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Ermittlung der dynamischen Kenndaten zur Körperschall-Übertragung von Hochvoltleitungen im Fahrzeugbau

Identificatgion of dynamic structure-born noise parameter of high-voltage cables in vehicle manufacturing

  • Ziel dieser Arbeit ist die vibroakustische Vermessung von Hochvoltleitungen (HVL) aus dem Fahrzeugbau. Die Ermittlung von leitungsspezifischen akustischen Kennwerten ist notwendig, da elektrische Antriebe für Fahrzeuge immer häufiger realisiert und vertrieben werden. Diese Fahrzeuge weisen neue, bis heute in dieser Form nicht vorhandene, akustische Störgeräusche auf. Messungen am Fahrzeug deuten darauf hin, dass die im Fahrzeug verbauten HVL als Körperschallbrücken fungieren und sich über diese Geräusche im Fahrzeug ungehindert ausbreiten können. Im Zuge dieser Untersuchung wird ein Prüfstand, welcher die Detektierung der Resonanzfrequenz der HVL ermöglicht, entworfen und aufgebaut. Am Prüfstand werden HVL verschiedener Hersteller und unterschiedlicher Querschnitte, auf ihre akustischen Eigenschaften in Dehn-, Biege- und Torsionsrichtung untersucht. Zusätzlich zum Wellentyp wird auch der Einfluss unterschiedlicher Biegeradien auf die verschiedenen Leitungsproben erfasst. Ausgehend von den gewonnenen Informationen zur Lage der Resonanzfrequenzen, ist es möglich die leitungsspezifischen Schallausbreitungsgeschwindigkeiten, die E- bzw. G-Moduln sowie die modalen Dämpfungskonstanten zu berechnen. Im Anschluss an die Messungen werden die Ergebnisse einander gegenübergestellt und diskutiert. Um die zukünftige Verlegung von HVL im Fahrzeug zu erleichtern und deren Relevanz als Körperschallbrücken zu mindern werden sogenannte Design Rules formuliert. Der Ausblick auf weitere Aufgabenstellungen, welche die HVL inklusive der ihr zugehörigen Steckverbinder im Fokus haben, schließt die Arbeit ab.
  • This thesis explores the dynamic structure-born parameters of high-voltage cables in vehicle manufacturing. Every year, more hybrid- and electric cars are sold. Therefore, an investigation of these parameters is necessary and relevant. Due to the electric propulsion system, these vehicles are equipped with various high-voltage cables. These stiff cables function as structure-borne sound bridges and enable parasitic noise to travel through the cables. In the course of this research, in a first step, a test bench, which is able to detect the resonance frequencies, is designed and set up. The resonance frequency of high-voltage cables in longitudinal-, bend- and torsional direction by threemanufacturers and various cross sections are put to the test. Further, also the effects of several curvature radiuses are considered. Based on the results of these tests, it is possible to calculate the individual speed(s) of sound, the modules of elasticity and the damping coefficients. Subsequently to the measurements, the results are compared and discussed. To improve the laying of high-voltage cables and to lower their significance as structure-borne sound bridges, so-called Design Rules are formulated. Last, the conclusion will give an outlook and description for future projects which will focus on high-voltage cables and their corresponding connectors.

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Metadaten
Author:Daniel Trojer
Advisor:Stefan Sentpali, Jörn Hübelt
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Granting Institution:Hochschule Mittweida
Release Date:2019/08/14
GND Keyword:Kraftfahrzeugbau; Hochvolt; Körperschall
Institutes:06 Medien
DDC classes:629.20284 Kraftfahrzeugelektrik
Open Access:Innerhalb der Hochschule
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt