Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung für zumindest eine elektrische Antriebs strangkomponente für ein Fahrzeug zur Abschirmung von elektromagnetischer Strah lung, die von der zumindest einen elektrischen Antriebsstrangkomponente ausgeht sowie eine solche elektrische Antriebskomponente mit einer solchen Schutzanord nung nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.

Aus US 2014/0103854 A1 ist es bekannt, die elektromagnetische Abstrahlung und die sogenannte NVH (Noise Vibration Harshness) zu verbessern, indem die Schalt frequenz für den Inverter gemäß der Motorgeschwindigkeit geändert wird und eine Abtastfrequenz entsprechend der Schaltfrequenz angepasst wird.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für zumindest eine elektrische Antriebs strangkomponente für ein Fahrzeug zur Abschirmung von elektromagnetischer Strah lung, die von der zumindest einen elektrischen Antriebsstrangkomponente ausgeht, hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Verwendung einer Metallfolie, die durch einen Träger gehalten wird und die Metallfolie die elektrische Antriebskompo nente zumindest teilweise umschließt und die Metallfolie einen Erdungsanschluss aufweist, eine effektive Methode zur Reduzierung der elektromagnetischen Strah lung, die von der zumindest einen elektrischen Antriebsstrangkomponente ausgeht, reduziert wird. Die vorgeschlagene Methode zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie wartungsfrei ist. Entsprechend gilt dieser Vorteil auch für die elektrische Antriebsstrangkomponente mit einer solchen Schutzvorrichtung. Mit der Schutzvor richtung wird darüber hinaus auch elektromagnetische Strahlung von außerhalb der zumindest einen elektrischen Antriebskomponente reduziert wird, d.h. der Einfluss dieser externen elektromagnetischen Strahlung wird damit reduziert.

Es wird demnach eine Schutzvorrichtung für zumindest eine elektrische Antriebs strangkomponente für ein Fahrzeug zur Abschirmung von elektromagnetischer Strah lung, die von der zumindest einen elektrischen Antriebsstrangkomponente ausgeht, vorgeschlagen, wobei die Schutzanordnung einen Träger aufweist, weiterhin eine Metallfolie, die durch den Träger gehalten wird, wobei die Metallfolie die zumindest eine elektrische Antriebskomponente zumindest teilweise umschließt. Es ist wenigs tens ein Erdungsanschluss vorgesehen, der die Metallfolie mit einer weiteren Fahr zeugkomponente zur elektrischen Erdung verbindet.

Bei der elektrischen Antriebskomponente kann es sich um eine Leistungselektronik oder einen Elektromotor handeln. Dabei sind auch Sensoren wie Rotorlagesensoren oder andere Signalgeber zu verstehen, die zu der Leistungselektronik und/oder dem Elektromotor gehören. Auch andere elektrische oder elektronische Schnittstellen sind darunter zu verstehen.

Unter der Schutzanordnung wird ein Aufbau verstanden, der die elektrische Antriebs strangkomponente zumindest teilweise umschließt. Der Schutz soll insbesondere die Außenwelt vor abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung schützen, die von der wenigstens einen elektrischen Antriebsstrangkomponente ausgeht. Damit wird die Funktionsfähigkeit von anderen insbesondere elektrisch funktionierenden Kompo nenten im Fahrzeug gewährleistet. Aber auch die von der Außenwelt erzeugte elekt romagnetische Strahlung wird dadurch in ihrer Wirkung auf die Antriebsstrangkompo nente reduziert.

Unter der elektrischen Antriebsstrangkomponente kann wie oben dargestellt die Leis tungselektronik und/oder der Elektromotor verstanden werden. Die Leistungselektro nik ist insbesondere ein Wechselrichter oder Stromrichter, der den Gleichstrom von der Hochvoltbatterie in einen Wechselstrom für den Elektromotor wandelt. Bezüglich des Elektromotors können alle möglichen Formen von Elektromotoren verwendet werden. Zu den elektrischen Antriebsstrangkomponenten gehören auch die An schlüsse, die durch herausragende Ausformungen der Schutzanordnung ebenfalls umhüllt werden können.

Unter dem Träger der Schutzanordnung handelt es sich um eine Struktur, die der Schutzanordnung Form und Stabilität gibt. Dies könnte ein Gestell, aber eben auch ein ausgeformtes Bauteil sein, auf den dann die Metallfolie aufgebracht, beispiels weise aufgeklebt wird. Die Metallfolie wird demnach durch den Träger gehalten. Dadurch umschließt dann die Metallfolie die elektrische Antriebsstrangkomponente zumindest teilweise. Mit teilweise kann insbesondere auch bereichsweise verstanden werden. Dies kann zu einem Kostenvorteil führen.

Unter dem Erdungsanschluss sind Verbindungen elektrischer Art zu verstehen, die auch eine mechanische Funktion aufweisen können, beispielsweise ein Verbinden von zwei Teilen. Der elektrische Anschluss geschieht zwischen der Metallfolie und einerweiteren Fahrzeugkomponente zur elektrischen Erdung der Metallfolie. Die wei tere Fahrzeugkomponente kann beispielsweise ein Gehäuse oder die Fahrzeugka rosserie sein.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildun gen der erfindungsgemäßen Schutzanordnung für zumindest eine elektrische An triebsstrangkomponente für ein Fahrzeug angegeben.

Es ist vorgesehen, dass der Träger eine Naturfaser aufweist.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Träger zur Abschirmung einer akustischen Funk tion, die von der zumindest einen elektrischen Antriebskomponente ausgeht, ausge bildet ist. Damit erfüllt die Schutzanordnung noch eine weitere Funktion, nämlich dass sie nicht nur die elektromagnetische Strahlung abschirmt, sondern auch die akustische Emission von der elektrischen Antriebskomponente.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Träger unter der Metallfolie eine Trägerschicht aufweist, die zur Gewährleistung einer Formstabilität vorgesehen ist, wobei unter der Trägerschicht ein Schaumstoff vorgesehen ist, wobei unter dem Schaumstoff ein Vlies vorgesehen ist. Bei der Trägerschicht handelt es sich um eine im Wesentlichen nicht elastisch verformbare Schicht, die also der Schutzanordnung eine stabile Form gibt. Der Schaumstoff ist vorzugsweise elastisch ausgebildet. Das Vlies wird verwen det, um eine geringe Wasseraufnahme und eine gute Altersbeständigkeit aufzuwei sen. Das Vlies ist also hydrophob und so ausgebildet, dass der Schaumstoff sich durch mechanische Einflüsse nicht zersetzt. Dabei kann der weiche elastische Schaumstoff beispielsweise eine Dicke von 15 bis 30 mm aufweisen. Wird der Schaumstoff aus Raumanforderungsgründen gepresst, hat sich eine Dicke von bspw. 0,3mm als vorteilhaft erwiesen. Bei der Folie haben sich 0,1 mm als vorteilhaft erwie sen.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Trägerschicht als eine Schwerschicht aus gebildet ist. Eine Schwerschicht hat die Eigenschaft, dass sie plastisch verformbar aber dann formstabil ist und eine hohe Dichte aufweist. Dies verbessert die Reduk tion von Schall, der von der Antriebsstrangkomponente ausgeht.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Schaumstoff elastisch ausgebildet ist.

Wie oben angegeben, ist es vorgesehen, dass der Schaumstoff zwischen 15 und 30 mm Dicke aufweist.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Metallfolie Aluminium aufweist. Aluminium hat sich als günstiger Werkstoff für die Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung erwiesen. Dieser Werkstoff ist auch einfach zu handhaben. Alternativ kann auch eine Stahlfolie oder eine Kupferfolie verwendet werden.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Metallfolie perforiert ist. Dies dient einer verbes serten Haptik und kann auch den Abstrahlwinkel von Störstrahlung positiv beeinflus sen.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Schutzanordnung einen Bedeckungsgrad der zumindest einen elektrischen Antriebsstrangkomponente von wenigstens 50%, vorzugsweise 60% aufweist. Das heißt, um die Umhüllung durch die Schutzanord nung macht 50 oder vorzugsweise 60% der verfügbaren Fläche um die Antriebs strangkomponente aus.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass wenigstens ein elektrisch leitfähiges Befestigungs element vorgesehen ist, das die Schutzanordnung mit der weiteren Fahrzeugkompo nente elektrisch und mechanisch verbindet. Das heißt, zur Erdung können Elemente verwendet werden, beispielsweise Klammern, die die Schutzanordnung mechanisch mit der weiteren Fahrzeugkomponente verbinden oder und gleichzeitig den elektri schen Kontakt zur Erdung hersteilen.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schutzanordnung Öffnungen für Lüfter, Schnitt stellen und Befestigungen aufweist. Die elektrische Antriebsstrangkomponente kann einen Lüfter aufweisen oder es kann ein Steuergerät dabei sein, das einen Lüfter aufweist und weiterhin sind mechanische und elektrische Schnittstellen mit der Au ßenwelt verbindbar durch die Öffnungen zu machen, und auch Befestigungen für die elektrische Antriebsstrangkomponente sind über diese Öffnungen zu realisieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schutzanordnung;

Fig. 2 ein zweites Blockschaltbild;

Fig. 3 ein drittes Blockschaltbild;

Fig. 4 ein viertes Blockschaltbild;

Fig. 5 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Schutzanordnung;

Fig. 6 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schutzanordnung; und Fig. 7 eine räumliche Darstellung einer Schutzanordnung.

Fig. 1 zeigt in einem ersten Blockschaltbild die erfindungsgemäße Schutzanordnung SA, die die elektrischen Antriebsstrangkomponenten Leistungselektronik LE und Elektromaschine EM umschließt. Der Bedeckungsgrad kann wie gesagt 50, vorzugs weise 60 oder mehr Prozent sein. Die Schutzanordnung SA ist über den Erdungsanschluss E geerdet. Dies kann über die Verbindung mit einerweiteren Fahrzeugkomponente, beispielsweise dem Fahrzeugchassis geschehen. Dabei ist die Leistungselektronik LE über eine Hochvoltleitung HV mit einer Hochvoltbatterie HVB verbunden. Die Leistungselektronik kann dabei aus der Hochvoltbatterie HVB Leistung entnehmen, aber auch beispielsweise in einem Rekuperationsmodus Leis tung an die Hochvoltbatterie HVB abgeben, um diese wieder zu laden. Die Leis tungselektronik LE ist weiterhin mit einem Elektromotor EM verbunden, der über die von der Leistungselektronik LE ausgehende elektrische Ansteuerung angetrieben wird. Insbesondere erhält der Elektromotor EM von der Leistungselektronik LE einen Wechselstrom, mit dem der Elektromotor EM angetrieben wird. Damit kann dann der Elektromotor beispielsweise ein Rad des Fahrzeugs A antreiben oder auch eben mehrere Räder. Dies kann auch über ein Getriebe umgesetzt sein.

In Fig. 2 ist ein weiteres Blockschaltbild zu sehen, bei dem die Schutzanordnung SA nun die Leistungselektronik LE überdeckt und nur einen Teil der Elektromaschine EM. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Elektromotor EM komplett überdeckt ist und nur ein Teil der Leistungselektronik LE.

Fig. 3 zeigt eine weitere Alternative, bei der die Schutzanordnung SA um ein Getrie begehäuse GE herum angeordnet ist, wobei im Getriebegehäuse sich eine Leis tungselektronik LE und der Elektromotor EM befinden. Weiterhin ist innerhalb des Getriebegehäuses GE auch das Getriebe GT vereinfacht als Block dargestellt. Die Schutzanordnung SA dient nun dazu, die elektromagnetische Abstrahlung, die von den Komponenten in seinem Inneren ausgeht, zu dämpfen, und zwar so weit, dass andere Komponenten im Fahrzeug nicht mehr davon betroffen sind. Darüber hinaus kann es sein, dass die Schutzanordnung SA eben auch eine akustische Abschirm funktion aufweist und damit auch die Geräuschemissionen nicht nur der elektrischen Antriebskomponenten LE und EM, sondern auch der mechanischen Antriebskompo nenten des Getriebes GT dämpft.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Blockschaltbild, bei dem beispielhaft eine elektromagneti sche Emission ES und eine akustische Emission AE von dem Elektromotor EM ausgehen und von der Schutzanordnung SA gedämpft werden, sodass nur noch ge ringe Emissionen nach außen dringen.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schutzan ordnung. Außen befindet sich die Metallfolie MF. Die Metallfolie MF ist auf der Trä gerschicht TS aufgeklebt oder anders aufgebracht, wobei die Trägerschicht TS die Form der Schutzanordnung gibt. Unter der Trägerschicht TS ist ein Schaumstoff S angeordnet, der üblicherweise weich und damit elastisch ausgebildet ist. Nach innen abschließend ist das Vlies V zu sehen, das wenig Wasser aufnimmt und auch bezüg lich des Alterungsprozesses ausgezeichnete Eigenschaften aufweist.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht auf die Metallfolie MF mit den Perforationen PF.

Fig. 7 zeigt die Schutzanordnung in der räumlichen Außendarstellung. Die Schutzan ordnung weist wie hier dargestellt die Öffnungen 01 bis 08 auf. Diese Öffnungen ha ben unterschiedliche Zwecke. Sie ermöglichen die Verbindung zu Schnittstellen in nerhalb der Schutzanordnung, zu der Leistungselektronik bzw. im Elektromotor. Wei terhin dienen insbesondere die Öffnungen 02 bis 05 zum Anbringen von Befestigun gen. Aber auch die beiden Klammern K werden durch Öffnungen mit einer Fahrzeug komponente innerhalb der Schutzanordnung verbunden und stellen damit, weil sie auch leitend ausgebildet sind, einen Erdungskontakt dar. Auch die Öffnungen 01 und 06 dienen für die Herausführung beispielsweise von Kabeln oder anderen Schnittstellen.

Bezuqszeichen

HVB Hochvoltbatterie

HV Hochvoltleitung

LE Leistungselektronik

EM Elektromotor

A Aktorik

SA Schutzanordnung

E Erdung

GE Getriebegehäuse

GT Getriebe

AE akustische Emission

ES elektromagnetische Emission

MF Metallfolie

TS Trägerschicht

V Vlies

PF Perforation

K Klammer

01-8 Öffnungen