本发明专利技术公开了一种衰减装置，所述衰减装置构成为用于在具有多条导线的电缆中衰减干扰信号，所述衰减装置具有‑多个第一连接端，电压矢量U1施加在所述多个第一连接端上并且电流矢量I1在所述多个第一连接端上流过，其中，在每个第一连接端上连接有电缆的一条导线；‑多个第二连接端，电压矢量U2施加在所述多个第二连接端上并且电流矢量I2在所述多个第二连接端上流过，其中，在每个第二连接端上连接有电缆的一条导线；以及‑多个第一二端网络(Zkk)，所述第一二端网络的第一连接端连接到导线k上并且所述二端网络的第二连接端连接到接地线上；其中适用：公式(I)，其中适用公式(II)；公式(III)；(A)电缆的转移矩阵以及，(B)电缆的导纳矩阵以及‑其中，二端网络(Zkm)的电阻和电抗如下进行确定：公式(IV)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善车辆的电气驱动装置的组件的电磁兼容性的滤波器
本专利技术涉及一种改善的衰减装置，所述衰减装置改善电气驱动的车辆的组件的电磁兼容性。
技术介绍
电气驱动装置可以在具有混合驱动装置的车辆中使用或者在仅电气驱动的车辆中使用。在电气驱动装置中必须保证电磁兼容性(EMV)，以便不干扰在车辆内和在车辆外的其他组件。所述在现有技术中已知的用于改善具有电气驱动装置的车辆中的高压网络的电磁兼容性的措施是不令人满意的。首先，传统的电磁兼容性滤波器(EMV-Filter)用于衰减有源电气设备例如逆变器、直流/直流变换器等所发射的干扰信号。亦即，滤波器的功能是衰减干扰源。在机动车中除了被滤波和被衰减的功率电子器件外还存在其他的并不总是满足CE标准的要求的干扰源。因此，在机动车中可能存在干扰，尽管功率电子器件并不产生辐射。在连接结构中的谐振、特别是在电缆束中的谐振在确定的频率时会加强辐射。在一些情况中该效应具有显著的影响，因为在连接结构中的谐振可能导致从整个机动车放射干扰信号。传统的电磁兼容性滤波器不衰减在电气装置的外部的电缆束谐振。专利文献EP0274347A1公开了一种电阻和电容的串联电路，所述串联电路相应连接在导电线和接地线之间。专利文献DE19636816A1公开了铁氧体扼流圈，并且导电线通过由电阻和电容组成的串联电路与接地线相连接，以便匹配波阻抗。
技术实现思路
本专利技术提出如下任务，提供一种改善的衰减装置和一种改善的用于设计衰减装置的方法。本专利技术的任务通过根据权利要求1所述的衰减装置、根据权利要求8所述的机动车和根据权利要求10所述的方法得到解决。独立权利要求要求保护优选的实施形式。所述按照本专利技术的衰减装置构成为用于在具有多条导线的电缆中衰减干扰信号，并且所述衰减装置包括多个第一连接端，电压矢量U1施加在所述多个第一连接端上并且电流矢量I1在所述多个第一连接端上流过，其中，在每个第一连接端上连接有电缆束的一条导线，以及所述衰减装置包括多个第二连接端，电压矢量U2施加在所述多个第二连接端上并且电流矢量I2在所述多个第二连接端上流过，其中，在每个第二连接端上连接有电缆束的一条导线。所述衰减装置包括多个第一二端网络Zkk，所述第一二端网络的第一连接端连接到导线k上并且所述第一二端网络的第二连接端连接到接地线上并且可选地包括多个第二二端网络Zkm，所述第二二端网络的第一连接端连接到导线k上以及所述第二二端网络的第二连接端连接到导线m上。适用：其中适用：＝导纳矩阵以及；是电缆的转移矩阵。二端网络Zkm、Zkk的电阻和电抗如下确定：所述电缆可以是电缆束、例如是电气驱动的机动车的电缆束。所述衰减装置具有阻抗矩阵的拓扑结构，所述阻抗矩阵的拓扑结构在低频范围中具有容性的和感性的隔离，所述隔离用于避免对在低频范围中的功能的干扰。衰减装置的整个电路包括N！/(2×(N-2)！)个模态波阻抗，所述模态波阻抗接通在优选所有电缆导线和所有电缆屏蔽罩之间，然而，应该减少或者消除这些阻抗的大部分，因为不必使所有的谐振模式衰减。所述电缆的各导线之一可以是第一屏蔽层，所述第一屏蔽层屏蔽至少另一条导线。所述第一屏蔽层可以通过二端网络Zkk连接到接地线上并且电缆的导线可以分别通过二端网络Zkm连接到第一屏蔽层上。在另一个实施形式中，所述第一屏蔽层可以通过二端网络Zkk连接到第二屏蔽层上并且电缆的导线可以分别通过二端网络Zkm连接到第一屏蔽层上。通过屏蔽层和借助于所述屏蔽层对单条导线或者多条导线进行的屏蔽可以改善电缆的电磁性能并且改善连接在所述电缆上的电气装置的电磁性能。所述衰减装置可以具有连接到电缆的导线上的电感。特别是所述电感与导线串联连接。备选或者附加地，所述衰减装置具有作为电感起作用的部件，例如SMD铁氧体或者CM芯，所述部件包围电缆的多条导线地设置。对此，备选或者附加地，所述衰减装置具有作为电感起作用的部件，所述部件包围电缆的所有导线设置在第二屏蔽层外。如果模态波阻抗大于输入阻抗或者与输入阻抗相等，则为了电感性的隔离可以使用SMD铁氧体或者CM/DM铁氧体芯。由此实现，并联连接的输入阻抗不会影响谐振衰减。确定的隔离措施的选择与不同的滤波器类型有关以及与所使用的电磁兼容性滤波器设计有关。本专利技术还涉及一种具有电气驱动装置和之前所描述的衰减装置的机动车。所述第一屏蔽层可以是电缆束接地线以及所述第二屏蔽层可以是连接在车身上的外壳屏蔽层。在另一个实施形式中，所述二端网络Zkk可以连接到第一屏蔽层上并且每条导线借助于第二电容与第一屏蔽层相耦合，其中，在每条导线中电感接通在二端网络和第二电容之间。这种类型的波衰减特别是在低压信号电缆束中是有利的。优选地，相比于在发生电缆谐振的频率范围中的波阻抗，所述电感具有高的电阻而所述电容具有低的电阻。本专利技术还涉及一种用于确定用于具有多条导线的电缆的衰减装置的二端网络(Zkm、Zkk)的电阻和电抗的方法，其中，所述衰减装置包括多个第一连接端，电压矢量U1施加在所述多个第一连接端上并且电流矢量I1在所述多个第一连接端上流过，其中，在每个第一连接端上连接有电缆的一条导线，所述衰减装置包括多个第二连接端，电压矢量U2施加在所述多个第二连接端上并且电流矢量I2在所述多个第二连接端上流过，其中，在每个第二连接端上连接有电缆的一条导线。所述衰减装置包括多个第一二端网络Zkk，所述第一二端网络的第一连接端连接到导线k上并且所述第一二端网络的第二连接端连接到接地线上，以及所述衰减装置包括可选的多个第二二端网络Zkm，所述第二二端网络的第一连接端连接到导线k上以及所述第二二端网络的第二连接端连接到导线m上。在本专利申请的范畴内，表述接地线还包括本地接地线、例如外壳接地线或者屏蔽接地线或者外壳屏蔽接地线。所述方法包括以下的步骤：借助于测量或者计算机执行的计算或者仿真来确定电缆的S参数。S参数可以包括散射参数。从S参数中可以计算链矩阵A。S参数可以借助于通用的网络分析器来确定。S参数矩阵可以借助于专业人员已知的公式转化到链矩阵A中，适用：以及：导纳矩阵Y借助于以下的等式确定：其中，以阻抗作为单位以及以导纳作为单位，所述阻抗和导纳分别从链矩阵中推导出来，并且是模态导纳矩阵。所述二端网络Zkm、Zkk的电阻和电抗可以借助于以下公式来确定：所述在现有技术中已知的用于为网络或者电缆衰减共模谐振和差模谐振的方案在没有考虑基于共模阻抗和差模阻抗的并联电路的阻抗的中间作用的情况下基于波阻抗的标量的表达式。所述在现有技术中所使用的电路没有反映整个矩阵并且不能衰减所有的谐振模式。专利技术人认识到，这些问题可以通过能作为网络表示的波阻抗的模态表达式得到解决。所述由专利技术人提出的衰减装置可以考虑电缆或者电缆束的谐振和模式并且确保电缆或者电缆束发射或接收较少的干扰。所述现有技术的衰减装置目前仅考虑已被衰减的电气装置的特性，但是没有充分考虑电缆或者电缆束。附图说明现在借助于示例性的和非限制性的实施形式在参考附图的情况下阐明本专利技术，其中：图1示出系统电路图；图2示出模态波衰减器的一般结构；图3示出高压直流导电线的剖视图；图4示出高压直流导电线的示意性俯视图；图5示出用于高压直流导电线的衰减装置的电路图；图6a示出具有干扰电压的第一图表；图6b示出具有干扰电压的第二图表本文档来自技高网...
【技术保护点】
衰减装置(100；200；300；400)，所述衰减装置构成为用于在具有多条导线的电缆(102；202；301；402)中衰减干扰信号，所述衰减装置具有：‑多个第一连接端，电压矢量U1施加在所述多个第一连接端上并且电流矢量I1在所述多个第一连接端上流过，其中，在每个第一连接端上连接有电缆(102；202；301；402)的一条导线；‑多个第二连接端，电压矢量U2施加在所述多个第二连接端上并且电流矢量I2在所述多个第二连接端上流过，其中，在每个第二连接端上连接有电缆(102；202；301；402)的一条导线；以及‑多个第一二端网络(Zkk)，所述第一二端网络的第一连接端连接到导线k上并且所述第一二端网络的第二连接端连接到接地线(210、218、228、230；310、312、314、316；406、408、412)上；其中适用：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.03 DE 102014222363.61.衰减装置(100；200；300；400)，所述衰减装置构成为用于在具有多条导线的电缆(102；202；301；402)中衰减干扰信号，所述衰减装置具有：-多个第一连接端，电压矢量U1施加在所述多个第一连接端上并且电流矢量I1在所述多个第一连接端上流过，其中，在每个第一连接端上连接有电缆(102；202；301；402)的一条导线；-多个第二连接端，电压矢量U2施加在所述多个第二连接端上并且电流矢量I2在所述多个第二连接端上流过，其中，在每个第二连接端上连接有电缆(102；202；301；402)的一条导线；以及-多个第一二端网络(Zkk)，所述第一二端网络的第一连接端连接到导线k上并且所述第一二端网络的第二连接端连接到接地线(210、218、228、230；310、312、314、316；406、408、412)上；其中适用：其中，适用是电缆(102；202；301；402)的链矩阵以及，是电缆(102；202；301；402)的导纳矩阵以及-其中，二端网络(Zkm)的电阻和电抗如下确定:2.根据权利要求1所述的衰减装置(100；200；300；400)，其特征在于，多个第二二端网络(Zkm)，所述多个第二二端网络的第一连接端连接到导线k上以及所述多个第二二端网络的第二连接端连接到导线m上。3.根据权利要求1或2所述的衰减装置(200；300；400)，其特征在于，一条导线是屏蔽至少另一条导线的第一屏蔽层(210、218；310；406)。4.根据权利要求3所述的衰减装置(200、300)，其特征在于，-第一屏蔽层(210、218；310；406)通过二端网络(Zkk)连接到接地线(230；314；408)上并且电缆(202；301；402)的导线分别通过二端网络(Zkm)连接到第一屏蔽层(210、218；310；406)上，或者-第一屏蔽层(210、218；310；406)通过二端网络(Zkk)连接到第二屏蔽层(230；314；408)上以及电缆的导线分别通过二端网络(Zkm)连接到第一屏蔽层(210、218；310；406)上。5.根据权利要求1至4...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·科车托夫，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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