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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zur Übertragung von elektrischer Energie. Insbesondere betrifft die Erfindung eine effiziente Schirmübergabe für eine derartige Steckverbindung.
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Ein Fahrzeug mit Elektroantrieb (z.B. ein PHEV, Plug-In Hybrid Electric Vehicle, oder ein BEV, ein Battery Electric Vehicle) umfasst zumindest einen elektrischen Energiespeicher (z.B. eine Batterie), der über eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs an eine Ladestation angeschlossen und aufgeladen werden kann. Die elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher kann über elektrische Leitungen zu einem elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs geleitet werden, um den Antriebsmotor zu betreiben und um das Fahrzeug anzutreiben. Die elektrischen Leitungen zur Übertragung von elektrischer Antriebsenergie können als Leistungsleitungen bezeichnet werden. Typischerweise wird über ein Paar Leistungsleitungen ein Gleichstrom von dem elektrischen Energiespeicher an den Antriebsmotor (insbesondere an einen Wechselrichter des Antriebsmotors) übertragen. Die Spannung zwischen einem Paar Leistungsleitungen liegt typischerweise im Bereich von 300V oder mehr. Die Leistungsleitungen können daher auch als Hochvolt (HV) Leitungen bezeichnet werden.
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Eine Leitung zur Übertragung von elektrischer Energie weist typischerweise eine um die Leitung umlaufende Schirmung, insbesondere eine EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) Abschirmung, auf. An einer Kontaktstelle der Leitung mit einer anderen Komponente (z.B. an einer Steckverbindung) erfolgt typischerweise eine Schirmübergabe von der Schirmschicht der Leitung auf die Schirmung der anderen Komponente, um eine durchgängige EMV Abschirmung zu gewährleisten.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine kosteneffiziente und zuverlässige Schirmübergabe für eine (Gleich-) Stromleitung bereitzustellen, insbesondere für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug.
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Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Kontaktanordnung für die Übergabe einer Schirmschicht einer ersten Komponente (insbesondere einer elektrischen Leitung) an eine Schirmung einer anderen Komponente beschrieben. Die Schirmschicht umgibt dabei (vollständig) die erste Komponente (insbesondere die elektrische Leitung). Die Schirmschicht ist typischerweise elektrisch leitend und ist eingerichtet, die erste Komponente (insbesondere die elektrische Leitung) elektrisch und/oder magnetisch abzuschirmen. Die andere Komponente kann z.B. ein elektrischer Verbraucher (z.B. ein Wechselrichter und/oder eine elektrische Maschine) oder ein elektrischer Energiespeicher eines Fahrzeugs sein. Über die elektrische Leitung kann elektrische Energie (insbesondere ein Gleichstrom) zum Betrieb der anderen Komponente übertragen werden. Dabei kann die elektrische Leitung ausgebildet sein, elektrische Leistungen von 5kW, 10kW, 50kW oder mehr zu übertragen. Der durch die Leitung fließende Strom kann einen Gleichstromanteil und einen Wechselstromanteil umfassen. Dabei kann der Gleichstromanteil um einen Faktor 10 oder mehr größer sein als der Wechselstromanteil. Der Wechselstromanteil kann z.B. durch Schaltelemente eines Wechselrichters bewirkt werden. Der Wechselstromanteil kann Frequenzen von 100kHz, 1MHz oder mehr umfassen.
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Im Folgenden wird eine Kontaktanordnung für eine elektrische Leitung beschrieben, um eine Schirmübergabe auf die Schirmung einer anderen Komponente zu ermöglichen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Kontaktanordnung in entsprechender Weise für die Schirmübergabe von einer Schirmung einer anderen Komponente (insbesondere einem Energiespeicher und/oder einem elektrischen Verbraucher) auf die Schirmschicht einer elektrischen Leitung verwendet werden kann.
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Die Kontaktanordnung umfasst mehrere Kontaktelemente, die jeweils ausgebildet sind, die Schirmung der anderen Komponente elektrisch leitend zu kontaktieren. Dabei sind die Kontaktelemente, insbesondere gleichmäßig, über einen Umfang der Schirmschicht verteilt. Beispielsweise kann die Kontaktanordnung 10, 20 oder mehr Kontaktelemente umfassen, die (gleichmäßig) über den Umgang der Schirmschicht, d.h. über einen Querschnitt der Schirmschicht, verteilt angeordnet sind. Durch die Bereitstellung einer Vielzahl von verteilt angeordneten Kontaktelementen kann auch bei relativ hohen Frequenzen des Wechselstromanteils des in der Leitung fließenden Stroms eine geringe Transferimpedanz der Schirmschicht auf die Schirmung gewährleistet werden. Somit wird auch für relativ hohe Frequenzen eine zuverlässige elektrische und/oder magnetische Abschirmung ermöglicht.
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Die Kontaktanordnung kann Teil einer Steck-Komponente (z.B. eines Steckers oder einer Buchse) für eine Steckverbindung sein, die die elektrische Leitung mit der anderen Komponente elektrisch leitend verbindet. Die Kontaktanordnung kann in diesem Fall „steckbar“ ausgebildet sein. Insbesondere kann die Kontaktanordnung derart ausgebildet sein, dass die Kontaktelemente jeweils die Schirmung der anderen Komponente (z.B. komplementäre Kontaktelemente einer komplementären Steck-Komponente der anderen Komponente) kontaktieren, wenn die Steck-Komponente mit der komplementären Steck-Komponente zusammengesteckt ist.
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Beispielsweise kann zwischen zwei direkt benachbarten Kontaktelementen ein Leerbereich angeordnet sein. Die Kontaktanordnung kann somit aus einer Abfolge von Kontaktelementen und dazwischenliegenden Leerbereichen gebildet sein, die sich um den Umfang der Leitung erstreckt. Eine Kontaktanordnung mit N Kontaktelementen (z.B. N=10, 20 oder mehr) kann dabei N Leerbereiche aufweisen. Ein Leerbereich kann ausgebildet sein, ein komplementäres Kontaktelement der Schirmung bzw. der Kontaktanordnung der anderen Komponente aufzunehmen, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontaktelement der Schirmung der anderen Komponente und den zwei direkt benachbarten Kontaktelementen entsteht. Ein Kontaktelement der Kontaktanordnung kann somit ausgebildet sein, eine elektrisch leitende Verbindung zu genau einem oder zwei komplementären Kontaktelementen der Schirmung der anderen Komponente aufzubauen (z.B. im Rahmen einer Steckverbindung). So kann eine zuverlässige Schirmübergabe zur Bereitstellung einer qualitativ hochwertigen Abschirmung für hochfrequente Stromanteile gewährleistet werden.
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Die Kontaktelemente einer Kontaktanordnung können in eine erste Teilmenge und in eine komplementäre zweite Teilmenge aufgeteilt sein, so dass die erste Teilmenge und die zweite Teilmenge zusammen die Gesamtheit der Kontaktelemente der Kontaktanordnung ergeben. Die erste Teilmenge umfasst bevorzugt genau ein Kontaktelement und die zweite Teilmenge umfasst die restlichen Kontaktelemente der Kontaktanordnung. So kann eine besonders kosteneffiziente Kontaktanordnung zur Schirmübergabe bereitgestellt werden.
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Die erste Teilmenge der Kontaktelemente kann ausgebildet sein, jeweils einen Übergangswiderstand zu der Schirmung der anderen Komponente zu ermöglichen, der niedriger, insbesondere um 10%, 20%, 50% oder mehr niedriger, als ein Übergangswiderstand ist, der durch jeweils ein Kontaktelement der komplementären zweiten Teilmenge der Kontaktelemente ermöglicht wird. Insbesondere kann jedes beliebige Kontaktelement der ersten Teilmenge einen niedrigeren Übergangswiderstand für die Schirmübergabe ermöglichen als jedes beliebige Kontaktelement der zweiten Teilmenge.
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Die Bereitstellung zumindest eines Kontaktelements mit einem relativ niedrigen Übergangswiderstand gewährleistet für den Gleichstromanteil eines durch die Leitung fließenden Stroms einen niedrigen Gleichstromwiderstand der Schirmübergabe. Die Bereitstellung eines besonders niedrigen Übergangswiderstands ist dabei jedoch typischerweise mit besonderen Maßnahmen verbunden, die zu zusätzlichen Kosten führen. Aufgrund der Tatsache, dass diese besonderen Maßnahmen nur für eine erste Teilmenge der Kontaktelemente (und nicht für die Gesamtheit der Kontaktelemente) implementiert werden, kann eine kosteneffiziente Schirmübergabe ermöglicht werden. Insgesamt wird somit eine kosteneffiziente und zuverlässige Schirmübergabe für eine elektrische Leitung ermöglicht, durch die sowohl ein Gleichstrom als auch ein Wechselstrom fließt.
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Ein geringer Kontaktwiderstand kann durch ein oder mehrere unterschiedliche Maßnahmen bewirkt werden. Dabei kann der Kontaktwiderstand einen Fremdschichtanteil umfassen, der durch eine sich an der Oberfläche eines Kontaktelements gebildeten Fremdschicht (insbesondere einer Oxidschicht) bewirkt wird. Alternativ oder ergänzend kann der Kontaktwiderstand einen Engewiderstandsanteil umfassen, der durch eine Rauheit bzw. durch eine Unebenheit der Oberfläche eines Kontaktelements bewirkt wird.
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Ein Kontaktelement der ersten Teilmenge kann eine geringere Anfälligkeit zur Bildung einer Fremdschicht (insbesondere eine geringere Oxidationsfähigkeit) aufweisen als ein Kontaktelement der zweiten Teilmenge. In entsprechender Weise kann auch das komplementäre Kontaktelement der Schirmung, das mit einem Kontaktelement der ersten Teilmenge eine elektrisch leitende Verbindung bildet, eine reduzierte Anfälligkeit zur Bildung einer Fremdschicht aufweisen.
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Zumindest die Oberfläche eines Kontaktelements der ersten Teilmenge kann ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, umfassen bzw. aus einem Edelmetall bestehen. Andererseits kann ein Kontaktelement und/oder die Oberfläche eines Kontaktelements der zweiten Teilmenge kein Edelmetall, insbesondere kein Gold und/oder Silber, umfassen. Die Verwendung von Edelmetallen kann somit auf die ein oder mehreren Kontaktelemente der ersten Teilmenge beschränkt sein. So können die Kosten für eine Kontaktanordnung zur Schirmübergabe in besonderem Maße reduziert werden.
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Alternativ oder ergänzend kann ein Kontaktelement der ersten Teilmenge eine geringere Rauheit, insbesondere eine geringere mittlere Rauheit, aufweisen als ein Kontaktelement der zweiten Teilmenge. In entsprechender Weise kann auch das komplementäre Kontaktelement der Schirmung, das mit einem Kontaktelement der ersten Teilmenge eine elektrisch leitende Verbindung bildet, eine reduzierte Rauheit aufweisen. Eine reduzierte Rauheit kann z.B. durch eine Oberflächenbearbeitung (z.B. durch Schleifen) der Oberfläche eines Kontaktelements der ersten Teilmenge bewirkt werden. So kann der Engewiderstandsanteil des Kontaktwiderstands reduziert werden.
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Alternativ oder ergänzend kann ein Kontaktelement der ersten Teilmenge eine größere, insbesondere ein um 10%, 20%, 50% oder mehr größere, Oberfläche zur Kontaktierung der Schirmung der anderen Komponente aufweisen als ein Kontaktelement der zweiten Teilmenge. Auch durch die Verwendung von unterschiedlich großen Kontaktelementen kann ein lokal reduzierter Kontaktwiderstand zumindest eines Kontaktelements bewirkt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steck-Komponente für eine Steckverbindung einer elektrischen Leitung mit einer anderen Komponente (z.B. einem elektrischen Verbraucher bzw. einem Energiespeicher eines Fahrzeugs) beschrieben. Dabei ist die elektrische Leitung durch eine Schirmschicht umgeben. Des Weiteren weist die andere Komponente eine Schirmung auf. Die Steck-Komponente kann dabei als ein Stecker bzw. als eine Buchse ausgebildet sein. Die Steck-Komponente kann mit der elektrischen Leitung verbunden sein, um mit einer komplementären Steck-Komponente der anderen Komponente eine Steckverbindung zu bilden. Andererseits kann die Steck-Komponente mit der anderen Komponente verbunden sein, um mit einer komplementären Steck-Komponente der elektrischen Leitung eine Steckverbindung zu bilden.
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Die Steck-Komponente kann ein Gehäuse umfassen. Des Weiteren kann die Steck-Komponente zumindest ein Kontaktteil (z.B. ein Pin) zur Kontaktierung der elektrischen Leitung mit der anderen Komponente umfassen. Des Weiteren umfasst die Steck-Komponente eine in diesem Dokument beschriebene Kontaktanordnung zur Kontaktierung der Schirmschicht mit der Schirmung der anderen Komponente. Dabei können die Kontaktelemente der Kontaktanordnung derart ausgebildet sein, dass die Kontaktelemente mit komplementär angeordneten Kontaktelementen der komplementären Steck-Komponente der Steckverbindung zusammengesteckt werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, etwa ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus, beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steck-Komponente umfasst. Insbesondere kann das Fahrzeug eine elektrische Leitung zur Übertragung von elektrischer Energie zu einem elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs umfassen. Außerdem kann das Fahrzeug eine in diesem Dokument beschriebene Steck-Komponente zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Leitung mit dem elektrischen Verbraucher umfassen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ladesystems für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs;
- 2a einen beispielhaften Wechselrichter für eine Antriebsmaschine eines Fahrzeugs;
- 2b eine beispielhafte Verkabelung innerhalb eines Fahrzeugs; und
- 3a und 3b beispielhafte Schirmübergabe-Kontaktanordnungen.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Übergabe der Schirmung einer Leitung an die Schirmung einer anderen Komponente (oder in umgekehrter Richtung), insbesondere im Rahmen einer Steckverbindung.
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1 zeigt in diesem Zusammenhang ein Blockdiagram eines beispielhaften Ladesystems 100 mit einer Ladestation 110 und einem Fahrzeug 120. Das Fahrzeug 120 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 122, der mit elektrischer Energie aus der Ladestation 110 aufgeladen werden kann. Das Fahrzeug 120 umfasst eine Ladeschnittstelle, insbesondere eine Ladedose, 121 an der ein entsprechender Stecker 111 eines Ladekabels 112 angesteckt werden kann. Die Ladedose 121 und der Stecker 111 bilden ein Stecksystem.
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Das Fahrzeug 120 umfasst eine Steuereinheit 123, die eingerichtet ist, einen Ladevorgang an der Ladestation 110 zu steuern. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 123 des Fahrzeugs 120 eingerichtet sein, mit der Ladestation 110 gemäß einem vordefinierten Kommunikations-Protokoll zu kommunizieren.
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2a zeigt einen beispielhaften Wechselrichter (bzw. Inverter) 200, der eingerichtet ist, auf Basis einer Bordnetzspannung VB 210 (d.h. einer Gleichspannung) Phasenspannungen 211 (d.h. Wechselspannungen) für die Spulen einer elektrischen Antriebsmaschine 203 des Fahrzeugs 120 zu generieren. Die Bordnetzspannung 210 kann über elektrische Leistungsleitungen 221 von dem Energiespeicher 122 des Fahrzeugs 120 bereitgestellt werden. Der Wechselrichter 200 (bzw. Inverter) umfasst mehrere Schalter 202, die in dem dargestellten Beispiel für jede Phase jeweils in einer Halbbrücke angeordnet sind. Die Schalter 202 werden durch eine Steuereinheit 201 angesteuert, um die Phasenspannungen 211 für die elektrische Maschine 203 zu generieren. Die Steuersignale können über Steuerleitungen 222 an die Schalter 202 übertragen werden.
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2b zeigt eine beispielhafte Verkabelung in einem Fahrzeug 120. Insbesondere zeigt 2b ein oder mehrere Signalleitungen 222, die die Steuereinheit 201 mittels einer Signal-Steckverbindung 232 mit einen elektrischen Verbraucher 200, 203 (z.B. dem Wechselrichter 200 und/oder der elektrischen Antriebsmaschine 203) verbinden, um Steuersignale an den elektrischen Verbraucher 200, 203 zu übertragen. Des Weiteren zeigt 2b ein oder mehrere Leistungsleitungen 221, die den elektrischen Verbraucher 200, 203 über eine Leistungs-Steckverbindung 231 mit den elektrischen Energiespeicher 122 verbinden, um elektrische Versorgungsenergie an den elektrischen Verbraucher 200, 203 zu übertragen.
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Die Leitungen 221, 222, insbesondere die Leistungsleitungen 221, weisen typischerweise eine Schirmung auf. Dabei umschließt eine Schirmung bzw. eine Schirmschicht eine Leitung 221 meist vollständig, um eine zuverlässige elektrische und/oder magnetische Abschirmung zu gewährleisten. 3b zeigt den Querschnitt einer beispielhaften Leitung 221, sowie eine, die Leitung 221 umschließende, Schirmschicht 304.
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An einer Kontaktstelle zu einer anderen Komponente 200, 203, insbesondere an einer Steckverbindung 231, muss typischerweise auch die Schirmschicht 304 zuverlässig an eine Schirmung der anderen Komponente 200, 203 übergeben werden, um eine durchgängige elektrische und/oder magnetische Abschirmung zu gewährleisten. Zu diesem Zweck kann die Schirmschicht 304 an der Kontaktstelle eine Vielzahl von Kontaktelementen 302 aufweisen, wobei die einzelnen Kontaktelemente 302 jeweils eine elektrisch leitende Verbindung zu zumindest einem entsprechenden Kontaktelement der anderen Komponente bilden können. Die Kontaktelemente 302 können dabei (ggf. gleichmäßig) über den Umfang der Leitung 221 bzw. der Schirmschicht 304 verteilt sein, um über den gesamten Umfang der Schirmschicht 304 einen möglichst geringen Übergangswiderstand zu ermöglichen.
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Eine Leitung 221 kann somit eine umlaufende Schirmung 304 aufweisen, wobei die Schirmung 304 an einer Kontaktstelle eine Vielzahl von Kontaktelementen 302 zur Schirmübergabe aufweisen kann. Die Kontaktelemente 302 können edle Materialien wie Gold oder Silber umfassen. Beispielsweise können die Kontaktelemente 302 eine mit einem Edelmetall beschichte Basisstruktur aus einer Kupferlegierung aufweisen. Dadurch können ein geringer Gleichstromwiderstand sowie eine geringe Transferimpedanz gewährleistet werden. Die Kontaktelemente 302 können, wie in 3b dargestellt, über den Umgang der Schirmschicht 304 verteilt sein.
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Die Bereitstellung einer Vielzahl von Kontaktelementen 302, die jeweils Edelmetalle umfassen, ist mit relativ hohen Kosten verbunden. Versuche habe ergeben, dass es (insbesondere zur Bereitstellung einer niedrigen Transferimpedanz) ausreichend ist, eine umlaufende Schirmkontaktierung aus einem relativ unedlen Material (z.B. einer Kupfer- oder Zinnlegierung) zu verwenden. So kann auch bei relativ hohen Frequenzen weiterhin eine relativ geringe Transferimpedanz gewährleistet werden. Hohe Frequenzen können sich z.B. bei Schaltvorgängen der Schaltelemente 202 in einem Wechselrichter 200 ergeben.
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Des Weiteren kann zumindest eine der Kontaktelemente 302 ein relativ edles Material (z.B. Gold oder Silber) umfassen. So kann auch bei relativ geringen Frequenzen ein relativ geringer Gleichstromwiderstand ermöglicht werden.
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Es kann somit eine Kontaktanordnung 300 für die Schirmübergabe der Schirmung 304 einer elektrischen Leitung 221 bereitgestellt werden, die eine Vielzahl von Kontaktelementen 302 umfasst, die über den Umgang der Schirmung 304 verteilt sind. Durch die Bereitstellung einer Vielzahl von umlaufenden Kontaktelementen 302 kann auch bei relativ hohen Frequenzen eine relativ geringe Transferimpedanz ermöglicht werden. Nur eine Teilmenge der Kontaktelemente 302 (ggf. nur ein einziges Kontaktelement 302) kann ein Edelmetall umfassen, um einen niedrigen Übergangs- bzw. Kontaktwiderstand bereitzustellen. So kann (für relativ niedrige Frequenzen) ein relativ niedriger Gleichstromwiderstand ermöglicht werden.
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Typischerweise kann bereits mit einem einzelnen edlen Kontaktelement 302 ein relativ geringer Kontaktwiderstand der gesamten Schirmübergabe hergestellt werden. Alle weiteren Kontaktelemente 302 können aus unedlerem Material wie beispielsweise einer Kupfer-Basislegierungen bestehen. Edle Materialien sind dabei beispielsweise Gold und Silber oder Beschichtungen daraus.
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Mit steigender Frequenz des übertragenen Stroms steigt typischerweise auch die erforderliche Anzahl an Kontaktelementen 302, die über den Umfang der Schirmung 304 verteilt werden müssen. Diese Kontaktelemente 302 können jedoch aus einem unedlen Material bestehen.
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Bei einem übertragenen Strom mit einer Frequenz von beispielsweise 0 Hz wirkt lediglich der Gleichstromwiderstand, der im Wesentlichen durch die ein oder mehreren Kontaktelemente 302 mit einem edlen Material bestimmt wird. Die Verwendung von mehreren edlen Kontaktstellen 302 bewirkt typischerweise keine substantielle Reduzierung des Gleichstromwiderstands.
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Bei einem übertragenen Strom mit einer Frequenz von beispielsweise 2 MHz ist typischerweise eine gleichmäßige Verteilung von (unedlen) Kontaktelementen 302 über den Umfang der Schirmung 304 vorteilhaft, um eine geringe Transferimpedanz zu ermöglichen. Wäre beispielsweise nur ein einziges Kontaktelement 302 (d.h. nur eine einzige Kontaktstelle) vorhanden, so würde der gesamte Strom über diese Kontaktstelle fließen. Dies kann zu einer Asymmetrie des durch die Schirmung 304 bereitgestellten Fardayschen Käfigs und damit zu einer Störung der EMV führen.
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Typischerweise sollte der Abstand zwischen benachbarten Kontaktelementen 302 mit steigender Frequenz des übertragenen Stroms reduziert werden. Dabei sinkt die Relevanz des Übergangswiderstands an den einzelnen Kontaktelemente 302 (bzw. Kontaktstellen) mit steigender Frequenz. Andererseits steigt die Relevanz einer gleichmäßigen Verteilung der Kontaktelemente 302 über den Umfang mit steigender Frequenz an. Mit steigender Frequenz sinkt typischerweise die Amplitude des übertragenen Stroms. Als Folge daraus sinkt der erforderliche Mindestabstand zwischen den Kontaktelementen 302, um den übertragenen Strom abzuschirmen, da der Strom mit der relativ kleinen Amplitude ansonsten durch die Lücken zwischen den Kontaktelementen 302 hindurch überspringen könnte.
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3a zeigt eine Kontaktanordnung 300 für eine Schirmübergabe als Teil einer Steck-Komponente 310 für eine Steckverbindung 231. Die Kontaktanordnung 300 umfasst mehrere Kontaktelemente 302, die gleichmäßig über den Umfang der Schirmschicht 304 verteilt sind. Zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen 302 befindet sich ein Leerraum bzw. ein Leerbereich 303, in den ein komplementäres Kontaktelement einer komplementären Steck-Komponente der Steckverbindung 231 eingeführt werden kann. Somit kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zumindest einem Kontaktelement 302 einer ersten Steck-Komponente 310 (z.B. eines Steckers) und zumindest einem Kontaktelement einer komplementären zweiten Steck-Komponente (z.B. einer Buchse) hergestellt werden.
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Die Kontaktelemente 302 sind über den gesamten Umfang der Schirmschicht 304 verteilt, um auch bei relativ hohen Frequenzen eine zuverlässige Schirmübergabe zu ermöglichen. Dabei steigt die Anzahl von Kontaktelementen 302 typischerweise mit steigender Frequenz an.
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Eine Teilmenge der Kontaktelemente 302 (z.B. nur genau ein Kontaktelement 302) weist einen geringeren Kontakt- bzw. Übergangswiderstand auf als die anderen Kontaktelemente 302. Die ein oder mehreren Kontaktelemente 302 dieser Teilmenge können als niederohmige und/oder edle Kontaktelemente 302 bezeichnet werden. Der Kontakt- (Gleichstrom-) widerstand der ein oder mehreren edlen Kontaktelemente 302 kann um 10%, 20%, 50% oder mehr unter dem Kontakt- (Gleichstrom-) widerstand der anderen (nicht-edlen) Kontaktelemente 302 liegen. Durch die Bereitstellung zumindest eines edlen Kontaktelements 302 kann eine zuverlässige Schirmübergabe bei niedrigen Frequenzen (insbesondere bei einem Gleichstrom) gewährleistet werden.
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Die in 3a dargestellte Steck-Komponente 310 umfasst ferner ein oder mehreren Kontaktteile 301 zur Kontaktierung von ein oder mehreren elektrischen Leitungen 221, die von der Schirmschicht 304 umgeben sind.
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Es kann somit eine Schirmübergabe mit einer relativ geringen Anzahl von edlen Kontaktelementen 302 (bevorzugt nur einem einzigen edlen Kontaktelement 302) ermöglicht werden. So kann eine zuverlässige und kosteneffiziente Schirmübergabe bewirkt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
