DE102024207034B4 - Traction network and EMC filter - Google Patents
Traction network and EMC filterInfo
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Abstract
Traktionsnetz (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, umfassend eine Gleichspannungsquelle (2), mindestens einen Zwischenkreiskondensator (5), einen Wechselrichter (6) und eine fremderregte Synchronmaschine (8), wobei zwischen dem Wechselrichter (6) und der Gleichspannungsquelle (2) ein erster EMV-Filter (12) angeordnet ist, wobei eine Leistungselektronik (10) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, einen Rotorstrom für Rotorwicklungen (9) der fremderregten Synchronmaschine (8) zu erzeugen, wobei zwischen der Leistungselektronik (10) und den Rotorwicklungen (9) ein zweiter EMV-Filter (13) angeordnet ist, wobei der erste EMV-Filter (12) und der zweite EMV-Filter (13) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind und mindestens ein Bauteil gemeinsam nutzen, wobei das mindestens eine gemeinsam genutzte Bauteil mindestens ein weichmagnetischer Kern (16) ist.Traction network (1) of an electric or hybrid vehicle, comprising a DC voltage source (2), at least one intermediate circuit capacitor (5), an inverter (6) and a separately excited synchronous machine (8), wherein a first EMC filter (12) is arranged between the inverter (6) and the DC voltage source (2), wherein power electronics (10) are provided which are configured to generate a rotor current for rotor windings (9) of the separately excited synchronous machine (8), wherein a second EMC filter (13) is arranged between the power electronics (10) and the rotor windings (9), wherein the first EMC filter (12) and the second EMC filter (13) are arranged in a common housing (11) and share at least one component, wherein the at least one shared component is at least a soft magnetic core (16).
Description
Die Erfindung betrifft ein Traktionsnetz für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie einen EMV-Filter.The invention relates to a traction network for an electric or hybrid vehicle and an EMC filter.
Traktionsnetze für Elektro- und Hybridfahrzeuge weisen eine Gleichspannungsquelle, mindestens einen Zwischenkreiskondensator, einen Wechselrichter und eine Elektromaschine auf. Die Gleichspannungsquelle ist meistens als Hochvoltbatterie ausgebildet. Die Wechselrichter sind meistens Pulswechselrichter, die als 2- oder 3-Level Pulsrichter ausgebildet sein können. Die Elektromaschine kann als Asynchron- oder als Synchronmaschine ausgebildet sein. Dabei kann die Synchronmaschine als fremderregte oder als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet sein, wobei der Vorteil der fremderregten Synchronmaschine ist, dass das Rotorfeld abgeschaltet werden kann und keine Seltenen Erden benötigt werden, wobei jedoch der Rotorstrom zur Verfügung gestellt werden muss.Traction systems for electric and hybrid vehicles consist of a DC power supply, at least one intermediate circuit capacitor, an inverter, and an electric motor. The DC power supply is usually a high-voltage battery. The inverters are typically pulse-width modulated (PWM) inverters, which can be configured as two- or three-level pulse inverters. The electric motor can be either asynchronous or synchronous. Synchronous motors can be separately excited or permanent magnet synchronous. The advantage of separately excited synchronous motors is that the rotor field can be switched off, eliminating the need for rare earth elements, although the rotor current must still be supplied.
Insbesondere beim Einsatz von Pulswechselrichtern wird durch die schnellen steilen Schaltflanken Störstrahlung erzeugt. Verschärft wird dieses Problem, wenn die Hochvoltleitungen zwischen der Hochvoltbatterie und dem Pulswechselrichter ungeschirmt sind, da diese dann wie eine Antenne wirken. Des Weiteren sind diese HF-Störungen schädlich für viele Bauteile. Daher ist es bekannt, EMV-Filter einzusetzen, um die HF-Störungen zu minimieren. Dabei sind verschiedenste EMV-Filter bekannt. Beispielsweise existieren aktive und passive EMV-Filter, die auch in Kombination eingesetzt werden können. Eine solche Kombination ist beispielsweise aus der
Dabei wird beispielsweise ein passiver EMV-Filter mit zwei Ferritringen vorgeschlagen, durch die die Hochvoltleitungen geführt sind oder die gegensinnig um die Ferritringe jeweils gewickelt sind. Zwischen den zwei Ferritringen sind Y-Kondensatoren gegen Masse angeordnet.One proposed design is a passive EMC filter with two ferrite rings through which the high-voltage lines are routed, or which are wound around the ferrite rings in opposite directions. Y-capacitors are arranged between the two ferrite rings, connected to ground.
Ein anderer Aufbau ist ein X-Kondensator an der Hochvoltbatterieseite, eine Gleichtaktdrossel hinter der 2 Y-Kondensatoren und ein X-Kondensator angeordnet ist. Dabei sind auch Konzepte bekannt, wo zusätzlich ohmsche Widerstände zum Einsatz kommen.Another configuration involves an X-capacitor on the high-voltage battery side, a common-mode choke followed by two Y-capacitors and another X-capacitor. Concepts are also known that additionally incorporate ohmic resistors.
Der Pulswechselrichter erzeugt nicht nur HF-Störungen auf die Gleichspannungsseite sondern auch auf der Wechselspannungsseite an der Elektromaschine, sodass es auch bekannt ist, auf der Wechselspannungsseite EMV-Filter zu verwenden.The pulse inverter not only generates RF interference on the DC side but also on the AC side of the electric machine, so it is also known to use EMC filters on the AC side.
Aus der
Bei der Verwendung von fremderregten Synchronmaschinen wird eine weitere Leistungselektronik benötigt, um den Rotorstrom zur Verfügung zu stellen. Auch hier ist bereits vorgeschlagen worden, einen EMV-Filter zwischen Rotorwicklung und Leistungselektronik einzusetzen.When using separately excited synchronous machines, additional power electronics are required to provide the rotor current. Here, too, it has already been proposed to use an EMC filter between the rotor winding and the power electronics.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Traktionsnetz mit einer fremderregten Synchronmaschine hinsichtlich Kompaktheit zu verbessern sowie einen entsprechenden EMV-Filter zu schaffen.The invention is based on the technical problem of improving the compactness of a traction network with a separately excited synchronous machine and creating a corresponding EMC filter.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Traktionsnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen EMV-Filter mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem is achieved by a traction network with the features of claim 1 and an EMC filter with the features of claim 4. Further advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.
Das Traktionsnetz eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges weist eine Gleichspannungsquelle, mindestens einen Zwischenkreiskondensator, einen Wechselrichter und eine fremderregte Synchronmaschine auf, wobei zwischen dem Wechselrichter und der Gleichspannungsquelle ein erster EMV-Filter angeordnet ist. Die Gleichspannungsquelle ist vorzugsweise eine Hochvoltbatterie und der Wechselrichter ist vorzugsweise als Pulswechselrichter ausgebildet. Weiter ist eine Leistungselektronik vorgesehen, die derart ausgebildet ist, einen Rotorstrom für Rotorwicklungen der fremderregten Synchronmaschine zu erzeugen, wobei zwischen der Leistungselektronik und den Rotorwicklungen ein weiterer EMV-Filter angeordnet ist. Der erste EMV-Filter und der zweite EMV-Filter sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und mindestens ein Bauteil wird gemeinsam genutzt.The traction network of an electric or hybrid vehicle comprises a DC voltage source, at least one intermediate circuit capacitor, an inverter, and a separately excited synchronous machine, with a connection between the inverter and A first EMC filter is arranged at the DC voltage source. The DC voltage source is preferably a high-voltage battery, and the inverter is preferably a pulse-width modulated inverter. Furthermore, power electronics are provided, configured to generate a rotor current for the rotor windings of the separately excited synchronous machine, with a further EMC filter arranged between the power electronics and the rotor windings. The first EMC filter and the second EMC filter are arranged in a common housing, and at least one component is shared.
Durch die gemeinsame Anordnung in einem Gehäuse sowie die gemeinsame Nutzung von Bauteilen kann das Design kompakter aufgebaut werden und Kosten gespart werden, beispielsweise kann eine gemeinsame Kühlung der beiden Filter vorgesehen sein.By arranging them together in one housing and sharing components, the design can be more compact and costs can be saved; for example, shared cooling of the two filters can be provided.
In einer Ausführungsform ist das mindestens eine gemeinsame Bauteil mindestens ein weichmagnetischer Kern, insbesondere ein Ferritring. Dabei können die beiden Leitungspaare jeweils gegensinnig um den mindestens einen weichmagnetischen Kern gewickelt sein (als Gleichtaktdrossel) oder aber nur durchgeführt sein, so wie in der
In einer weiteren Ausführungsform wird der erste EMV-Filter und der zweite EMV-Filter auf einer gemeinsamen Leitungsplatte angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass Kondensatoren und/oder Widerstände gemeinsam genutzt werden.In another embodiment, the first EMC filter and the second EMC filter are arranged on a common circuit board. Capacitors and/or resistors may be shared in this configuration.
Der EMV-Filter weist zwei erste Eingänge für eine erste Störquelle und zwei zweite Eingänge für eine zweite Störquelle auf. Weiter weist der EMV-Filter zwei erste Ausgänge und zwei zweite Ausgänge auf, wobei der EMV-Filter einen erste EMV-Filter und einen zweiten EMV-Filter aufweist. Dabei ist der erste EMV-Filter zwischen den ersten Eingängen und ersten Ausgängen und der zweite EMV-Filter zwischen den zweiten Eingängen und zweiten Ausgängen angeordnet, wobei der EMV-Filter ein Gehäuse aufweist und mindestens ein Bauteil vom ersten EMV-Filter und vom zweiten EMV-Filter gemeinsam genutzt wird. Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltungen wird auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.The EMC filter has two first inputs for a first interference source and two second inputs for a second interference source. Furthermore, the EMC filter has two first outputs and two second outputs, comprising a first EMC filter and a second EMC filter. The first EMC filter is located between the first inputs and first outputs, and the second EMC filter is located between the second inputs and second outputs. The EMC filter has a housing, and at least one component is shared by both the first and second EMC filters. For further details, please refer to the preceding descriptions.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
-
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Traktionsnetzes und -
2 eine schematische Darstellung eines EMV-Filters
-
1 a schematic block diagram of a traction network and -
2 a schematic representation of an EMC filter
In der
In der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- TraktionsnetzTraction network
- 22
- GleichspannungsquelleDC voltage source
- 33
- HochvoltbatterieHigh-voltage battery
- 44
- EMV-FilterEMC filter
- 55
- ZwischenkreiskondensatorIntermediate circuit capacitor
- 66
- Wechselrichterinverter
- 77
- PulswechselrichterPulse inverter
- 88
- fremderregte SynchronmaschineExternally excited synchronous machine
- 99
- RotorwicklungenRotor windings
- 1010
- weitere Leistungselektronikfurther power electronics
- 1111
- GehäuseHousing
- 1212
- erster EMV-Filterfirst EMC filter
- 1313
- zweiter EMV-Filtersecond EMC filter
- 1414
- LeiterplatteCircuit board
- 1515
- GleichtaktdrosselCommon-mode choke
- 1616
- weichmagnetischer Kernsoft magnetic core
- 1717
- GleichtaktdrosselCommon-mode choke
- A1A1
- erste Ausgängefirst exits
- A2A2
- zweite Ausgängesecond exits
- CX1CX1
- X-KondensatorX-capacitor
- CY1CY1
- Y-KondensatorY-capacitor
- CX2CX2
- X-KondensatorX-capacitor
- CY2CY2
- Y-KondensatorY-capacitor
- E1E1
- erste Eingängefirst entrances
- E2E2
- zweite Eingängesecond entrances
- HV+, HVHV+, HV
- HochvoltleitungenHigh-voltage lines
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024207034.3A DE102024207034B4 (en) | 2024-07-25 | 2024-07-25 | Traction network and EMC filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024207034.3A DE102024207034B4 (en) | 2024-07-25 | 2024-07-25 | Traction network and EMC filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102024207034A1 DE102024207034A1 (en) | 2026-01-29 |
| DE102024207034B4 true DE102024207034B4 (en) | 2026-02-19 |
Family
ID=98370143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102024207034.3A Active DE102024207034B4 (en) | 2024-07-25 | 2024-07-25 | Traction network and EMC filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102024207034B4 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070240662A1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus-integrated generator-motor |
| DE102020124095A1 (en) * | 2020-09-16 | 2022-03-17 | Audi Aktiengesellschaft | Optimized integrated excitation circuit for separately excited synchronous machines |
| DE102021102334A1 (en) * | 2021-02-02 | 2022-08-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Overvoltage protection for a separately excited synchronous machine |
-
2024
- 2024-07-25 DE DE102024207034.3A patent/DE102024207034B4/en active Active
Patent Citations (3)
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| DE102021102334A1 (en) * | 2021-02-02 | 2022-08-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Overvoltage protection for a separately excited synchronous machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102024207034A1 (en) | 2026-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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