JP7420875B2 - 少なくとも部分的に電動の自動車の高電圧車載電気システム用の高電圧構成要素 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも部分的に電動の自動車の高電圧車載電気システム用の高電圧構成要素に関する。高電圧構成要素は、高電圧車載電気システムの少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイスのための少なくとも1つのハウジングデバイスを備える。また、本発明は、高電圧構成要素を製造するための方法に関する。
純粋な電気自動車において及びまたハイブリッド車においても、高電圧車載電気システム及びそれに対応して高い電力が、電磁干渉の影響に関する大きな原因となる。したがって、電気構成要素を備えた高電圧車載電気システムを開発するとき、その電磁両立性(EMC)は重要な課題である。パワーエレクトロニクス機器、特にインバータは、一般にEMCに特に決定的な影響を及ぼす。
したがって、パワーエレクトロニクス機器は、いわゆるEMCフィルタを備えることが多い。上記EMCフィルタは、電磁干渉の影響を受けやすいエレクトロニクス構成要素を収容して保護するための共通のハウジング内に、リンクコンデンサ及びパワー半導体と共に配置されることがある。従来技術では、このタイプのハウジングは、アルミニウムから作られることが多い。ここで、ハウジングは主に、インバータの個々の構成要素を機械的に安定させ、それと同時に電気駆動列の残りの構成要素を切り離すために使用される。放電電流によるコモンモード干渉を防止するために、ハウジングは通常、車両シャーシに電気的に接続される。ハウジング内に配置された電気構成要素は通常、ハウジング内でハウジングに電気的に接続される。
対照的に、本発明の目的は、設計の観点から単純に、それと同時に設置スペースを節約して、高電圧車載電気システムのEMC特性を改良することである。
上記の目的は、請求項1の特徴を備える高電圧構成要素によって実現される。本発明による方法は、請求項12の主題である。本発明の好ましい発展形態は、従属請求項の主題である。本発明のさらなる利点及び特徴は、全般的な説明及び例示的実施形態の説明から明らかになろう。
本発明による高電圧構成要素は、少なくとも部分的に電動の自動車の高電圧車載電気システム用に提供及び設計される。高電圧構成要素は、高電圧車載電気システムの(特に互いに相互接続された複数のエレクトロニクス構成要素及び/又はエレクトロニクスモジュールから形成される)少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイスのための少なくとも1つのハウジングデバイスを備える。ハウジングデバイスは、好ましくは、少なくとも1つのインバータ、特に好ましくはパルスインバータ(PWR)を保持するために適しており設計されている。ここで、ハウジングデバイスは、(特にパワーエレクトロニクスデバイスから生じ得る)電磁干渉の影響を低減するための少なくとも1つの遮蔽デバイスを少なくとも部分的に提供する。ここで、遮蔽デバイスは、ハウジングデバイスの少なくとも1つの非導電性ハウジング本体を備える。遮蔽デバイスは、ハウジング本体上及び/又は内に少なくとも部分的に配置された(特に放電電流のための)少なくとも1つの放電経路を備える。放電経路は、車両基準電位に電気的に接続することができる。
本発明による高電圧構成要素は多くの利点を提供する。1つの大きな利点は、その非導電性ハウジング本体及びそれに接続された放電経路を用いて、ハウジングデバイスによって遮蔽デバイスが提供されることにより得られる。これにより、高電圧車載電気システムのEMC特性が大幅に向上される。その結果、例えば、インバータから生じる電磁干渉の影響が大幅に低減される。非導電性ハウジング本体も特定の利点を提供する。これは、ハウジング本体が非導電性であることにより、放電電流が、特に放電電流のために提供された放電経路のみを介して流れるからである。従来から現在まで、金属製のハウジング本体は、放電電流のための経路が至る所に生じるので、遮蔽にはまったく使用することができない。ここで、本発明は、設計の観点で単純であり、且つ特に経済的に実施することができるEMCの改良を提供する。特に設置スペースを節約して、又はさらには追加の設置スペース要件なしで遮蔽デバイスを収容することができるようにするハウジングデバイスへの機能統合も特に有利である。
ハウジング本体は、特に好ましくはプラスチック材料から作られる。ハウジング本体は、特に少なくとも1つのプラスチックから製造される。プラスチックを使用することによって、非導電性であると同時に安定したハウジング本体を特に容易に作成することができる。さらに、そのようなハウジング本体に関して、形状及び設計の面で特に高い自由度が可能である。これにより、全体としてより多様な変形形態が可能になり、その結果、設置スペース及び重量を節約することができる。これまで、従来技術でのインバータのハウジングは、アルミニウムダイカストプロセス又は永久金型鋳造プロセスによって製造されており、したがって、求められるダイカストプロファイルにより、幾何形状に関して非常に低い自由度しか可能ではなかった。したがって、電気自動車用のインバータの大量生産において、より多様な変形形態が妨げられていた。
ハウジング本体は、特に好ましくは、少なくとも1つの積層造形法によって製造される。このタイプのハウジング本体は、遮蔽デバイスに特によく適しており、収容される構成要素の遮蔽及び保護効果に関する要件に的確に適合させることができる。ハウジング本体が、プラスチック材料に適した少なくとも1つの他の一次成形プロセスによって製造されることも可能である。
1つの好ましい特に有利な構成では、放電経路は、少なくとも部分的にハウジング本体に統合される。特に、放電経路は、少なくとも部分的にハウジング本体の材料によって全周を囲まれる。特に、放電経路は、少なくとも部分的にハウジング本体に接続される。特に、放電経路は、少なくとも部分的にハウジング本体に固定して接続され、好ましくは、破壊せずには解放不能であるように接続される。放電経路とハウジング本体とは、物質どうしを結合させて互いに接続することができる。特に、放電経路は、隣接し、特に互いに横方向に延びるハウジング本体の少なくとも2つの壁に少なくとも部分的に統合される。
ハウジング本体への放電経路の統合接続は、好ましくは、ハウジング本体を製造するための一次成形プロセスにおいて少なくとも部分的に製造される。ハウジング本体への放電経路の統合接続は、特に好ましくは、ハウジング本体の積層造形法によって製造される。言い換えると、特に、ハウジング本体の一次成形中、好ましくは積層造形中にハウジング本体に放電経路が埋め込まれることによって、放電経路がハウジング本体に統合される。放電経路が少なくとも部分的にハウジング本体に接続され、好ましくは一次成形後にハウジング本体に統合されることも可能である。例えば、これは、放電経路をハウジング本体の凹部に接合、例えば接着結合することによって又は挿入することによって行うことができる。
放電経路が、ハウジング本体に埋め込まれたファイバによって少なくとも部分的に提供されることが特に好ましく、有利である。特に、放電経路はそのようなファイバを含む。特に、放電経路はそのようなファイバからなる。特に、この目的で導電性ファイバが提供される。ファイバは、特に連続的な導体が形成されるように互いに接続される。その結果、放電経路は、特に簡単に、それと同時に(例えば以下に述べるプロファイル形状に関して)特に的確に製造することができる。
本発明に関連して、「ファイバ」という用語は、特に、連続的な導体を提供するようにハウジング本体に埋め込むことができる他のタイプのより小さい導電性部品を意味するものと理解される。このタイプのファイバは、例えば導電性部品によって、又はそれに対応して短いラインセクションによって提供することができる。放電経路は、ハウジング本体に埋め込まれたラインによって少なくとも部分的に提供することができる。
遮蔽デバイスが、(特にハウジングデバイスに配置された)少なくとも1つの接続ユニットを備えていることが可能であり、有利である。特に、ハウジングデバイスに収容されたパワーエレクトロニクスデバイスは、接続ユニットによって放電経路に電気的に接触接続される。したがって、接続ユニットを介してパワーエレクトロニクスデバイスから放電経路に放電電流を伝送することができる。特に、接続ユニットは、放電経路に電気的に接触接続される。特に、接続ユニットは、パワーエレクトロニクスデバイスを受け入れるためのハウジングデバイスの受入空間に配置される。特に、接続ユニットは、ハウジング本体上、好ましくはハウジング本体の内側に配置される。パワーエレクトロニクスデバイスの構成要素は、少なくとも1つの接続ユニットに個別に及び/又は少なくとも部分的にグループ化して接触接続することができる。
また、遮蔽デバイスは、(特にハウジングデバイスの外部に配置される)少なくとも1つの接続点を有することが好ましく、有利である。特に、放電経路は、接続点によって車両基準電位、特に車両シャーシに電気的に接触接続される。特に、接続点は、放電経路に電気的に接触接続される。特に、放電経路は、接続ユニットと接続点との間に延びる。特に、接続点は、パワーエレクトロニクスデバイスを受け入れるためのハウジングデバイスの受入空間の外部に配置される。
放電経路は、好ましくは、少なくとも1つのプロファイル形状を有する。1つの特に有利な構成では、放電経路は、プロファイル形状を使用して、(特に動作中にパワーエレクトロニクスデバイスから生じ得る)電磁放射を少なくとも部分的に低減するために適しており設計されている。また、プロファイル形状は、特に放電電流によって、特に放電経路内の電流の流れによって引き起こされる電磁放射を低減するためにも使用される。特に、プロファイル形状は、放電電流によって引き起こされる磁場及び/又は電場が増幅し合わず、好ましくは少なくとも部分的に補償し合う、さらには除去し合うように構成される。電磁放射は、そのようなプロファイル形状によってさらに低減することができる。
特に、少なくとも放電経路のプロファイル形状は、ハウジング本体に統合される。特に、放電経路は、接続ユニットと接続点との間に、少なくとも部分的にこのタイプのプロファイル形状を有する。プロファイル形状は、特に、隣接し、好ましくは互いに横方向に延びるハウジング本体の少なくとも2つの壁を通って延びる。放電経路は、特に、ハウジング本体の少なくとも1つの上面と、上面に対して横方向に延びる少なくとも1つの側面とに延びる。特に、プロファイル形状は、ハウジング本体に沿った放電経路の少なくとも1つの方向変化、好ましくは複数の特定の方向変化を含む。例えば、プロファイル形状は、(特に共通の平面内で)互いに横方向に延びる放電セクションを有する。
プロファイル形状は、好ましくは、放電経路を通って電流が流れるときにパワーエレクトロニクスデバイスの動作中に生じる磁場が的確に補償し合うことができるように設計される。その結果、好ましくは、経時的な磁場の変化に起因して生じる電場も減少させることができる。磁場とは、ここでは特に磁束密度を意味するものと理解される(技術用語ではいわゆるB場とも呼ばれる)。電場とは、ここでは特に電界強度を意味するものと理解される(技術用語ではいわゆるE場とも呼ばれる)。
高電圧構成要素は、少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイス、好ましくは少なくとも1つのインバータ、特に好ましくは少なくとも1つのパルスインバータ(PWR)を備えることができる。特に、高電圧構成要素は、ハウジング本体に保持され、遮蔽デバイスによって少なくとも部分的に遮蔽されるパワーエレクトロニクスデバイスを備える。特に、パワーエレクトロニクスデバイスは、接続ユニットを介して放電経路に電気的に接続される。特に、パワーエレクトロニクスデバイスは、接続点を介して車両基準電位に電気的に接触接続される。ここで、パワーエレクトロニクスデバイスは、インバータ、好ましくはパルスインバータ、EMCフィルタ、リンクコンデンサ、パワーモジュール、パワー半導体、DCバス、ACバスを含む構成要素の群からの少なくとも1つの構成要素を含むことができる。
特に、パワーエレクトロニクスデバイスは、少なくとも1つの電気機械、好ましくは電気牽引駆動装置、例えば永久励起同期機を作動させるために適しており設計されている。特に、パワーエレクトロニクスデバイスは、高電圧バッテリの直流又はDC電圧から、所定の周波数を有する交流又はAC電圧を生成するために適しており設計される。特に、パワーエレクトロニクスデバイスは、牽引駆動及び例えば所望の電力に応じて周波数を調整することができる。
本発明による方法を使用して、少なくとも部分的に電動の自動車の高電圧車載電気システム用の高電圧構成要素を製造する。高電圧構成要素は、高電圧車載電気システムの少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイスのための少なくとも1つのハウジングデバイスを備える。ハウジングデバイスは、電磁干渉の影響を低減するための少なくとも1つの遮蔽デバイスを少なくとも部分的に提供する。遮蔽デバイスを提供するために、少なくとも1つの非導電性ハウジング本体が、一次成形によって、好ましくは積層造形プロセスによって形成される。少なくとも1つの放電経路が、ハウジング本体上及び/又は内に形成される。特に、放電経路は、パワーエレクトロニクスデバイス及び車両基準電位に電気的に接触接続される。
本発明による方法も、特に有利には上記の目的を実現する。特に、本方法は、本発明による高電圧構成要素又はその構成のうちの1つを製造することができるように設計される。特に、本発明による高電圧構成要素は、本方法に従って製造することができる。
特に、放電経路は、ハウジング本体に統合される。特に、導電性部品、特にファイバは、ハウジング本体の非導電性材料、好ましくはプラスチック材料に接合され、好ましくは埋め込まれる。放電経路は、特に好ましくは、導電性ファイバを埋め込むことによって製造され、好ましくはハウジング本体の一次成形と同時に形成される。特に、導電性ファイバは、ハウジング本体の積層造形中に埋め込まれる。
本出願人は、適正な訂正を保留する:本発明による高電圧構成要素を含む少なくとも1つの高電圧構成要素を有する少なくとも部分的に電動自動車を特許請求する。訂正:本発明による少なくとも1つの高電圧構成要素。
本発明に関連して、車両基準電位とは、特に、ゼロ電位又は動作中に提供される別の電位として理解されるべきである。車両基準電位は、特に車両接地、例えば車両シャーシの電位に対応する。車両基準電位への接続は、特に、車両接地、及び例えば車両シャーシへの接続に対応する。本発明に関連して、導電率は、特に、意図された動作中に予想される電圧又は電流に関する。
遮蔽デバイスは、特にEMCに関連する干渉の影響から遮蔽するために使用される。特に、遮蔽デバイスは、(放電経路による)コモンモード干渉及び/又はディファレンシャルモード干渉を打ち消すために適しており設計されている。遮蔽デバイスは、電磁干渉の影響を低減するためのさらなる構成要素を備える遮蔽システムの一部でよい。遮蔽システムは、例えば少なくとも1つのEMCフィルタを備えることがある。遮蔽システムのさらなる構成要素は、特に遮蔽デバイスに動作可能に接続される。しかし、遮蔽デバイスを個別に形成することもできる。
放電経路は、特に車両基準電位への、特に車両シャーシの方向への放電電流を可能にする。放電経路は、特に少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ又は複数の放電セクションを備える。放電セクションは、特に互いに電気的に接続される。例えば、個々の放電セクションは、分岐設計の放電経路を形成する。特に、放電経路は、車両基準電位への放電電流を可能にするために適しており設計されている。特に、放電経路は、コモンモード干渉及び/又はディファレンシャルモード干渉を打ち消すために適しており設計されている。
ハウジング本体は、特にパワーエレクトロニクスデバイス、好ましくはインバータのための機械的保護を提供する。特に、ハウジング本体は、少なくともインバータのための受入空間を提供する。特に、ハウジング本体は、インバータに属する構成要素(のすべて)を収容するために使用される。ハウジング本体は、特にインバータハウジングである。特に、ハウジング本体は、インバータの個々の構成要素、例えばダイオードを収容するために使用されるだけではない。ハウジングデバイスは、さらなるハウジング部品、例えばハウジング本体を固定するための組立て手段などを備えることができる。少なくとも1つのさらなるハウジング部品が、ハウジング本体の機械的効果をサポートすることが可能である。
本発明のさらなる利点及び特徴は例示的実施形態から明らかになり、添付図面を参照してそれらの例示的実施形態を以下に論じる。
本発明による高電圧構成要素を有する高電圧車載電気システムの非常に概略的な図である。 図1の高電圧構成要素の詳細図である。
図1は、電動自動車20の高電圧車載電気システム10用の本発明による高電圧構成要素1を示す。電動自動車20の他の部分については、本明細書ではより詳細に示さない。高電圧構成要素1は、非導電性ハウジング本体12を有するハウジングデバイス2を備え、本発明による方法に従って製造されている。ハウジング本体12は、ここではインバータ13、例えばパルスインバータとして形成されるパワーエレクトロニクスデバイス3を収容するために使用される。
ここでの高電圧車載電気システム10は、高電圧バッテリ50と、牽引駆動用の永久励起同期機として設計された電気機械60とを含む。ここでのパワーエレクトロニクスデバイス3は、高電圧バッテリ50の直流から、機械60に必要な交流電流を提供する。上記交流の周波数で機械60を作動させることができる。この目的で、パワーエレクトロニクスデバイス3は、本明細書では、単に一例として、EMCフィルタ23と、リンクコンデンサ33と、複数のパワー半導体53を有するパワーモジュール43と、DCバス63及びACバス73とを備える。ここでは、ハウジング本体12内に保持されている構成要素も、ハウジング本体12内部に示されている。
動作中のインバータ13から生じる電磁干渉の影響を低減するために、ここでは遮蔽デバイス4が提供される。その際、ハウジング本体12は、ここでの遮蔽デバイス4の本質的な部分を成す。さらに、遮蔽デバイス4は、1つ又は複数の接続点35を介して車両基準電位30に接続された放電経路5を備える。ここで、例えば車両シャーシ40が車両基準電位30として提供される。
ハウジング本体12内で、放電経路5は、1つ又は複数の接続ユニット25を介してパワーエレクトロニクスデバイス3に、例えばパワーモジュール43に電気的に接触接続される。放電電流は、例えばコモンモード干渉及び/又はディファレンシャルモード干渉をなくすために、放電経路5を介して車両シャーシ40に流れることができる。
図2に、ハウジング本体12及び放電経路5を有する遮蔽デバイス4がより詳細に示されている。インバータ13がハウジング本体12の内部に配置されており、ここでは見えない。わかりやすくするために、ここではハウジング本体12が部分的に透明に示されており、内部にある接続ユニット25及び埋め込まれた放電経路5が見える。放電経路5は、ハウジング本体12の外部の接続点35を介して車両シャーシ40に接触接続される。
ここで、放電経路は、ハウジング本体12に固定して統合されている。この目的で、ハウジング本体12の一次成形中に、導電性ファイバ15がハウジング本体12に埋め込まれる。本明細書に示される例では、ハウジング本体12は、積層造形法によってプラスチック材料から作られる。積層造形中、ファイバ15は、ハウジング本体12の特定の領域に特に埋め込まれる。ファイバ15を意図的に分布させることにより、ハウジング本体12内部の放電経路5のための特定のプロファイル形状6が得られる。ハウジング本体12の幾何形状及び放電経路5のプロファイル形状6は、ここでは単に例として示されている。
ここで、プロファイル形状6は、放電経路5を通って電流が流れるときに生じる磁場が少なくとも部分的に補償し合うことができるように設計される。同時に、経時的な磁場の変化により通常生じる電場も減少される。放電経路5のプロファイル形状6のそのようなインテリジェントな形状設定によって電磁放射を大幅に低減することができる。
本発明の特定の利点は、放電電流に関する所定のルートが、導電性放電経路5と組み合わせて非導電性ハウジング本体12によって形成されることである。その結果、B場の補償、したがってE場の低減も可能である。同時に、その結果、放電経路5外での任意の制御不能な放電電流が効果的に防止される。放電電流のための望ましくない容量性低インピーダンス経路も本発明において防止される。したがって、電磁放射を大幅に低減し、全体として電磁両立性を大幅に向上させることができる。
1 高電圧構成要素
2 ハウジングデバイス
3 パワーエレクトロニクスデバイス
4 遮蔽デバイス
5 放電経路
6 プロファイル形状
10 高電圧車載電気システム
12 ハウジング本体
13 インバータ
15 ファイバ
20 自動車
23 EMCフィルタ
25 接続ユニット
30 車両基準電位
33 リンクコンデンサ
35 接続点
40 車両シャーシ
43 パワーモジュール
50 高電圧バッテリ
53 パワー半導体
60 機械
63 DCバス
73 ACバス

Claims (10)

  1. 少なくとも部分的に電動の自動車(20)の高電圧車載電気システム(10)用の高電圧構成要素(1)であって、前記高電圧車載電気システム(10)の少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイス(3)、例えばインバータ(13)のための少なくとも1つのハウジングデバイス(2)を備える高電圧構成要素(1)において、
    前記ハウジングデバイス(2)が、電磁干渉の影響を低減するための少なくとも1つの遮蔽デバイス(4)を少なくとも部分的に提供し、前記遮蔽デバイス(4)が、前記ハウジングデバイス(2)の少なくとも1つの非導電性ハウジング本体(12)と、少なくとも1つの放電経路(5)と、を備え、
    前記放電経路(5)は、前記ハウジング本体(12)上を延伸する及び/又はその内部に埋め込まれることで、前記ハウジング本体(12)に少なくとも部分的に配置され、前記ハウジング本体(12)を車両基準電位(30)に接続することができ
    前記放電経路(5)が、プロファイル形状(6)を有し、前記プロファイル形状(6)を使用して、動作中に前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)から生じ得る電磁放射を少なくとも部分的に低減するために適しており設計されており、前記プロファイル形状(6)が、前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)の動作中に前記放電経路(5)を通って電流が流れるときに生じる磁場を打消し合うことができるように設計され、その結果、経時的な磁場の変化により生じる電場も低減することができる、ことを特徴とする高電圧構成要素(1)。
  2. 前記ハウジング本体(12)がプラスチック材料から作られる、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  3. 前記ハウジング本体(12)が積層造形プロセスによって製造される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  4. 前記放電経路(5)が少なくとも部分的に前記ハウジング本体(12)に統合される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  5. 前記ハウジング本体(12)への前記放電経路(5)の統合接続が、前記ハウジング本体(12)を製造するための一次成形プロセスの一部として製造される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  6. 前記放電経路(5)が、前記ハウジング本体(12)に埋め込まれたファイバ(15)によって少なくとも部分的に提供される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  7. 前記遮蔽デバイス(4)が少なくとも1つの接続ユニット(25)を有し、前記接続ユニット(25)によって、前記ハウジングデバイス(2)に収容された前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)が前記放電経路(5)に電気的に接触接続される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  8. 前記遮蔽デバイス(4)が少なくとも1つの接続点(35)を有し、前記接続点(35)によって、前記放電経路(5)が、前記車両基準電位(30)、特に車両シャーシ(40)に電気的に接触接続される、請求項1に記載の高電圧構成要素(1)。
  9. 少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイス(3)、特に(パルス)インバータ(13)を備え、前記インバータ(13)が、前記ハウジング本体(12)に保持され、前記遮蔽デバイス(4)によって少なくとも部分的に遮蔽される、請求項1~のいずれか一項に記載の高電圧構成要素(1)。
  10. 少なくとも部分的に電動の自動車(20)の高電圧車載電気システム(10)用の高電圧構成要素(1)を製造するための方法であって、前記高電圧構成要素(1)が、前記高電圧車載電気システム(10)の少なくとも1つのパワーエレクトロニクスデバイス(3)のための少なくとも1つのハウジングデバイス(2)を備え、前記ハウジングデバイス(2)が、電磁干渉の影響を低減するための少なくとも1つの遮蔽デバイス(4)を少なくとも部分的に提供し、前記遮蔽デバイス(4)を提供するために、少なくとも1つの非導電性ハウジング本体(12)が特に積層造形プロセスによって形成され、少なくとも1つの放電経路(5)が前記ハウジング本体(12)上を延伸する及び/又はその内部に埋め込まれることで形成され、前記放電経路(5)が前記ハウジング本体(12)を前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)及び車両基準電位(30)に電気的に接触接続され
    前記放電経路(5)が、プロファイル形状(6)を有し、前記プロファイル形状(6)を使用して、動作中に前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)から生じ得る電磁放射を少なくとも部分的に低減するために適しており設計されており、前記プロファイル形状(6)が、前記パワーエレクトロニクスデバイス(3)の動作中に前記放電経路(5)を通って電流が流れるときに生じる磁場を打消し合うことができるように設計され、その結果、経時的な磁場の変化により生じる電場も低減することができる、方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150107891A1 (en) 2013-10-22 2015-04-23 Thales Visionix, Inc. Apparatus for eddy current inhibiting electro-magnetic interference shielding
WO2019182132A1 (ja) 2018-03-22 2019-09-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用の電磁干渉抑制

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203614A1 (de) 2013-03-04 2014-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Kondensatoreneinheit
EP3057388B1 (de) 2015-02-12 2017-03-29 Nexans Gehäuse für Hochvoltkomponenten
DE102016206464A1 (de) 2016-04-18 2017-10-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schirmsystem für eine hochvolt-komponente sowie hochvoltanlage und fahrzeug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150107891A1 (en) 2013-10-22 2015-04-23 Thales Visionix, Inc. Apparatus for eddy current inhibiting electro-magnetic interference shielding
WO2019182132A1 (ja) 2018-03-22 2019-09-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用の電磁干渉抑制

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