DE102020122113B4 - Aktive Akustikdämm- und Wärmematte für elektrische Fahrantriebe - Google Patents

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Abstract

Akustikdämm- und Wärmematte (10) für einen elektrischen Fahrantrieb, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) eingerichtet ist, einen Erwärmungsmodus und einen Geräuschunterdrückungsmodus bereitzustellen, wobei der Erwärmungsmodus und der Geräuschunterdrückungsmodus gleichzeitig oder separat von einander durchgeführt werden, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) zumindest einen elektrischen Leiter (11) umfasst sowie eine Recheneinheit (12), wobei die Recheneinheit (12) eingerichtet ist, den Erwärmungsmodus und den Geräuschunterdrückungsmodus parallel auszuführen, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) ein Stromerzeugungsmodul (13) und ein Frequenzbearbeitungsmodul (14) umfasst, wobei die Recheneinheit (12) in dem Erwärmungsmodus eingerichtet ist, das Stromerzeugungsmodul (13) anzusteuern, wobei das Stromerzeugungsmodul (13) einen elektrischen Strom (15) erzeugt und den elektrischen Strom (15) an den zumindest einen elektrischen Leiter (11) überträgt, wobei der mindestens eine elektrische Leiter (11) durch den elektrischen Strom (15) zumindest zeitweise aufgeheizt wird, wobei die Recheneinheit (12) eingerichtet ist, den elektrischen Strom (15) abhängig von einem Fahrzeugbetriebspunkt und/oder von über ein Fahrzeugbussystem (16) empfangenen Umgebungsdaten zu regeln, wobei die Recheneinheit (12) in dem Geräuschunterdrückungsmodus eingerichtet ist, ein Frequenzbearbeitungsmodul (14) anzusteuern, wobei das Frequenzbearbeitungsmodul (14) eine durch ein Mikrofon (18) erfasste Frequenz empfängt und basierend auf der erfassten Frequenz zumindest ein Gegensignal (19) erzeugt und auf den zumindest einen elektrischen Leiter (11) überträgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Akustikdämm- und Wärmematte für einen elektrischen Fahrantrieb. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Akustikdämmung und Erwärmung eines elektrischen Fahrantriebes.
  • Im Stand der Technik sind elektrische Fahrantriebe, insbesondere Elektromotoren mit einem optionalen Getriebe und einer Leistungselektronik meist mit Dämmmatten umwickelt. Diese Dämmmatten bestehen vorrangig aus einem synthetischen Material, beispielsweise Schwerschaum, und dienen dazu, akustische Geräusche, welche vom Fahrantrieb erzeugt werden, zu dämpfen und zu minieren, sodass die Fahrzeuginsassen und die Verkehrsteilnehmer möglichst wenig durch abgegebene Geräusche gestört werden. Man bezeichnet diese Dämmmatten auch als Akustikverkleidung.
  • Aus dem Dokument DE 10 2019 002 020 A1 ist eine Heizvorrichtung mit einem flächigen Heizelement zur Enteisung eines Fahrzeugteiles eines Fahrzeuges bekannt. Das Heizelement ist mittels eines wärmeleitfähigen Klebstoffes flächig an einer Innenseite eines als Motorhaube ausgeführten Fahrzeugteils befestigt, wobei das Heizelement mit einer Steuerelektronik zur temperaturabhängigen Aktivierung und Deaktivierung verbunden ist und die Steuerelektronik zu einer Deaktivierung des Heizelementes bei einer an einer Außenseite der Motorhaube ermittelten Temperatur von 1°C bis 3°C ausgebildet ist.
  • Aus dem Dokument DE 10 2018 104 602 A1 sind ein Heizsystem für einen Antriebsstrang sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Dabei ist ein Heizelement zum elektrischen Beheizen eines Antriebsstrangs oder eines Bestandteils davon in einem bereits existierenden Bauteil zur thermischen und/oder akustischen Abschirmung kombiniert vorgesehen, wobei das Heizelement zwischen zwei Schichten, die als Isolierlagen der Abschirmung eingerichtet sind, elektrisch und thermisch isoliert angeordnet ist.
  • Aus dem Dokument US 2004 0 054 455 A1 ist eine Antriebsstrangkomponentenanordnung bekannt, die eine Antriebsstrangstruktur umfasst, sowie Mittel zum Erzeugen eines Referenzsignals, das eine Frequenz anzeigt, mit der die Antriebsstrangstruktur während des Betriebs der Antriebsstrangstruktur vibriert.
  • Das Dokument JP 2004-150496 A zeigt eine Gerät zur Reduzierung einer Vibration für eine maschinenangetriebene Anordnung. Dabei wird ein wellenförmiges Signal durch ein Gegensignal ausgelöscht.
  • Ein Verfahren zur aktiven Geräuschreduktion in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug ist aus dem Dokument DE 10 2019 102 248 A1 bekannt. Dabei werden mittels mindestens einer an dem Fahrzeug angebrachten Schallaufnahmevorrichtung Geräusche in einer Umgebung des Fahrzeugs erfasst und aufgrund der erfassten Geräusche mit einer Schallausgabevorrichtung am Fahrzeug Gegenschall erzeugt.
  • Die im Stand der Technik bekannten Dämmmatten können einen Lärmpegel nur bis zu einem gewissen Wert dämpfen, wobei dies sehr stark von einem eingesetzten Material und einer Dicke der Dämmung abhängig ist. Ein störendes Restgeräusch bleibt in den meisten Fällen bestehen, da eine beliebige Verstärkung der Dämmmatten nicht durchgeführt werden kann. Insbesondere in modernen Fahrzeugen ist hierzu nicht genügend Bauraum vorhanden. Zusätzlich wird das Eigengewicht des Fahrzeugs erhöht, was sich negativ auf den Verbrauch des Fahrzeugs auswirkt.
  • Unter winterlichen Bedingungen, kann es zudem dazu kommen, dass eingetragener Schnee, insbesondere zwischen Unterbodenverkleidung und Antrieb, an dem elektrischen Antrieb schmilzt, sobald dieser mit dem warmen elektrischen Antrieb in Berührung kommt. Werden die Temperaturen im Folgenden am Antrieb wieder kälter oder der Antrieb erzeugt weniger Abwärme, beispielsweise aufgrund einer geringeren Beanspruchung, gefriert dieses Wasser zu Eis und verbindet sich mit dem Antrieb und einer den Antrieb umgebenden Akustikverkleidung.
  • Wiederholt sich dieser Vorgang entsteht ein Eispanzer, welcher so stark ist, dass die den Antrieb umgebende Akustikverkleidung zerstört wird. Abhängig von der Größe des Eispanzers sind verschiedenste Defekte in Folge der Eisbildung zu beobachten, beispielsweise eine Zerstörung von Unterfahrbodenschutz, eines Sensors oder anderer Komponenten.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Matte bereitzustellen, die sowohl eine Vereisung eines elektrischen Fahrzeugantriebes verhindert und zudem einen Qualitätseindruck des elektrischen Fahrzeugantriebes verbessert.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Akustikdämm- und Wärmematte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Akustikdämmung und Erwärmung eines elektrischen Fahrantriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Beschreibung der Figuren beschrieben.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Akustikdämm- und Wärmematte für einen elektrischen Fahrantrieb, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte zumindest einen elektrischen Leiter umfasst sowie eine Recheneinheit.
  • Erfindungsgemäß ist die Akustikdämm- und Wärmematte eingerichtet, einen Erwärmungs- und Geräuschunterdrückungsmodus bereitzustellen, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte ein Stromerzeugungsmodul und ein Frequenzbearbeitungsmodul umfasst, wobei die Recheneinheit in dem Erwärmungsmodus eingerichtet ist, das Stromerzeugungsmodul anzusteuern, wobei das Stromerzeugungsmodul eingerichtet ist, einen elektrischen Strom zu erzeugen und den elektrischen Strom über das Frequenzbearbeitungsmodul an den zumindest einen elektrischen Leiter zu übertragen, wobei die elektrischen Leiter durch den elektrischen Strom zumindest zeitweise aufheizbar ausgebildet sind. Die Recheneinheit ist eingerichtet, den Erwärmungsmodus und den Geräuschunterdrückungsmodus parallel auszuführen, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, den elektrischen Strom abhängig von der Fahrsituation und den Umgebungsdaten, zu regeln.
  • Die Akustikdämm- und Wärmematte ist dabei von zumindest einem elektrischen Leiter durchzogen. Die Recheneinheit ist eingerichtet, einen elektrischen Strom an den zumindest einen elektrischen Leiter bereitzustellen, sodass die elektrischen Leiter bei Bedarf gezielt aufheizbar sind. Dadurch sind die Akustikdämm- und Wärmematte sowie ein damit umhüllter elektrischer Antrieb aktiv erwärmbar.
  • In einer Ausgestaltung sind das Stromerzeugungsmodul und das Frequenzbearbeitungsmodul in der Recheneinheit angeordnet. Alternativ sind das Stromerzeugungsmodul und das Frequenzbearbeitungsmodul außerhalb der Recheneinheit verortet und durch die Recheneinheit ansteuerbar.
  • In einer Weiterbildung ist der zumindest eine elektrische Leiter in die Akustikdämm- und Wärmematte integriert ausgebildet.
  • In einer weiteren Weiterbildung ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, über ein Fahrzeugbussystem zumindest einen Umgebungsparameter zu empfangen, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, über das Frequenzbearbeitungsmodul in Abhängigkeit von einem Fahrzeugbetriebspunkt und/oder dem zumindest einen Umgebungsparameter einen geregelten Strom auf die elektrischen Leiter zu geben.
  • Ein Umgebungsparameter ist dabei beispielsweise eine Temperatur oder eine Geschwindigkeit. Die Recheneinheit ist eingerichtet, den Strom bei Bedarf aufzugeben. Durch den Stromfluss werden die elektrischen Leiter erwärmt. Die abgestrahlte Wärme heizt auch die umliegenden Komponenten, wie beispielsweise den elektrischen Antrieb, auf.
  • In einer Ausgestaltung ist der zumindest eine elektrische Leiter dazu eingerichtet, die magnetische Schicht auszubilden. Somit kann die magnetische Schicht in der Akustikdämm- und Wärmematte auch über den zumindest einen elektrischen Leiter realisiert werden, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen. Dies bietet den Vorteil, dass die Recheneinheit eingerichtet ist, dieselbe Wirkung zu erzeugen, wie eine separate magnetische Schicht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Akustikdämm- und Wärmematte zumindest ein Mikrofon, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte in einem Geräuschunterdrückungsmodus eingerichtet ist, zumindest eine durch die Akustikdämm- und Wärmematte abgegebene Frequenz bzw. ein abgegebenes Störgeräusch zu erfassen. Das Mikrofon ist optional ein Bestandteil der Recheneinheit, der Akustikdämm- und Wärmematte oder eine separaten Komponente.
  • In einer Weiterbildung ist die Recheneinheit eingerichtet, das Frequenzbearbeitungsmodul anzusteuern, wobei das Frequenzbearbeitungsmodul eingerichtet ist, die durch das Mikrofon erfasste Frequenz zu empfangen und basierend auf der erfassten Frequenz zumindest ein Gegensignal zu erzeugen und auf den zumindest einen elektrischen Leiter zu übertragen.
  • Über den zumindest einen elektrischen Leiter wird das Gegensignal auf die Akustikdämm- und Wärmematte eingebracht, sodass diese zu schwingen beginnt. Dies erfolgt analog zu einer Schwingung eines Schallwandlers. Ein dabei abgestrahlter Luftschall der Akustikdämm- und Wärmematte wirkt dabei destruktiv zu dem Störgeräusch bzw. dem Schall des elektrischen Antriebs, sodass eine aktive Geräuschunterdrückung stattfindet.
  • In einer weiteren Weiterbildung umfasst die Akustikdämm- und Wärmematte zumindest eine magnetische Schicht, die dazu eingerichtet ist, einen Gegenpol zu dem zumindest einen elektrischen Leiter auszubilden und das Gegensignal zu verstärken. In der Regel ist die magnetische Schicht eingerichtet, einen Gegenpol zu dem zumindest einen elektrischen Leiter auszubilden, sobald ein Strom über den zumindest einen elektrischen Leiter fließt.
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Akustikdämmung und Erwärmung eines elektrischen Fahrantriebes mit einer voranstehend beschriebenen Akustikdämm- und Wärmematte, umfassend die folgenden Schritte:
    • In einem ersten Schritt wird der elektrische Fahrantrieb betrieben.
    • In einem weiteren Schritt wird zumindest ein Umgebungsparameter durch eine Recheneinheit der Akustik- und Wärmedämmmatte erfasst. Ein Umgebungsparameter ist dabei beispielsweise eine Temperatur.
    • In einem weiteren Schritt wird ein elektrischer Strom eines Stromerzeugungsmoduls auf zumindest einen elektrischen Leiter der Akustikdämm- und Wärmematte basierend auf dem zumindest einen erfassten Umgebungsparameter ausgegeben. Die Akustikdämm- und Wärmematte umfasst in der Regel eine Vielzahl an elektrischen Leitern.
    • In einem weiteren Schritt wird der zumindest eine elektrische Leiter durch den elektrischen Strom erwärmt. Durch den Stromfluss werden die elektrischen Leiter erwärmt. Die abgestrahlte Wärme heizt die umliegenden Komponenten, wie beispielsweise den elektrischen Antrieb, auf. Dieser Schritt entspricht einem Erwärmungsmodus der Akustikdämm- und Wärmematte.
    • In einem weiteren Schritt wird eine Frequenz, insbesondere ein Frequenzspektrum, des elektrischen Fahrantriebes detektiert. Eine abgestrahlte Frequenz ist dabei ein Störsignal. Dieser Schritt entspricht einer Aktivierung eines Geräuschunterdrückungsmodus. Der elektrische Antrieb erzeugt im Fahrbetrieb eine Frequenz, insbesondere ein Frequenzspektrum, welches über den Luftschall an die Umgebung abgegeben wird und vom Menschen als hörbares Störgeräusch wahrgenommen wird. Diese Frequenz wird von einem Mikrofon detektiert.
    • In einem weiteren Schritt wird die detektierte Frequenz an ein Frequenzbearbeitungsmodul übermittelt. Das Störgeräusch bzw. die Frequenz wird somit an das Frequenzbearbeitungsmodul in der Recheneinheit übertragen. Dort wird ein Signal berechnet, welches dem Störsignal mit exakt entgegengesetzter Polarität entspricht, was auch als destruktive Interferenz bezeichnet wird.
    • In einem weiteren Schritt wird ein Gegensignal, welches der Frequenz mit entgegengesetzter Polarität entspricht, berechnet. Das Gegensignal weist eine Frequenz auf, welche der Frequenz des Störgeräuschs mit entgegengesetzter Polarität entspricht. Diese wird auch als destruktive Interferenz bezeichnet.
    • In einem weiteren Schritt wird das Gegensignals an den zumindest einen elektrischen Leiter übermittelt. Dieses Signal wird auf die elektrischen Leiter in der Akustikdämm- und Wärmematte geleitet.
    • In einem weiteren Schritt wird das Gegensignal durch eine magnetische Schicht verstärkt. In Kombination mit der magnetischen Schicht in der Akustikdämm- und Wärmematte, wird die Frequenz des Signals verstärkt und bringt die Akustikdämm- und Wärmematte, analog dem Prinzip eines Schallwandlers oder Lautsprechers, zum Schwingen. Durch dieses Schwingen wird ein Luftschall erzeugt, welcher destruktiv zum abgegebenen Störgeräusch des Antriebs wirkt. Es findet eine aktive Geräuschunterdrückung statt.
  • Der Erwärmungs- und Geräuschunterdrückungsmodus werden zentral von einer Recheneinheit gesteuert und können bei Bedarf gleichzeitig durchgeführt werden. Auf einen konstanten Strom zur Erwärmung der Akustikdämm- und Wärmematte wird bei dem Geräuschunterdrückungsmodus eine Frequenz bzw. ein Gegensignal moduliert, wodurch der zumindest eine elektrische Leiter zusätzlich in Schwingung gebracht wird.
  • Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben, wobei die gleichen Komponenten mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Es zeigt:
    • 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Akustikdämm- und Wärmematte,
    • 2 die in 1 gezeigte Ausführungsform in einem Heizbetrieb,
    • 3 die in 1 gezeigte Ausführungsform in einem Geräuschunterdrückungsmodus,
    • 4 die in 1 gezeigte Ausführungsform in einem Heizbetrieb und Geräuschunterdrückungsmodus, die parallel aktiv sind.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Akustikdämm- und Wärmematte 10. Die Akustikdämm- und Wärmematte 10 ist dabei von zumindest einem elektrischen Leiter 11 durchzogen. Zusätzlich befindet sich eine magnetische Schicht 17 in der Akustikdämm- und Wärmematte 10. Diese Akustikdämm- und Wärmematte 10 dient als Gegenpol zu dem zumindest einen elektrischen Leiter 11, sobald ein Stromfluss stattfindet. Des Weiteren ist ein elektrischer Antrieb 20 dargestellt.
  • 2 zeigt die in 1 gezeigte Akustikdämm- und Wärmematte 10 in einem Heizbetrieb. Dabei umfasst die Akustikdämm- und Wärmematte 10 eine Recheneinheit 12, welche über ein Fahrzeugbussystem 16 verschiedene Umgebungsparameter, beispielsweise eine Temperatur oder eine Geschwindigkeit, empfängt.
  • Die Recheneinheit 12 ist eingerichtet, bei Bedarf über ein Stromerzeugungsmodul 13 einen geregelten Strom 15 auf den zumindest einen elektrischen Leiter 11 in der Akustikdämm- und Wärmematte 10 aufzugeben.
  • Durch den Stromfluss des geregelten Stroms 15 werden die elektrischen Leiter 11 erwärmt. Eine durch die elektrischen Leiter 11 abgestrahlte Wärme 21 heizt umliegende Komponenten, wie beispielsweise den elektrischen Antrieb, auf. Eine Regelung bzw. Steuerung der Recheneinheit 12 erfolgt in der Regel abhängig von einem Fahrzeugbetriebspunkt und Umgebungsdaten.
  • 3 zeigt die in 1 gezeigte Akustikdämm- und Wärmematte 10 in einem aktiven Geräuschunterdrückungsmodus. Dabei umfasst die Akustikdämm- und Wärmematte 10 die Recheneinheit 12, welche über das Fahrzeugbussystem 16 verschiedene Umgebungsparameter empfängt.
  • Des Weiteren sind die magnetische Schicht 17 sowie die von dem elektrischen Antrieb 20 abgestrahlte Wärme 21 und das Mikrofon 18 dargestellt.
  • Der elektrische Antrieb 20 erzeugt im Fahrbetrieb eine Frequenz, insbesondere ein Frequenzspektrum, welche bzw. welches über einen Luftschall an eine Umgebung abgegeben wird und von einem Menschen als ein hörbares Störgeräusch 22 wahrgenommen wird.
  • Dieses Störgeräusch 22 wird von einem Mikrofon 18 detektiert und an ein Frequenzbearbeitungsmodul 14 in der Recheneinheit 12 übertragen. Dort wird ein Gegensignal 19 berechnet, das eine Frequenz aufweist, welche der Frequenz des Störgeräuschs 22 mit entgegengesetzter Polarität entspricht. Diese wird auch als destruktive Interferenz bezeichnet.
  • Dieses Gegensignal 19 wird auf den zumindest einen elektrischen Leiter 11 in der Akustikdämm- und Wärmematte 10 gegeben. In Kombination mit der magnetischen Schicht 17 in der Akustikdämm- und Wärmematte 10 wird das Gegensignal 19 verstärkt und bringt dadurch die Akustikdämm- und Wärmematte 10 zum Schwingen.
  • Durch dieses Schwingen wird ein Luftschall erzeugt, welcher destruktiv zu dem abgegeben Störgeräusch 22 des elektrischen Antriebs 20 wirkt. Es findet eine aktive Geräuschunterdrückung statt.
  • 4 zeigt die in 1 gezeigte Akustikdämm- und Wärmematte 10 in einem parallel aktiven Erwärmungs- und Geräuschunterdrückungsmodus. Gezeigt ist die Akustikdämm- und Wärmematte 10 mit der Recheneinheit 12, dem Stromerzeugungsmodul 13 und dem Frequenzbearbeitungsmodul 14. Des Weiteren sind die magnetische Schicht 17 sowie die von dem elektrischen Antrieb 20 abgestrahlte Wärme 21 und das Mikrofon 18 dargestellt. Die Recheneinheit 12 ist eingerichtet, über das Stromerzeugungsmodul 13 einen geregelten Strom 15 auf den elektrischen Leiter 11 aufzugeben.
  • Das Frequenzbearbeitungsmodul 14 ist eingerichtet, das Gegensignal 19 basierend auf dem durch das Mikrofon 18 erfassten Störgeräusch 22 des elektrischen Antriebes 20 zu ermitteln. Das Gegensignal 19 wird der Akustikdämm- und Wärmematte 10 über den zumindest einen elektrischen Leiter 11 zur Verfügung gestellt.
  • Der Erwärmungs- und der Geräuschunterdrückungsmodus werden zentral von der Recheneinheit 12 gesteuert und können gleichzeitig oder separat voneinander durchgeführt werden. Dabei wird auf einen konstanten Strom zur Erwärmung der Akustikdämm- und Wärmematte 10 eine Frequenz für ein Gegensignal 19 moduliert, wodurch die elektrischen Leiter 11 zusätzlich in Schwingung gebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Akustikdämm- und Wärmematte
    11
    elektrischer Leiter
    12
    Recheneinheit
    13
    Stromerzeugungsmodul
    14
    Frequenzbearbeitungsmodul
    15
    elektrischer Strom
    16
    Fahrzeugbussystem
    17
    magnetische Schicht
    18
    Mikrofon
    19
    Gegensignal
    20
    elektrischer Antrieb
    21
    abgestrahlte Wärme
    22
    Störgeräusch

Claims (5)

  1. Akustikdämm- und Wärmematte (10) für einen elektrischen Fahrantrieb, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) eingerichtet ist, einen Erwärmungsmodus und einen Geräuschunterdrückungsmodus bereitzustellen, wobei der Erwärmungsmodus und der Geräuschunterdrückungsmodus gleichzeitig oder separat von einander durchgeführt werden, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) zumindest einen elektrischen Leiter (11) umfasst sowie eine Recheneinheit (12), wobei die Recheneinheit (12) eingerichtet ist, den Erwärmungsmodus und den Geräuschunterdrückungsmodus parallel auszuführen, wobei die Akustikdämm- und Wärmematte (10) ein Stromerzeugungsmodul (13) und ein Frequenzbearbeitungsmodul (14) umfasst, wobei die Recheneinheit (12) in dem Erwärmungsmodus eingerichtet ist, das Stromerzeugungsmodul (13) anzusteuern, wobei das Stromerzeugungsmodul (13) einen elektrischen Strom (15) erzeugt und den elektrischen Strom (15) an den zumindest einen elektrischen Leiter (11) überträgt, wobei der mindestens eine elektrische Leiter (11) durch den elektrischen Strom (15) zumindest zeitweise aufgeheizt wird, wobei die Recheneinheit (12) eingerichtet ist, den elektrischen Strom (15) abhängig von einem Fahrzeugbetriebspunkt und/oder von über ein Fahrzeugbussystem (16) empfangenen Umgebungsdaten zu regeln, wobei die Recheneinheit (12) in dem Geräuschunterdrückungsmodus eingerichtet ist, ein Frequenzbearbeitungsmodul (14) anzusteuern, wobei das Frequenzbearbeitungsmodul (14) eine durch ein Mikrofon (18) erfasste Frequenz empfängt und basierend auf der erfassten Frequenz zumindest ein Gegensignal (19) erzeugt und auf den zumindest einen elektrischen Leiter (11) überträgt.
  2. Akustikdämm- und Wärmematte (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugungsmodul (13) und das Frequenzbearbeitungsmodul (14) in der Recheneinheit (12) angeordnet sind.
  3. Akustikdämm- und Wärmematte (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine elektrische Leiter (11) in die Akustikdämm- und Wärmematte (10) integriert ausgebildet ist.
  4. Akustikdämm- und Wärmematte (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu eingerichtet ist, über ein Fahrzeugbussystem (16) zumindest einen Umgebungsparameter zu empfangen, wobei die Recheneinheit (12) dazu eingerichtet ist, über das Frequenzbearbeitungsmodul (14) in Abhängigkeit von einem Fahrzeugbetriebspunkt und/oder dem zumindest einen Umgebungsparameter den elektrischen Strom (15) auf den zumindest einen elektrischen Leiter (11) zu geben.
  5. Verfahren zur Akustikdämmung und Erwärmung eines elektrischen Fahrantriebes mit einer Akustikdämm- und Wärmematte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei dem Verfahren ein Erwärmungsmodus und ein Geräuschunterdrückungsmodus parallel ausgeführt werden und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Betreiben eines elektrischen Fahrantriebs, b) Erfassen zumindest eines über ein Fahrzeugbussystem (16) empfangenen Umgebungsparameters durch eine Recheneinheit (12), wobei die Recheneinheit (12) eingerichtet ist, den Erwärmungsmodus und den Geräuschunterdrückungsmodus parallel auszuführen, und einen elektrischen Strom (15) abhängig von einem Fahrzeugbetriebspunkt und/oder dem zumindest einen Umgebungsparameter zu regeln, c) Ausgeben zumindest eines elektrischen Stromes (15) eines Stromerzeugungsmoduls (13) auf zumindest einen elektrischen Leiter (11) der Akustikdämm- und Wärmematte (10) basierend auf dem zumindest einen erfassten Umgebungsparameter, d) Erwärmen des zumindest einen elektrischen Leiters (11) durch den zumindest einen elektrischen Strom (15), e) Detektieren einer Frequenz des elektrischen Fahrantriebs, f) Übermitteln der detektierten Frequenz an ein Frequenzbearbeitungsmodul (14), g) Berechnen eines Gegensignals (19), welches der Frequenz mit entgegengesetzter Polarität entspricht, h) Übermitteln des Gegensignals (19) an den zumindest einen elektrischen Leiter (11), i) Verstärken des Gegensignals (19) durch eine magnetische Schicht (17).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040054455A1 (en) 2000-04-27 2004-03-18 Voight Michael A. Active vibration cancellation of gear mesh vibration
JP2004150496A (ja) 2002-10-29 2004-05-27 Denso Corp エンジン駆動式機器の騒音振動低減装置
DE102019002020A1 (de) 2019-03-21 2019-08-29 Daimler Ag Heizvorrichtung
DE102018104602A1 (de) 2018-02-28 2019-08-29 Elringklinger Ag Heizsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019102248A1 (de) 2019-01-30 2020-07-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur aktiven Geräuschreduktion in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug und ein entsprechend eingerichtetes Fahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040054455A1 (en) 2000-04-27 2004-03-18 Voight Michael A. Active vibration cancellation of gear mesh vibration
JP2004150496A (ja) 2002-10-29 2004-05-27 Denso Corp エンジン駆動式機器の騒音振動低減装置
DE102018104602A1 (de) 2018-02-28 2019-08-29 Elringklinger Ag Heizsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019102248A1 (de) 2019-01-30 2020-07-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur aktiven Geräuschreduktion in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug und ein entsprechend eingerichtetes Fahrzeug
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