DE102022204330A1 - High-voltage drive system for a vehicle and vehicle with a high-voltage drive system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hochvolt-Antriebssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher (12), welcher über ein elektrisches Leitungssystem funktional mit mindestens einem Antriebsmotor (14, 16) zum Antreiben mindestens eines Antriebsrades derart verbunden ist, dass die elektrische Energie des Antriebsenergiespeichers (12) zum Antreiben des mindestens einen Antriebsrades nutzbar ist, wobei zwischen dem Antriebsenergiespeicher (12) und dem Antriebsrad mindestens ein Wechselrichter (22, 28) und mindestens ein erster Kondensator (20) angeordnet sind, wobei in dem elektrischen Leitungssystem mindestens ein zweiter Kondensator (26) angeordnet ist und wobei das elektrische Leitungssystem mindestens teilweise aus einer elektrischen Leitung (34) mit einem ersten Leiter (38) und mindestens einem zweiten Leiter (40) gebildet ist, die innerhalb eines diese umhüllenden Mantels (44) benachbart zueinander angeordnet und durch eine Isolationsschicht (42) voneinander separiert sind, wobei die Isolationsschicht (42) eine Durchschlagfestigkeit von mindestens 150 kV/mm aufweist, welche vorzugsweise eine maximale Dicke von 125 µm aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Hochvolt-Antriebssystem (10).The invention relates to a high-voltage drive system for a vehicle with at least one electric drive energy storage (12), which is functionally connected via an electrical line system to at least one drive motor (14, 16) for driving at least one drive wheel in such a way that the electrical energy of the drive energy storage ( 12) can be used to drive the at least one drive wheel, with at least one inverter (22, 28) and at least one first capacitor (20) being arranged between the drive energy storage (12) and the drive wheel, with at least one second capacitor (20) being arranged in the electrical line system ( 26) is arranged and wherein the electrical line system is at least partially formed from an electrical line (34) with a first conductor (38) and at least one second conductor (40), which are arranged adjacent to one another within a jacket (44) enclosing them and through an insulation layer (42) are separated from one another, the insulation layer (42) having a dielectric strength of at least 150 kV/mm, which preferably has a maximum thickness of 125 μm. The invention further relates to a vehicle with a high-voltage drive system (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Antriebssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Hochvolt-Antriebssystem. Insbesondere betrifft die Erfindung Fahrzeuge in Form von Kraftfahrzeugen, bevorzugt Kraftfahrzeuge, die über einen Allradantrieb mit einem elektrischen Front- und einem elektrischen Heckantrieb verfügen.The invention relates to a high-voltage drive system for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a vehicle with such a high-voltage drive system. In particular, the invention relates to vehicles in the form of motor vehicles, preferably motor vehicles, which have an all-wheel drive with an electric front and an electric rear drive.
Aus
Aus
Bei aus der Praxis bekannten Hochvolt-Antriebssystemen für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 kommt es zu Resonanzphänomenen, insbesondere wenn es sich um Hochvolt-Antriebssysteme von Fahrzeugen mit elektrischem Front- und Heckantrieb handelt. Resonanzen können insbesondere durch das Zusammenspiel des Induktivitätsbelags (L`) von elektrischen Leitungen (auch Traktionsleitungen oder HV-Leitungen genannt) derartiger Hochvolt-Antriebssysteme mit den Zwischenkondensatoren (C1, C2) der beiden Antriebswechselrichter von zwei Antriebsmotoren entstehen. Die Resonanzen führen zu hohen Blindströmen, die mit der Resonanzfrequenz zwischen den beiden Antriebsmotoren hin- und herpendeln. Dabei entstehen Magnetfelder mit der gleichen Frequenz und zusätzlich Verluste über der elektrischen Leitung. Die Magnetfelder können durch ihre elektromagnetische Kraft an Metall-Karosseriestrukturen zu einer mechanischen Anregung führen, die wiederum zu unerwünschten akustischen Auffälligkeiten im Fahrzeug führen. Beides ist nachteilig und verringert die Reichweite oder erfordert zusätzliche Maßnahmen zur Abschirmung der Felder.In the case of high-voltage drive systems for vehicles known from practice according to the preamble of claim 1, resonance phenomena occur, especially when it comes to high-voltage drive systems of vehicles with electric front and rear drive. Resonances can arise in particular through the interaction of the inductance coating (L`) of electrical lines (also called traction lines or HV lines) of such high-voltage drive systems with the intermediate capacitors (C1, C2) of the two drive inverters of two drive motors. The resonances lead to high reactive currents that oscillate back and forth between the two drive motors at the resonance frequency. This creates magnetic fields with the same frequency and additional losses across the electrical line. Due to their electromagnetic force on metal body structures, the magnetic fields can lead to mechanical excitation, which in turn leads to undesirable acoustic abnormalities in the vehicle. Both are disadvantageous and reduce the range or require additional measures to shield the fields.
Die aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Leitungen sind aus Rundleitern aufgebaut und können geschirmt oder ungeschirmt zum Einsatz kommen. Für eine geschirmte Doppelleitung liegt der Induktivitätsbelag (L`) in der Praxis häufig bei ca. 0,4 µH/m und bei ungeschirmten Doppelleitungen bei ca. 0,7 µH/m. Unabhängig, ob geschirmte oder ungeschirmte elektrische Leitungen zum Einsatz kommen, treten bei bestimmten Kapazitätswerten der Zwischenkreiskondensatoren Resonanzen im für die meisten Menschen gut hörbaren Bereich auf, d.h. Resonanzen mit einer Frequenz zwischen 20 Hz und 15 kHz, insbesondere oder zwischen 20 Hz und 10 kHz.The electrical lines known from the prior art are made up of round conductors and can be used shielded or unshielded. In practice, the inductance (L`) for a shielded double cable is often around 0.4 µH/m and for unshielded double cables it is around 0.7 µH/m. Regardless of whether shielded or unshielded electrical cables are used, at certain capacitance values of the intermediate circuit capacitors, resonances occur in the range that is easily audible to most people, i.e. resonances with a frequency between 20 Hz and 15 kHz, in particular or between 20 Hz and 10 kHz.
Eine Erhöhung der Leitungsinduktivität führt dazu, dass sich die Resonanzfrequenz hin zu geringeren Frequenzen schiebt und somit ggf. als noch störender empfunden wird. Eine Anpassung der Kapazitätswerte ist aus funktionalen Gründen der Antriebe in den meisten Fällen nicht umsetzbar und/oder sie ist sehr kostenintensiv und daher nicht wirtschaftlich.An increase in the line inductance causes the resonance frequency to shift towards lower frequencies and may therefore be perceived as even more disturbing. In most cases, an adjustment of the capacity values cannot be implemented for functional reasons of the drives and/or it is very cost-intensive and therefore not economical.
Die Resonanzfrequenz eines wie vorstehend skizzierten Systems kann vereinfacht, d.h. ohne Berücksichtigung des Einflusses durch einen Antriebsenergiespeicher in Form einer HochvoltBatterie wie folgt rechnerisch ermittelt werden:
Dabei ist L' der Induktivitätsbelag der elektrischen Leitung, C1 die Kapazität des ersten Kondensators und C2 die Kapazität des zweiten Kondensators.L' is the inductance of the electrical line, C 1 is the capacity of the first capacitor and C 2 is the capacity of the second capacitor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochvolt-Antriebssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Hochvolt-Antriebssystem dahingehend zu verbessern, dass die vorstehend erwähnten akustischen Auffälligkeiten im hörbaren Bereich vermieden oder zumindest weitgehend reduziert werden können.The invention is based on the object of improving a high-voltage drive system for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a vehicle with such a high-voltage drive system in such a way that the above-mentioned acoustic abnormalities in the hearing available area can be avoided or at least largely reduced.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The problem is solved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Hochvolt-Antriebssystem für ein Fahrzeug umfasst mindestens einen elektrischen Antriebsenergiespeicher, welcher über ein elektrisches Leitungssystem funktional mit mindestens einem Antriebsmotor zum Antreiben mindestens eines Antriebsrades derart verbunden ist, dass die elektrische Energie des Antriebsenergiespeichers zum Antreiben des mindestens einen Antriebsrades nutzbar ist. Dabei sind zwischen dem Antriebsenergiespeicher und dem Antriebsrad mindestens ein Wechselrichter und mindestens ein erster Kondensator angeordnet, wobei in dem elektrischen Leitungssystem mindestens ein zweiter Kondensator angeordnet ist und wobei das elektrische Leitungssystem mindestens teilweise aus einer elektrischen Leitung mit einem ersten Leiter und mindestens einem zweiten Leiter gebildet ist, die innerhalb eines diese umhüllenden Mantels benachbart zueinander angeordnet und durch eine Isolationsschicht voneinander separiert sind. Dabei weist die Isolationsschicht eine Durchschlagfestigkeit von mindestens 150 kV/mm auf. Die in diesem Dokument genannten Durschlagfestigkeitswerte beziehen sich auf Messungen nach IEC 60243. Die konstruktive Gestaltung ermöglicht es, eine elektrische Leitung mit - im Vergleich zu aus dem technischen Gebiet von Hochvolt-Antriebssystemen bekannten Leitungen - deutlich reduziertem Induktivitätsbelag (L`) zu realisieren, insbesondere indem der Abstand der elektrischen Leiter innerhalb einer elektrischen Leitung zueinander sehr klein gehalten werden kann. Mittels der wie oben genannt gestalteten Isolationsschicht werden Spannungsüberschläge oder Kurzschlüsse vermieden. Mit dem erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystem lassen sich die resultierenden Resonanzfrequenzen, welche mit aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Leitungen noch im hörbaren Bereich lagen (z.B. bei ca. 6 kHz) in einem Frequenzbereich oberhalb von 10 kHz, oberhalb von 15 kHz oder sogar oberhalb von 20 kHz verschieben, so dass diese nur noch von wenigen Menschen oder sogar von keinem Menschen mehr hörbar sind. Bei einem erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystem kann insoweit auf zusätzliche akustische Maßnahmen verzichtet werden, weil störende Resonanzfrequenzen vermieden werden. Auch wird die Effizienz eines solchen Systems dadurch erhöht, dass die Ausgleichsströme verringert sind. Auch können die Kondensatoren, welche für Antriebsmotoren vorgesehen sind, bei erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystemen ggf. kleiner ausgelegt werden. Aufgrund verringerter Magnetfelder kann ferner mit einem erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystem ggf. sogar die Verlegung von elektrischen Leitungen (HV-Leitungen) im Fahrzeuginnenraum erfolgen.A high-voltage drive system according to the invention for a vehicle comprises at least one electrical drive energy storage, which is functionally connected via an electrical line system to at least one drive motor for driving at least one drive wheel in such a way that the electrical energy of the drive energy storage can be used to drive the at least one drive wheel. At least one inverter and at least one first capacitor are arranged between the drive energy storage and the drive wheel, with at least one second capacitor being arranged in the electrical line system and the electrical line system being at least partially formed from an electrical line with a first conductor and at least one second conductor which are arranged adjacent to one another within a jacket enveloping them and are separated from one another by an insulating layer. The insulation layer has a dielectric strength of at least 150 kV/mm. The dielectric strength values mentioned in this document refer to measurements according to IEC 60243. The design makes it possible to realize an electrical cable with - compared to cables known from the technical field of high-voltage drive systems - significantly reduced inductance (L`), in particular in that the distance between the electrical conductors within an electrical line can be kept very small. By means of the insulation layer designed as mentioned above, voltage flashovers or short circuits are avoided. With the high-voltage drive system according to the invention, the resulting resonance frequencies, which were still in the audible range with electrical lines known from the prior art (e.g. at approximately 6 kHz), can be in a frequency range above 10 kHz, above 15 kHz or even above from 20 kHz so that they can only be heard by a few people or even no one at all. In a high-voltage drive system according to the invention, additional acoustic measures can be dispensed with because disruptive resonance frequencies are avoided. The efficiency of such a system is also increased because the compensating currents are reduced. The capacitors, which are intended for drive motors, can also be designed to be smaller in high-voltage drive systems according to the invention. Due to reduced magnetic fields, a high-voltage drive system according to the invention can even be used to lay electrical cables (HV cables) in the vehicle interior.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das elektrische Leitungssystem vorzugsweise vollständig aus einer elektrischen Leitung mit einem ersten Leiter und mindestens einem zweiten Leiter gebildet ist, die innerhalb eines diese umhüllenden Mantels benachbart zueinander angeordnet und durch eine Isolationsschicht voneinander separiert sind, wobei die Isolationsschicht eine Durchschlagfestigkeit von mindestens 150 kV/mm aufweist. Das gleiche gilt für alle im Folgenden beschriebenen, weiter konkretisierten technischen Merkmale. Vorzugsweise weist eine elektrische Leitung des erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystems die entsprechenden Merkmale über die gesamte Länge auf. Falls mehrere elektrische Leitungen in dem erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystem vorgesehen sind, weist vorzugsweise jede elektrische Leitung diese technischen Merkmale auf.For the sake of completeness, it should be noted that the electrical line system is preferably formed entirely from an electrical line with a first conductor and at least one second conductor, which are arranged adjacent to one another within a jacket enveloping them and are separated from one another by an insulating layer, the insulating layer being a Dielectric strength of at least 150 kV/mm. The same applies to all of the more detailed technical features described below. An electrical line of the high-voltage drive system according to the invention preferably has the corresponding features over its entire length. If several electrical lines are provided in the high-voltage drive system according to the invention, each electrical line preferably has these technical features.
In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystems ist die Isolationsschicht aus Polyimid gebildet. Polyimid existiert in verschiedenen Ausführungsformen insbesondere mit Durchschlagfestigkeiten von 150 kV/mm bis zu 310 kV/mm. Vorzugsweise wird die Isolationsschicht mit einer Durschlagfestigkeit von mindestens 180 kV/mm, weiter bevorzugt mindestens 210 kV/mm und besonders bevorzugt mit mindestens 250 kV/mm oder sogar 280 kV/mm realisiert.In a practical embodiment of a high-voltage drive system according to the invention, the insulation layer is made of polyimide. Polyimide exists in various embodiments, in particular with dielectric strengths of 150 kV/mm up to 310 kV/mm. Preferably, the insulation layer is realized with a dielectric strength of at least 180 kV/mm, more preferably at least 210 kV/mm and particularly preferably at least 250 kV/mm or even 280 kV/mm.
Die vorstehend genannten Werte für die Durchschlagfestigkeit können im Fall einer Isolationsschicht aus Polyimid mittels einer Polyimid-Folie mit einer Dicke von maximal 125 µm erfolgen. Bevorzugt kommt eine Polyimid- Folie mit einer Dicke von maximal 100 µm, weiter bevorzugt maximal 75 µm und besonders bevorzugt maximal 50 µm zum Einsatz.In the case of an insulation layer made of polyimide, the above-mentioned values for the dielectric strength can be achieved using a polyimide film with a maximum thickness of 125 µm. A polyimide film with a thickness of a maximum of 100 μm, more preferably a maximum of 75 μm and particularly preferably a maximum of 50 μm is preferably used.
Grundsätzlich kann der Mantel zwar aus dem gleichen Werkstoff gebildet sein wie die mindestens eine Isolationsschicht oder ggf. auch mehrere Isolationsschichten. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Mantel aus einem anderen Werkstoff als die Isolationsschicht gebildet ist. Für den Mantel sind insbesondere thermoplastische Kunststoffe gut geeignet, insbesondere Kunststoffe, mittels welchen der Mantel durch Umspritzen gebildet werden kann. Unabhängig von der Herstellung des Mantels wird auch auf Polyethylen (PE) als besonders geeigneten Werkstoff für den Mantel verwiesen, da dieser Werkstoff besonders abriebfest, wasserabweisend und mechanisch stabil ist.In principle, the jacket can be made of the same material as the at least one insulation layer or possibly also several insulation layers. However, it is preferred if the jacket is made of a different material than the insulation layer. Thermoplastic plastics are particularly well suited for the jacket, in particular plastics by means of which the jacket can be formed by injection molding. Regardless of how the jacket is manufactured, polyethylene (PE) is also referred to as a particularly suitable material for the jacket, as this material is particularly abrasion-resistant, water-repellent and mechanically stable.
Zur Realisierung der Erfindung sind insbesondere die drei im Folgenden beschriebenen Leitungsvarianten geeignet.The three line variants described below are particularly suitable for implementing the invention.
Gemäß der ersten Variante ist die elektrische Leitung aus genau zwei Leitern gebildet und als Flachleiter mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter nebeneinander angeordnet und durch eine im Querschnitt lineare Isolationsschicht voneinander separiert sind.According to the first variant, the electrical line is formed from exactly two conductors and is designed as a flat conductor with a rectangular cross section, the first conductor and the second conductor being arranged next to one another and separated from one another by an insulating layer which is linear in cross section.
Gemäß der zweiten Variante ist die elektrische Leitung aus mehr als zwei Leitern gebildet und als Flachleiter mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, wobei jeweils zwei benachbarte Leiter durch eine im Querschnitt lineare Isolationsschicht voneinander separiert sind.According to the second variant, the electrical line is formed from more than two conductors and is designed as a flat conductor with a rectangular cross section, with two adjacent conductors being separated from one another by an insulation layer with a linear cross section.
Unter einem Flachleiter im Sinne der Erfindung werden insbesondere solche Leiter verstanden, die im Querschnitt eine Leiterbreite aufweisen, die deutlich größer ist als die Leiterhöhe, wobei die Leiterbreite insbesondere mindestens das 3-fache, mindestens das 4-fache, mindestens das 5-fache oder mindestens das 10-fache der Leiterhöhe beträgt.For the purposes of the invention, a flat conductor is understood to mean, in particular, those conductors which have a conductor width in cross section that is significantly larger than the conductor height, the conductor width being in particular at least 3 times, at least 4 times, at least 5 times or is at least 10 times the height of the ladder.
Gemäß der dritten Variante ist die elektrische Leitung aus genau zwei Leitern gebildet und als Koaxialleiter mit rundem Querschnitt ausgebildet, wobei der erste Leiter den zweiten Leiter umschließend angeordnet ist und der erste Leiter und der zweite Leiter durch eine im Querschnitt runde Isolationsschicht voneinander separiert sind. Vorzugsweise weisen der erste Leiter und der zweite Leiter eine jeweils ovale oder kreisrunde Querschnittsform auf. Dabei weist der innere zweite Leiter vorzugsweise ein ovales oder kreisrundes Vollprofil auf, während der äußere erste Leiter vorzugsweise ein kreisringförmiges Hohlprofil aufweist, welches das Vollprofil des zweiten Leiters umschließt.According to the third variant, the electrical line is formed from exactly two conductors and is designed as a coaxial conductor with a round cross-section, the first conductor being arranged surrounding the second conductor and the first conductor and the second conductor being separated from one another by an insulating layer with a round cross-section. Preferably, the first conductor and the second conductor each have an oval or circular cross-sectional shape. The inner second conductor preferably has an oval or circular solid profile, while the outer first conductor preferably has an annular hollow profile which encloses the solid profile of the second conductor.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystems sind ein erster Antriebsmotor und ein zweiter Antriebsmotor zum Antreiben von mindestens zwei unterschiedlichen Antriebsrädern vorgesehen, wobei für die Energieversorgung des zweiten Antriebsrades ein zweiter Wechselrichter und der zweite Kondensator vorgesehen sind. In der Praxis treten bei solchen Hochvolt-Antriebssystemen besonders häufig die eingangs beschriebenen Resonanzprobleme auf, so dass die erfindungsgemäße Gestaltung insbesondere in Verbindung mit solchen Hochvolt-Antriebssystemen von besonderem Nutzen ist.In a further practical embodiment of a high-voltage drive system according to the invention, a first drive motor and a second drive motor are provided for driving at least two different drive wheels, with a second inverter and the second capacitor being provided to supply the second drive wheel with energy. In practice, the resonance problems described above occur particularly frequently with such high-voltage drive systems, so that the design according to the invention is of particular use, particularly in connection with such high-voltage drive systems.
In Verbindung mit einem Hochvolt-Antriebssystem mit einem ersten Antriebsmotor und einem zweiten Antriebsmotor ist vorzugsweise der erste Antriebsmotor Teil eines Vorderradantriebs und der zweite Antriebsmotor Teil eines Hinterradantriebs oder umgekehrt.In conjunction with a high-voltage drive system with a first drive motor and a second drive motor, the first drive motor is preferably part of a front-wheel drive and the second drive motor is part of a rear-wheel drive or vice versa.
Die Erfindung betrifft auch Fahrzeuge mit einem wie vorstehend beschriebenen Hochvolt-Antriebssystem, bei welchen der zweite Kondensator Teil eines Klimageräts, eines Spannungswandlers oder eines zweiten Antriebsmotors ist. In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf verwiesen, dass eine zweite Kapazität nicht zwingend durch einen zweiten Antriebsmotor bedingt sein muss, sondern auch durch ein Klimagerät und/oder einen Spannungswandler, beispielsweise zur Stützung eines 12V-Bordnetzes, in Form eines entsprechenden Kondensators mit einem erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystem zusammengeschaltet sein kann. Diesbezüglich wird insbesondere darauf verwiesen, dass als Kondensator im Sinne der Erfindung insbesondere solche mit einer Kapazität von mindestens 10 µF angesehen werden. Solche Kapazitäten, insbesondere zwischen 10 µF und 100 µF, sind insbesondere für Klimageräte oder Spannungswandler üblich. Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug bzw. ein erfindungsgemäßes Hochvolt-Antriebssystem zwei Kondensatoren mit Kapazitäten von mindestens 100 µF auf, insbesondere in Form Prüfwechselrichtern (PWR) von Antriebsmotoren. Die Kapazitäten von Kondensatoren erfindungsgemäßer Hochvolt-Antriebssysteme liegen vorzugsweise zwischen 100 µF und 1.000 mF, besonders bevorzugt zwischen 300 µF und 800 µF.The invention also relates to vehicles with a high-voltage drive system as described above, in which the second capacitor is part of an air conditioning unit, a voltage converter or a second drive motor. In this context, it is particularly pointed out that a second capacity does not necessarily have to be caused by a second drive motor, but also by an air conditioning unit and/or a voltage converter, for example to support a 12V vehicle electrical system, in the form of a corresponding capacitor with a high voltage according to the invention -Drive system can be interconnected. In this regard, it is particularly pointed out that capacitors in the sense of the invention are particularly those with a capacity of at least 10 µF. Such capacitances, especially between 10 µF and 100 µF, are particularly common for air conditioning devices or voltage converters. A vehicle according to the invention or a high-voltage drive system according to the invention preferably has two capacitors with capacities of at least 100 µF, in particular in the form of test inverters (PWR) of drive motors. The capacitances of capacitors of high-voltage drive systems according to the invention are preferably between 100 µF and 1,000 mF, particularly preferably between 300 µF and 800 µF.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Hochvolt-Antriebssystems mit einem Antriebsenergiespeicher und zwei funktional damit verbundenen Antriebsmotoren, -
2 eine ersten Ausführungsform einer als Flachleiter ausgebildeten elektrischen Leitung mit zwei Leitern in einer Querschnittdarstellung, -
3 eine zweite Ausführungsform einer als Flachleiter ausgebildeten elektrischen Leitung mit drei Leitern in einer Querschnittdarstellung und -
4 eine dritte Ausführungsform mit einer als Koaxialleiter ausgebildeten elektrischen Leitung mit zwei Leitern in einer Querschnittdarstellung.
-
1 a schematic representation of the structure of a high-voltage drive system according to the invention with a drive energy storage and two drive motors functionally connected to it, -
2 a first embodiment of an electrical line designed as a flat conductor with two conductors in a cross-sectional view, -
3 a second embodiment of an electrical line designed as a flat conductor with three conductors in a cross-sectional view and -
4 a third embodiment with an electrical line designed as a coaxial conductor with two conductors in a cross-sectional view.
Bei dem Antriebsenergiespeicher 12 handelt es sich um eine Hochvoltbatterie (HV-Batterie), die eine Spannung von mehr als 200 V bereitstellt, insbesondere eine Spannung zwischen 300 V und 1.200 V, vorzugsweise zwischen 350 V und 1.000 V.The
Zwischen dem Antriebsenergiespeicher 12 und dem ersten Antriebsmotor 14 sind ein erster EMV-Filter 18, ein erster Kondensator 20 mit der Kapazität C1 und ein erster Wechselrichter 22 angeordnet.A
Zwischen dem Antriebsenergiespeicher 12 und dem zweiten Antriebsmotor 16 sind ein zweiter EMV-Filter 24, ein zweiter Kondensator 26 mit der Kapazität C2 und ein zweiter Wechselrichter 28 angeordnet.A
Die Einheit aus dem ersten EMV-Filter 18, dem ersten Kondensator 20, dem ersten Wechselrichter 22 und dem ersten Antriebsmotor 14 kann als Vorderrad-Antriebseinheit 30 angesehen werden.The unit consisting of the
Die Einheit aus dem zweiten EMV-Filter 24, dem zweiten Kondensator 26, dem zweiten Wechselrichter 28 und dem zweiten Antriebsmotor 16 kann als Hinterrad-Antriebseinheit 32 angesehen werden.The unit consisting of the
Die von dem Antriebsenergiespeicher 12 zu der Vorderrad-Antriebseinheit 30 und zu der Hinterrad-Antriebseinheit 32 führenden elektrischen Leitungen 34a, 34b mit der Leitungsinduktivität K sind symbolisch durch ein Rechteck 36 dargestellt. Bei den Leitungen handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform um metallische Leitungen, d.h. Leitungen aus einem metallischen Grundwerkstoff.The
In den
Die in
Außenseitig sind der erste Leiter 38 und der zweite Leiter 40 vollständig von einem Mantel 44 umhüllt. Dieser ist in der gezeigten Ausführungsform aus Polyethylen gebildet.On the outside, the
Die in
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential for the implementation of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination. The invention can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the responsible person skilled in the art.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- Hochvolt-AntriebssystemHigh-voltage drive system
- 1212
- AntriebsenergiespeicherDrive energy storage
- 1414
- erster Antriebsmotorfirst drive motor
- 1616
- zweiter Antriebsmotorsecond drive motor
- 1818
- erster EMV-Filterfirst EMC filter
- 2020
- erster Kondensatorfirst capacitor
- 2222
- erster Wechselrichterfirst inverter
- 2424
- zweiter EMV-Filtersecond EMC filter
- 2626
- zweiter Kondensatorsecond capacitor
- 2828
- zweiter Wechselrichtersecond inverter
- 3030
- Vorderrad-AntriebseinheitFront wheel drive unit
- 3232
- Hinterrad-AntriebseinheitRear wheel drive unit
- 34a,b34a,b
- elektrische Leitungelectrical line
- 3636
- Rechteckrectangle
- 3838
- erster Leiter (Minus-Leitung)first conductor (minus line)
- 4040
- zweiter Leiter (Plus-Leitung)second conductor (plus line)
- 4242
- Isolationsschichtinsulation layer
- 4444
- MantelCoat
- 4646
- dritter Leiter third leader
- C1C1
- Kapazität des ersten KondensatorsCapacity of the first capacitor
- C2C2
- Kapazität des zweiten KondensatorsCapacity of the second capacitor
- ZZ
- Leitungswiderstandline resistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102015213428 A1 [0003]DE 102015213428 A1 [0003]
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