In Elektro- und Hybridfahrzeugen werden elektrische Antriebssysteme mit Leistungen bis in den 100 kW Bereich bei Batteriespannungen von bis zu 800 V in einem isolierten Antriebsbordnetz eingesetzt. Somit sind im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen aufgrund der höheren Leistungen auch höhere Störaussendungen zu beachten. Diese im Antriebsbordnetz auftretenden Störspannungen sind gerade im Bereich der EMV als kritische Störgrößen zu betrachten und dementsprechend eingehender zu untersuchen. In der Regel wird der elektrische Antriebsstrang (die aktiven Komponenten) in Form eines IT-Netzes vollständig isoliert aufgebaut und durchgängig geschirmt. Diese Schirmung ist zusammen mit dem herkömmlichen 12 V-Bordnetz mit der Fahrzeugmasse verbunden. Durch die Leistungshalbleiter, die in den Antriebsumrichtern verwendet werden, entstehen bei Schalthandlungen hochfrequente Störspannungen, die über Streukapazitäten in andere Bereiche des Fahrzeugbordnetzes überkoppeln und diese beeinträchtigen können. Die wesentliche Quelle für diese Störaussendung sind die gepulsten Spannungen auf den Phasenleitungen zwischen Elektromotor und Umrichter, da die Kombination aus den Anschlussleitungen und den Ständerwicklungen des Motors ein schwingfähiges System darstellen. Bezüglich dieser Phasenleitung gibt es aktuell im Wesentlichen zwei Schirmkonzepte, einzeln geschirmte Leitungen sowie Anschlussleitungen mit einem Summenschirm für alle drei Phasen. Diese im Antriebsbordnetz auftretenden Störspannungen, lassen sich durch ein Simulationsmodel bestehend aus einer Quelle (Antriebsumrichter), den Antriebsleitungen und dem elektrischen Antrieb abbilden. Des Weiteren werden die Simulationsergebnisse mit Messungen an einem Antriebsstrangmodell, bestehend aus Komponenten, die in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, verifiziert. Ziel dieser Arbeit ist es, die Auswirkungen der unterschiedlichen Schirmkonzepte auf die im Antriebsbordnetz auftretenden Störspannungen zu untersuchen. Die Untersuchungen an den unterschiedlichen Antriebsleitungen haben gezeigt, dass die Unterschiede im Bezug auf die Störaussendungen sowohl simulativ als auch messtechnisch ermittelt werden können. Die Simulation zeigt eine deutliche Abhängigkeit der transienten Überspannungen von den zuvor analytisch bestimmten Kabelkapazitäten im Zusammenspiel mit den Motorwicklungen. Hierbei ist zu sehen, dass eine geringe Kabelkapazität gegen die Fahrzeugerdung auch geringere Spannungsüberhöhungen bewirkt. Dieses Phänomen konnte auch im messtechnischen Vergleich nachgewiesen werden. Am realen Antriebsstrang traten allerdings verglichen mit der Simulation höhere Störspannungen auf. Diese Unterschiede sind gegebenenfalls mit dem doch sehr einfach gehaltenen Simulationsmodell für den Elektromotor zu begründen. Zudem könnte eine zusätzliche Betrachtung der Induktiven Kopplung im Modell die Simulationsergebnisse weiter an die Messtechnisch ermittelten Ergebnisse annähern. Tendenziell hat sich aber gezeigt, dass Kabel mit geringen Kabelkapazitäten (hier die Antriebsleitung mit Summenschirm) ein geringeres Störpotential aufweisen. Wie schon in vorangegangenen Messungen hat sich auch hier eine Abhängigkeit der Überspannung vom angelegten Lastmoment gezeigt, zumindest wenn man die jeweils breitesten Pulse miteinander vergleicht. Für weitere Untersuchungen z.B. von verschiedenen Antriebleitungen mit Einzelschirmung sind noch Verbesserungen am verwendeten Simulationsmodell und hier speziell an der Modellierung des Antriebs zu erarbeiten, um eine verbesserte Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu generieren.

In electric and hybrid vehicles driving systems with an engine output up to the 100 kW range and battery voltages up to 800 V are used. The corresponding electrical system is run in isolation. In this vehicles compared to conventional motor vehicles, higher emissions because of the higher power level are observed. These occurring interferences must be regarded as a critical disturbance, especially in the EMC. Therefore a closer look is needed. Normally the power transmission is built as an IT network. It is totally isolated and thoroughly screened. This screening and the conventional 12 V electrical system are both connected to vehicle ground. The power semiconductors, which are used in the drive inverters, cause high frequency interference voltages during the switching operations. These interferences can overcouple through the stray capacitances in other areas of the electrical system and effect on it. Here the main sources of emission are the pulsed voltages on the phasing lines between drive and inverter. The combination of the connection lines and the stator windings of the motor represent an oscillatory system. Regarding the phasing lines, there are currently two screening designs. On the one hand there are separately shielded cables. On the other hand connection cables with a total shield for all three phases are used. The occurred interferences can be mapped by a simulation model consisting of a source (inverter), the shielded cables and the motor. Furthermore the simulation results are verified with measurements of a power train model, consisting of components which are used in electric vehicles. In this paper the effects of the different shielding concepts on the interferences in the electrical driving system are studied.