängig voneinander geschaltet, also geöffnet und geschlossen, werden. Im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelementes 10a wird ein über die erste Hochvoltleitung 4a übertragenes Störsignal über den ersten Filterkondensator 9a an die schutzgeerdete Komponente 8 abgeleitet. Der erste Filterkondensator 9a bildet somit einen ersten Y-Kondensator zwischen der ersten Hochvoltleitung 4a und der schutzgeerdeten Komponente 8 aus. Im geöffneten Zustand des ersten Schaltelementes 10a wird hier die elektrische Verbindung zwischen der ersten Hochvoltleitung 4a und der schutzgeerdeten Komponente 8 unterbrochen. Im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelementes 10b wird ein über die zweite Hochvoltleitung 4b übertragenes Störsignal über den zweiten Filterkondensator 9b an die schutzgeerdete Komponente 8 abgeleitet. Der zweite Filterkondensator 9b bildet somit einen zweiten Y-Kondensator zwischen der zweiten Hochvoltleitung 4b und der schutzgeerdeten Komponente 8 aus. Im geöffneten Zustand des zweiten Schaltelementes 10b wird hier die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Hochvoltleitung 4b und der schutzgeerdeten Komponente 8 unterbrochen.
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Durch Öffnen oder Schließen der Schaltelemente 10a, 10b kann eine Filtercharakteristik bzw. ein Dämpfungsverhalten der Filtereinrichtung 7 eingestellt werden. Hier wird im geschlossenen Zustand des zugeordneten Schaltelementes 10a, 10b eine Filterung mittels der zugeordneten Filterkondensatoren 9a, 9b durchgeführt, also eine erste Filtercharakteristik bereitgestellt. Im geöffneten Zustand des zugeordneten Schaltelementes 10a, 10b wird keine Filterung durchgeführt, also eine zweite Filtercharakteristik bereitgestellt. Beispielsweise kann die erste Filtercharakteristik bei einem solchen kritischen Arbeitspunkt des Hochvoltbordnetzes 1 bereitgestellt werden, bei welchen zwischen den Hochvoltleitungen 4a, 4b nur eine kapazitive Kopplung mit einer bestimmten Maximalkapazität vorliegen darf. Ein solcher Arbeitspunkt kann beispielsweise ein Ladevorgang der Hochvoltbatterie 5 sein. Wenn durch eine Kapazität des jeweiligen Filterkondensators 9a, 9b dieser Grenzwert in Form von der Maximalkapazität überschritten wird, werden die Filterkondensatoren 9a, 9b durch Öffnen der Schaltelemente 10a, 10b weggeschaltet. Außerhalb dieses kritischen Arbeitspunktes können die Filterkondensatoren 9a, 9b durch Schließen der Schaltelemente 10a, 10b wieder zugeschaltet werden.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Filtereinrichtung 7. Hier sind wiederum die ersten Elektrodenanschlüsse A1a, A1b der Filterkondensatoren 9a, 9b mit der jeweiligen Hochvoltleitung 4a, 4b elektrisch verbunden und die jeweiligen zweiten Elektrodenanschlüsse A2a, A2b sind in einem gemeinsamen Punkt P miteinander elektrisch verbunden. Der gemeinsame Punkt P ist über ein Schaltelement 10c mit der schutzgeerdeten Komponente 8 elektrisch verbunden. Im geschlossenen Zustand des Schaltelementes 10c ist die erste Hochvoltleitung 4a über den ersten Filterkondensator 9a mit der schutzgeerdeten Komponente 8 verbunden und gleichzeitig die zweite Hochvoltleitung 4b über den zweiten Filterkondensator 9b mit der schutzgeerdeten Komponente 8 elektrisch verbunden. Zwischen die Hochvoltleitungen 4a, 4b und die schutzgeerdete Komponente 8 ist also wiederum jeweils ein Y-Kondensator geschaltet. Im geöffneten Zustand des Schaltelementes 10c werden die Filterkondensatoren 9a, 9b in Serie geschaltet und bilden einen X-Kondensator, welcher zwischen die beiden Hochvoltleitungen 4a, 4b geschaltet ist. Der X-Kondensator dient beispielsweise zum Dämpfen von Signalschwankungen eines über die Hochvoltleitungen 4a, 4b übertragenen Nutzsignals. Durch Öffnen oder Schließen des Schaltelementes 10c über die Steuereinheit 11 kann somit zwischen Y-Konfiguration und X-Konfiguration der Filterkondensatoren 9a, 9b umgeschaltet werden.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Filtereinrichtung 7, welche ebenfalls zwei schaltbare Filterkondensatoren 9a, 9b aufweist. Die Filtereinrichtung 7 weist im vorliegenden Fall die Verschaltung von schaltbaren Filterkondensator 9a, 9b gemäß 1 auf. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung 7 die Verschaltung der schaltbaren Filterkondensatoren 9a, 9b gemäß 2 aufweist. Außerdem weist die Filtereinrichtung 7 im vorliegenden Fall 2 fest verbundene bzw. verdrahtete, unschaltbare Filterkondensatoren 12a, 12b auf. Ein erster unschaltbarer Filterkondensator 12a ist dabei fest mit der ersten Hochvoltleitung 4a und der schutzgeerdeten Komponente 8 verbunden. Der erste schaltbare Filterkondensator 9a kann durch Schließen des ersten Schaltelementes 10a parallel zu dem ersten unschaltbaren Filterkondensator 12a geschaltet werden. Im geschlossenen Zustand des ersten Schaltelementes 10a weist also der zwischen der ersten Hochvoltleitung 4a und der schutzgeerdeten Komponente 8 geschaltete Y-Kondensator eine erste Gesamtkapazität auf, welche sich aus der Summe der Kapazitäten des ersten schaltbaren Filterkondensators 9a und des ersten fest verschalteten Filterkondensators 12a ergibt. Im geöffneten Zustand des ersten Schaltelementes 10a weist der zwischen der ersten Hochvoltleitung 4a und der schutzgeerdeten Komponente 8 geschaltete Y-Kondensator eine zweite Gesamtkapazität auf, welche der Kapazität des ersten fest verschalteten Filterkondensators 12a entspricht.
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Ein zweiter unschaltbarer Filterkondensator 12b ist fest mit der zweiten Hochvoltleitung 4b und der schutzgeerdeten Komponente 8 verbunden. Der zweite schaltbare Filterkondensator 9b kann durch Schließen des zweiten Schaltelementes 10b parallel zu dem zweiten unschaltbaren Filterkondensator 12b geschaltet werden. Im geschlossenen Zustand des zweiten Schaltelementes 10b weist also der zwischen der zweiten Hochvoltleitung 4b und der schutzgeerdeten Komponente 8 geschaltete Y-Kondensator eine erste Gesamtkapazität auf, welche sich aus der Summe der Kapazitäten des zweiten schaltbaren Filterkondensators 9b und des zweiten fest verschalteten Filterkondensators 12b ergibt. Im geöffneten Zustand des zweiten Schaltelementes 10b weist der zwischen der zweiten Hochvoltleitung 4b und der schutzgeerdeten Komponente 8 geschaltete Y-Kondensator eine zweite Gesamtkapazität auf, welche der Kapazität des zweiten fest verschalteten Filterkondensators 12b entspricht.
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Durch Öffnen oder Schließen der Schaltelemente 10a, 10b kann somit eine Gesamtkapazität des jeweiligen Y-Kondensators eingestellt werden, wobei die Gesamtkapazität des Y-Kondensators zumindest der Kapazität des jeweiligen fest verschalteten Filterkondensators 12a, 12b entspricht. Beispielsweise können die Kapazitäten der fest verschalteten Filterkondensatoren 12a, 12b derart gewählt werden, dass sie den vorbestimmten zulässigen Grenzwert unterschreiten. Somit können außerhalb eines kritischen Arbeitspunktes die schaltbaren Filterkondensatoren 9a, 9b parallel zu den unschaltbaren Filterkondensatoren 12a, 12 geschaltet werden. Bei Vorliegen des kritischen Arbeitspunktes können die schaltbaren Filterkondensatoren 9a, 9b durch die Steuereinheit 11 weggeschaltet werden. Somit kann auch während der kritischen Arbeitspunkte eine Filterung bzw. Dämpfung der Störsignale über die unschaltbaren Filterkondensatoren 12a, 12b ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochvoltbordnetz
- 2
- erste Hochvoltkomponente
- 3
- zweite Hochvoltkomponente
- 4a, 4b
- Hochvoltleitungen
- 5
- Hochvoltbatterie
- 6
- Hochvoltverbraucher
- 7
- Filtereinrichtung
- 8
- schutzgeerdete Komponente
- 9a, 9b
- Filterkondensatoren
- 10a, 10b, 10c
- Schaltelemente
- 11
- Steuereinheit
- 12a, 12b
- unschaltbaren Filterkondensatoren
- A1a, A1b
- erste Elektrodenanschlüsse
- A2a, A2b
- zweite Elektrodenanschlüsse
- P
- Punkt
