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Die Erfindung betrifft eine Summenschirmvorrichtung für zumindest drei voneinander unabhängige elektrische Leiter für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Summenschirmvorrichtu ng.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass eine Reduzierung von störenden Schirmströmen bei Dreiphasensystemen sowie die Reduzierung von elektromagnetischen Emissionen notwendig ist.
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Ferner ist bekannt, dass sich Y-Kapazitäten bei einem elektrischen Antrieb nicht beliebig groß wählen lassen, da die Ausgleichsströme zu groß für den Kondensator werden können. Hierzu ist bereits bekannt, dass X-Kondensatoren, die über eine virtuelle Masse verbunden sind, genutzt werden können. Diese kann über Y-Kondensatoren mit einer eigentlichen Masse verbunden werden.
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Ferner offenbart die
DE 10 2013 021 571 A1 eine Kontaktiereinrichtung für einen Kraftwagen mit einem Summenschirm zum Abschirmen von zumindest zwei mechanisch unabhängigen elektrischen Leitern, einem Befestigungselement, einer Kraftwagenkomponente, einem Anpresselement, wobei das Befestigungselement das Anpresselement und die Kraftwagenkomponente mechanisch verbindet und aufgrund dieser mechanischen Verbindung auch eine elektrische Kopplung zwischen dem Summenschirm und der Kraftwagenkomponente vorliegt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Summenschirmvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Summenschirmvorrichtung zu schaffen, mittels welcher Schirmströme und elektromagnetische Emissionen reduziert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Summenschirmvorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Summenschirmvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Summenschirmvorrichtung für zumindest drei voneinander unabhängige elektrische Leiter für ein Kraftfahrzeug, wobei die drei elektrischen Leiter zum Kontaktieren eines ersten Kraftfahrzeugbauteils mit einem zweiten Kraftfahrzeugbauteil ausgebildet sind, und wobei die elektrischen Leiter voneinander elektrisch isoliert sind.
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Es ist vorgesehen, dass ein jeweiliger elektrischer Leiter eine Schirmeinrichtung aufweist, und die elektrischen Leiter derart zueinander positioniert sind, dass sich jeweils zwei Schirmeinrichtungen elektrisch kontaktieren und somit aus den drei Schirmeinrichtungen die Summenschirmvorrichtung ausgebildet ist.
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Dadurch ist es ermöglicht, dass Schirmströme und elektromagnetische Emissionen der drei elektrischen Leiter reduziert werden können.
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Insbesondere ist somit vorgesehen, dass anstelle die vorhandenen Hochvoltschirme der einzelnen Phasen mit den Gehäusen, beispielsweise mit einem Inverter und einer elektrischen Maschine als jeweiliges Kraftfahrzeugbauteil, zu verbinden, sind lediglich die Schirme der einzelnen Phasen miteinander verbunden. Wenn nun die drei Phasen im Bündel geführt werden, stellt der Schirm zum einen die virtuelle Masse dar und zum anderen über die Isolierung zum Leiter eine Art X-Kondensator. Ummantelt man diese mit einem Dielektrikum und legt einen Masse-Leiter, der auch als PE-Leiter bezeichnet werden kann, darum, so stellt dieses dann einen Y-Kondensator des Hochvoltdreiphasenfilters dar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weisen die elektrischen Leiter mit den drei Schirmeinrichtungen eine gemeinsame Ummantelung auf.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ummantelung aus einem Dielektrikum ausgebildet ist.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das Dielektrikum zwischen einem Masseleiter der Summenschirmvorrichtung und der Schirmeinrichtung angeordnet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die drei elektrischen Leiter im Wesentlichen in einer Dreiecksform zueinander positioniert.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Summenschirmvorrichtung für zumindest drei voneinander unabhängige elektrische Leiter für ein Kraftfahrzeug, wobei die drei elektrischen Leiter zum Kontaktieren eines ersten Kraftfahrzeugbauteils mit einem zweiten Kraftfahrzeugbauteil ausgebildet sind, und wobei die elektrischen Leiter voneinander elektrisch isoliert werden.
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Es ist vorgesehen, dass ein jeweiliger elektrischer Leiter mit einer Schirmeinrichtung hergestellt wird und die elektrischen Leiter derart zueinander positioniert werden, dass jeweils zwei Schirmeinrichtungen elektrisch kontaktiert werden und somit aus den drei Schirmeinrichtungen die Summenschirmvorrichtung ausgebildet wird.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Summenschirmvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als zumindest teilweise elektrisch betriebenes, insbesondere als vollelektrisch betriebenes, Kraftfahrzeug ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. 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, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Schirmvorrichtung; und
- 2 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Schirmvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Ausführungsform einer Schirmvorrichtung 10. Die Schirmvorrichtung 10 weist drei voneinander unabhängige elektrische Leiter 12, 14, 16 auf. Die drei voneinander unabhängigen elektrischen Leiter 12, 14, 16 können auch als U-, V- und W-Leiter bezeichnet werden. Die drei elektrischen Leiter 12, 14, 16 sind zum Kontaktieren eines ersten Kraftfahrzeugbauteils 18 (2) und eines zweiten Kraftfahrzeugbauteils 20 (2) ausgebildet. Die elektrischen Leiter 12, 14, 16 sind voneinander elektrisch isoliert.
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Ein jeweiliger elektrischer Leiter 12, 14, 16 weist eine Schirmeinrichtung 22, 24, 26 auf. Vorliegend ist einem ersten Leiter 12 insbesondere eine erste Schirmeinrichtung 22 zugeordnet. Einem zweiten Leiter 14 ist eine zweite Schirmeinrichtung 24 zugeordnet. Einem dritten Leiter 16 ist eine dritte Schirmeinrichtung 26 zugeordnet. Es ist vorgesehen, dass die elektrischen Leiter 12, 14, 16 derart zueinander positioniert sind, dass sich jeweils zwei Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 elektrisch kontaktieren und somit aus den drei Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 die Summenschirmvorrichtung 10 ausgebildet ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Leiter 12, 14, 16 mit den drei Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 eine gemeinsame Ummantelung 28 aufweisen. Insbesondere kann die Ummantelung 28 aus einem Dielektrikum 30 ausgebildet sein. Insbesondere kann das Dielektrikum 30 zwischen einem Masseleiter 32 der Summenschirmvorrichtung 10 und den Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 angeordnet sein.
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Des Weiteren zeigt die 1 insbesondere, dass die drei elektrischen Leiter 12, 14, 16 im Wesentlichen in einer Dreiecksform zueinander positioniert sind.
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Insbesondere löst die Erfindung gemäß der 1 somit das Problem, dass beispielsweise bei einer H-Brücke eine Oberwelle entsteht. Auf Basis der Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 kann somit eine elektromagnetische Filtereinrichtung geschaffen werden. insbesondere ist es hierzu vonnöten, dass die Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 dreiecksförmig zueinander angeordnet sind. Die Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 müssen nochmals geschirmt werden, wobei dies insbesondere durch das Dielektrikum 30 und den Masseleiter 32 realisiert ist.
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Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass anstelle von einem vorhandenen Hochvoltschirm der einzelnen Phasen, welchen den elektrischen Leitern 12, 14, 16 entsprechen, mit den entsprechenden Gehäusen der Kraftfahrzeugbauteile 18, 20 zu verbinden, sind lediglich die einzelnen Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 der einzelnen elektrischen Leiter 12, 14, 16 miteinander verbunden. Wenn nun die drei Phasen im Bündel geführt werden, stellt der Schirm, insbesondere die gemeinsamen Schirmeinrichtungen 22, 24, 26 zum einen die virtuelle Masse dar und zum anderen über eine entsprechende Isolierung zum Leiter eine Art X-Kondensator. Ummantelt ist dies mit dem Dielektrikum 30 und dem entsprechenden Masseleiter 32, welcher auch als PE-Leiter bezeichnet werden kann, so ist durch diesen auch ein Y-Kondensator des Hochvoltdreiphasenfilters dargestellt.
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2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 34 mit einer Ausführungsform der Summenschirmvorrichtung 10. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug 34 zumindest das erste Kraftfahrzeugbauteil 18 und das zweite Kraftfahrzeugbauteil 20 auf. Um das erste Kraftfahrzeugbauteil 18 elektrisch mit dem zweiten Kraftfahrzeugbauteil 20 zu verbinden, ist insbesondere die Schirmvorrichtung 10 mit den drei Phasen angeordnet. Beispielsweise kann das erste Kraftfahrzeugbauteil 18 eine elektrische Maschine, beispielsweise eine elektrische Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 34 darstellen. Das zweite Kraftfahrzeugbauteil 20 kann beispielsweise eine Invertereinrichtung des Kraftfahrzeugs 34 darstellen.
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Insgesamt zeigt die Erfindung eine Realisierung eines Dreiphasenfilters mit virtueller Masse aus HV-Schirm und PE-Leiter.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Summenschirmvorrichtung
- 12
- erster elektrischer Leiter
- 14
- zweiter elektrischer Leiter
- 16
- dritter elektrischer Leiter
- 18
- erstes Kraftfahrzeugbauteil
- 20
- zweites Kraftfahrzeugbauteil
- 22
- erste Schirmeinrichtung
- 24
- zweite Schirmeinrichtung
- 26
- dritte Schirmeinrichtung
- 28
- Ummantelung
- 30
- Dielektrikum
- 32
- Masseleiter
- 34
- Kraftfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013021571 A1 [0004]
