BR112019010537A2

BR112019010537A2 - eixo elétrico e trem de força deste

Info

Publication number: BR112019010537A2
Application number: BR112019010537A
Authority: BR
Inventors: Kumar Krishna; F Waltz William
Original assignee: Dana Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-09-17
Also published as: CN109996695A; JP2020500764A; US11365785B2; EP3548322B1; CN109996695B; KR20190060839A; US20190344660A1; EP3548322A4; WO2018102498A1; EP3548322A1

Abstract

um eixo elétrico com um trem de acionamento elétrico incluindo um motor/gerador, um primeiro conjunto de engrenagens planetárias acopladas de modo operável ao motor/gerador e um segundo conjunto de engrenagens planetárias acopladas de modo operável ao primeiro conjunto de engrenagens planetárias, em que o primeiro conjunto de engrenagens planetárias inclui uma primeira engrenagem anelar, um primeiro portador planetário e uma primeira engrenagem solar, e em que o segundo conjunto de engrenagens planetárias inclui uma segunda engrenagem anelar, um segundo portador planetário, e uma segunda engrenagem solar; um eixo de roda motriz acoplado de modo operável ao trem de acionamento elétrico; e uma primeira roda e uma segunda roda acopladas ao eixo de roda motriz.

Description

EIXO ELÉTRICO E TREM DE FORÇA DESTE

PEDIDOS RELACIONADOS [0001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. N^Q 62/428.127, depositado em 30 de novembro de 2016, do Pedido de Patente Provisório U.S. N^Q 62/434.015, depositado em 14 de dezembro de 2016 e do Pedido de Patente Provisório U.S. N^Q62/452.714, depositado em 31 de janeiro de 2017, que se encontram incorporados neste documento por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS [0002] Veículos híbridos estão desfrutando de maior popularidade e aceitação em grande parte devido ao custo do combustível e às regulamentações governamentais para veículos com motor de combustão interna no que diz respeito às emissões de carbono que causam efeito estufa. Tais veículos híbridos incluem tanto um motor de combustão interna quanto um motor elétrico para propulsão do veículo.

[0003] Em projetos existentes de eixo elétrico tanto para consumo quanto para armazenamento de energia elétrica, a haste rotativa de uma combinação de gerador/motor elétrico é acoplada à roda por um trem de engrenagem, conjunto de engrenagens planetárias. Como tal, a haste rotativa para a unidade de motor elétrico/gerador gira em sincronia com a roda baseada na proporção de velocidade do trem de engrenagem.

[0004] Estes projetos de proporções fixas têm muitas desvantagens, por exemplo, a unidade de gerador/motor elétrico alcança sua operação mais eficiente, tanto no sentido de gerar energia elétrica quanto de fornecer potência adicional para a roda ou haste principal do motor de combustão interna, somente dentro de um intervalo relativamente estreito de rotações por minuto da unidade de motor/gerador. Como tal, o veículo elétrico ou elétrico híbrido geral opera abaixo da eficiência ideal ao longo de um ciclo de condução. Portanto, há uma necessidade de configurações de trem de força que melhorem a eficiência dos veículos elétricos e elétricos híbridos.

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RESUMO [0005] Neste documento é fornecido um trem de força de eixo elétrico incluindo: um trem de acionamento elétrico incluindo um motor/gerador, um primeiro conjunto de engrenagens planetárias acoplado de modo operável ao motor/gerador, e um segundo conjunto de engrenagens planetárias acoplado de modo operável ao primeiro conjunto de engrenagens planetárias, em que o primeiro conjunto de engrenagens planetárias inclui uma primeira engrenagem anelar, um primeiro portador planetário e uma primeira engrenagem solar, e em que o segundo conjunto de engrenagens planetárias inclui uma segunda engrenagem anelar, um segundo portador planetário e uma segunda engrenagem solar; um eixo de roda motriz acoplado de modo operável ao trem de acionamento elétrico; e uma primeira roda e uma segunda roda acopladas ao eixo de roda motriz.

[0006] Neste documento é fornecido um trem de força de eixo elétrico incluindo: um trem de acionamento elétrico incluindo um primeiro motor/gerador, um segundo motor/gerador, um conjunto de engrenagens planetárias acoplado de modo operável ao segundo motor/gerador, em que o conjunto de engrenagens planetárias inclui uma primeira engrenagem anelar, um primeiro portador planetário e uma primeira engrenagem solar; um eixo de roda motriz acoplado de modo operável ao trem de acionamento elétrico; e uma primeira roda e uma segunda roda acopladas ao eixo de roda motriz.

INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA [0007] Todas as publicações, patentes e pedidos de patente mencionados nesta especificação estão incorporados por referência neste documento de igual maneira como se cada publicação, patente ou pedido de patente individual estivesse especificamente e individualmente indicado como incorporado por referência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

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3/15 [0008] Características novas das modalidades preferenciais são estabelecidas com particularidade nas reivindicações anexas. Um melhor entendimento das características e vantagens das modalidades preferenciais será obtido por referência à seguinte descrição detalhada que estabelece modalidades ilustrativas, nas quais os princípios da invenção são utilizados, e as figuras correspondentes, das quais:

[0009] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um trem de força de eixo elétrico com um trem de acionamento elétrico engatado de maneira acionável em um diferencial, eixo e rodas de um veículo.

[0010] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, dois conjuntosde engrenagens planetárias e dois freios.

[0011] A Figura 3 é um diagrama esquemático de um tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, três conjuntosde engrenagens planetárias e dois freios.

[0012] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, dois conjuntosde engrenagens planetárias e dois freios.

[0013] A Figura 5 é um diagrama esquemático de outro tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, dois conjuntosde engrenagens planetárias, uma embreagem e um freio.

[0014] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, dois conjuntosde engrenagens planetárias, uma embreagem e um freio.

[0015] A Figura 7 é um diagrama esquemático de outro tremde acionamento elétrico com um motor/gerador, dois conjuntosde engrenagens planetárias e uma embreagem.

[0016] A Figura 8 é um diagrama esquemático de um trem de acionamento elétrico com dois motores/geradores, um conjunto de

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4/15 engrenagens planetárias, duas embreagens, uma embreagem unidirecional e um freio.

[0017] A Figura 9 é uma tabela demonstrando os modos de operação do trem de acionamento da Figura 8.

[0018] A Figura 10 é um diagrama esquemático de um trem de acionamento elétrico com um motor/gerador, três conjuntos de engrenagens planetárias, duas embreagens e um freio.

[0019] A Figura 11 é um diagrama esquemático de um trem de acionamento elétrico com um motor/gerador, três conjuntos de engrenagens planetárias, três embreagens e um freio.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS [0020] As modalidades preferenciais serão descritas agora com referência às figuras correspondentes, nas quais números iguais referem-se a elementos iguais ao longo de todo o documento. A terminologia utilizada nas descrições abaixo não deve ser interpretada de nenhuma maneira limitada ou restritiva, simplesmente porque é utilizada em associação com as descrições detalhadas de determinadas modalidades específicas. Adicionalmente, as modalidades incluem várias características inovadoras, nenhuma das quais sendo unicamente responsável por seus atributos desejáveis ou que seja essencial para praticar as modalidades descritas.

[0021] Este trem de força refere-se a configurações e arquiteturas de trem de força elétrico que serão utilizadas em veículos híbridos. As configurações do trem de acionamento e/ou do trem de força utilizam uma transmissão a fim de acoplar fontes de potência utilizadas em um veículo híbrido, por exemplo, motores de combustão (interna ou externa), motores, geradores, baterias e engrenagem. Os trens de força divulgados neste documento são aplicáveis a sistemas Híbridos de Célula a Combustível, HEV e EV. As modalidades divulgadas neste documento são direcionadas a arquiteturas e/ou configurações de veículos híbridos para utilização em trem de acionamento de veículo elétrico ou eixo elétrico.

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Deve-se compreender que as modalidades divulgadas neste documento são adaptadas para fornecer modos híbridos de operação que incluem, mas não estão limitados aos modos EV (veículo elétrico), série, paralelo ou série-paralelo.

[0022] Deve-se observar que componentes hidromecânicos tais como hidromotores, bombas, acumuladores, entre outros, podem ser utilizados no lugar das máquinas elétricas indicadas nas figuras e descrição textual correspondente. Adicionalmente, deve-se observar que modalidades de arquiteturas de eixo elétrico divulgadas neste documento podem incorporar um controlador de supervisão que seleciona a eficiência e/ou potência mais alta a partir do motor/gerador para a roda.

[0023] Deve-se compreender que veículos elétricos ou elétricos híbridos que incorporam as modalidades das arquiteturas híbridas divulgadas neste documento podem incluir um número de outros componentes de trem de força, tais como, mas não limitados a, bateria de alta tensão com um sistema de gestão de bateria ou ultracapacitor, carregador de bordo, conversores DC-DC, uma variedade de sensores, acionadores e controladores, entre outros.

[0024] Para fins descritivos, esquemas referidos como diagramas de alavanca são utilizados neste documento. Um diagrama de alavanca, também conhecido como um diagrama de analogia a alavanca, é uma representação em sistema translacional das partes rotatórias para um sistema de engrenagem planetária. Em determinadas modalidades, um diagrama de alavanca é fornecido como um auxílio visual para descrever as funções da transmissão. Em um diagrama de alavanca, um conjunto de engrenagens planetárias composto é geralmente representado por uma única linha vertical (alavanca). Os torques de reação, de entrada e de saída são representados por forças horizontais na alavanca. O movimento da alavanca, em relação ao ponto de reação, representa a direção das velocidades de rotação. Por exemplo, um conjunto de engrenagens

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6/15 planetárias típico com uma engrenagem anelar, um portador planetário e uma engrenagem solar é representado por uma linha vertical tendo nódulos R representando a engrenagem anelar, nódulos S representando a engrenagem solar e nódulos C representando o portador planetário. Deve-se compreender que qualquer acoplamento mecânico é demonstrado em um diagrama de alavanca como um nódulo ou um ponto sólido. Por exemplo, um nódulo representa dois componentes em um trem de acionamento que são rigidamente conectados.

[0025] Conforme usados neste documento, os termos operacionalmente conectado, operacionalmente acoplado, operacionalmente ligado, conectado de modo operável, acoplado de modo operável, ligado de modo operável e termos similares referem-se a um relacionamento (mecânico, de ligação, de acoplamento, etc.) entre os elementos através do qual a operação de um elemento resulta em uma operação ou acionamento simultâneo, subsequente ou correspondente, de um segundo elemento. Deve-se observar que, ao usar os referidos termos para descrever as modalidades preferenciais, normal mente são descritos mecanismos ou estruturas específicos que ligam ou acoplam os elementos. No entanto, a menos que especificamente declarado em contrário, quando um dos referidos termos é usado, o termo indica que a efetiva ligação ou acoplamento pode assumir uma variedade de formas, as quais em determinadas ocasiões serão prontamente aparentes a uma pessoa versada na técnica da tecnologia relevante.

[0026] A FIG. 1 demonstra uma modalidade de um trem de força de eixo elétrico 1. Em algumas modalidades, o trem de força de eixo elétrico 1 inclui um trem de acionamento elétrico 2 acoplado de modo operável a um diferencial 3. Em algumas modalidades, o diferencial 3 é um conjunto de engrenagem diferencial comum implementado para transmitir potência de rotação. O diferencial 3 é acoplado de modo operável a um

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7/15 eixo de roda motriz 4 configurado para acionar um conjunto de rodas de veículo 5 (rotulado como 5A e 5B na FIG. 1).

[0027] A FIG. 2 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 110 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 110 inclui um motor/gerador 111 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 112 com uma primeira engrenagem anelar 113, um primeiro portador planetário 114, e uma primeira engrenagem solar 115. O trem de acionamento 110 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 116 com uma segunda engrenagem anelar 117, um segundo portador planetário 118 e uma segunda engrenagem solar 119. Em algumas modalidades, o motor/gerador 111 é acoplado à primeira engrenagem solar 115. O primeiro portador planetário 114 é acoplado a um primeiro freio 120. A primeira engrenagem anelar 113 é acoplada de modo operável à segunda engrenagem anelar 117. O segundo portador planetário 118 é acoplado a um segundo freio 121. A segunda engrenagem solar 119 é acoplada à primeira engrenagem solar 115. Em algumas modalidades, potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 110 por meio de um nódulo 122 acoplado à segunda engrenagem anelar 117.

[0028] A FIG. 3 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 125 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 125 inclui um motor/gerador 126 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 127 com uma primeira engrenagem anelar 128, um primeiro portador planetário 129, e uma primeira engrenagem solar 130. O trem de acionamento 125 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 131 com uma segunda engrenagem anelar 132, um segundo portador planetário 133 e uma segunda engrenagem solar 134. O trem de acionamento 125 inclui um terceiro conjunto de engrenagens planetárias 135 com uma terceira engrenagem anelar 136, um terceiro portador

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8/15 planetário 137 e uma terceira engrenagem solar 138. Em algumas modalidades, o motor/gerador 126 é acoplado à primeira engrenagem solar 130. O primeiro portador planetário 129 é um membro aterrado. A primeira engrenagem solar 128 é acoplada à segunda engrenagem solar 134. O segundo portador planetário 133 é acoplado a um primeiro freio 139. A segunda engrenagem solar 134 é acoplada à terceira engrenagem solar 138. O terceiro portador planetário 137 é acoplado a um segundo freio 140. A segunda engrenagem anelar 132 é acoplada à terceira engrenagem anelar 136. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 125 por meio da terceira engrenagem anelar 136.

[0029] A FIG. 4 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 141 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 141 inclui um motor/gerador 142 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 143 com uma primeira engrenagem anelar 144, um primeiro portador planetário 145 e uma primeira engrenagem solar 146. O trem de acionamento 141 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 147 com uma segunda engrenagem anelar 148, um segundo portador planetário 149 e uma segunda engrenagem solar 150. Em algumas modalidades, o motor/gerador 142 é acoplado à primeira engrenagem solar 146. O primeiro portador planetário 145 é acoplado à segunda engrenagem solar 150. Em algumas modalidades, o primeiro portador planetário 145 é acoplado de modo operável à primeira engrenagem anelar 144 por meio de uma embreagem 152. A primeira engrenagem anelar 144 é acoplada a um freio 151. A segunda engrenagem anelar 148 é um membro aterrado. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 141 por meio do segundo portador planetário 149.

[0030] A FIG. 5 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 155 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos

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9/15 elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 155 inclui um motor/gerador 156 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 157 com uma primeira engrenagem anelar 158, um primeiro portador planetário 159 e uma primeira engrenagem solar 160. O trem de acionamento 155 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 161 com uma segunda engrenagem anelar 162, um segundo portador planetário 163 e uma segunda engrenagem solar 164. Em algumas modalidades, o motor/gerador 156 é acoplado à primeira engrenagem solar 160. O primeiro portador planetário 159 é acoplado à segunda engrenagem solar 164. Em algumas modalidades, o segundo portador planetário 163 é acoplado de modo operável à segunda engrenagem anelar 162 por meio de uma embreagem 166. A segunda engrenagem anelar 162 é acoplada a um freio 165. A primeira engrenagem anelar 158 é um membro aterrado. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 155 por meio do segundo portador planetário 163.

[0031] A FIG. 6 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 170 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 170 inclui um motor/gerador 171 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 172 com uma primeira engrenagem anelar 173, um primeiro portador planetário 174 e uma primeira engrenagem solar 175. O trem de acionamento 170 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 176 com uma segunda engrenagem anelar 177, um segundo portador planetário 178 e uma segunda engrenagem solar 179. Em algumas modalidades, o motor/gerador 171 é acoplado à primeira engrenagem solar 175. O primeiro portador planetário 174 é acoplado à segunda engrenagem solar 179. Em algumas modalidades, a primeira engrenagem solar 175 é acoplada à segunda engrenagem solar 179 por meio de uma embreagem 180. Em algumas modalidades, a primeira engrenagem anelar 173 é acoplada a um freio 181. A segunda engrenagem anelar 177 é um membro

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10/15 aterrado. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 170 por meio do segundo portador planetário 178.

[0032] A FIG. 7 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 182 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 182 inclui um motor/gerador 183 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 184 com uma primeira engrenagem anelar 185, um primeiro portador planetário 186 e uma primeira engrenagem solar 187. O trem de acionamento 182 inclui um segundo conjunto de engrenagens planetárias 188 com uma segunda engrenagem anelar 189, um segundo portador planetário 190 e uma segunda engrenagem solar 191. Em algumas modalidades, o motor/gerador 183 é acoplado à primeira engrenagem solar 187. O primeiro portador planetário 186 é acoplado à segunda engrenagem solar 191. Em algumas modalidades, a segunda engrenagem anelar 189 é acoplada a um freio 192. A primeira engrenagem anelar 185 é um membro aterrado. Em algumas modalidades, o segundo portador planetário 190 é acoplado de modo operável à segunda engrenagem solar 191 por meio de uma embreagem 193. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 182 por meio do segundo portador planetário 190.

[0033] A FIG. 8 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 195 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 195 inclui um primeiro motor/gerador 196, um segundo motor/gerador 197 e um conjunto de engrenagens planetárias 198 com uma engrenagem anelar 199, um portador planetário 200 e uma engrenagem solar 201. Em algumas modalidades, o trem de acionamento 195 inclui um freio 202, uma primeira embreagem 203, e uma segunda embreagem 204. Em algumas modalidades, o trem de acionamento 195 inclui uma embreagem

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11/15 unidirecional 205 acoplada ao primeiro motor/gerador 196. A primeira embreagem 203 é acoplada ao primeiro motor/gerador 196 e ao segundo motor/gerador 197. A primeira engrenagem solar 201 é acoplada ao primeiro motor/gerador 196. A segunda embreagem 204 é acoplada ao freio 202, ao segundo motor/gerador 197 e à engrenagem anelar 199. O portador planetário 200 é acoplado à engrenagem solar 201. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 195 por meio do portador planetário 200.

[0034] Voltando à FIG. 9, em algumas modalidades, o trem de acionamento 195 é opcionalmente operado em modos múltiplos. Por exemplo, um modo de operação baixo corresponde a uma condição engatada do freio 202 e da primeira embreagem 203 e o primeiro e o segundo motor/geradores 196, 197 com um rendimento de potência positivo. Um modo de operação de câmbio corresponde a uma condição engatada do freio 202 e da primeira embreagem 203 enquanto reduz o rendimento do segundo motor/gerador 197. Um modo de operação com o rendimento de potência do segundo motor/gerador 207 corresponde a uma condição engatada do freio 202 enquanto a primeira embreagem 203 desengata e a segunda embreagem 204 desengata. Um modo de operação com o segundo motor/gerador 197 engatado enquanto reduz o primeiro motor/gerador 196 corresponde a uma condição engatada da segunda embreagem 204 enquanto o freio 202 e a primeira embreagem 203 estão desengatadas. Um modo de operação alto corresponde a uma embreagem unidirecional 205 engatada juntamente com a segunda embreagem 204 enquanto o freio 202 e a primeira embreagem 203 estão desengatados. Um modo de operação de torque e alta velocidade corresponde a uma segunda embreagem 204 engatada enquanto o freio 202 e a primeira embreagem 204 estão desengatados e o primeiro e segundo motores/geradores 196, 197 têm rendimento de potência positivo. Um modo de operação reverso corresponde a uma segunda embreagem 204 engatada enquanto o freio

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202 e a primeira embreagem 203 estão desengatados e o segundo motor/gerador 197 tem rendimento de potência positivo e o primeiro motor/gerador 196 em regeneração.

[0035] A FIG. 10 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 206 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 206 inclui um primeiro motor/gerador 207 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 208, um segundo conjunto de engrenagens planetárias 209 e um terceiro conjunto de engrenagens planetárias 210. O primeiro conjunto de engrenagens planetárias 208 tem uma engrenagem anelar 211, um portador planetário 212 e uma engrenagem solar 213. O segundo conjunto de engrenagens planetárias 209 tem uma engrenagem anelar 214, um portador planetário 215 e uma engrenagem solar 216. O terceiro conjunto de engrenagens planetárias 210 tem uma engrenagem anelar 217, um portador planetário 218 e uma engrenagem solar 219. Em algumas modalidades, o trem de acionamento 206 inclui um freio 220, uma primeira embreagem 221 e uma segunda embreagem 222. Em algumas modalidades, a primeira embreagem 221 é acoplada à engrenagem anelar 211 do primeiro conjunto de engrenagens planetárias e aterrada. A segunda embreagem 222 é acoplada à engrenagem anelar 217 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias e aterrada. A engrenagem solar 213 é acoplada ao primeiro motor/gerador 206. O portador planetário 212 do primeiro conjunto de engrenagens planetárias está conectado à engrenagem solar 216 do segundo conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem anelar 214 do segundo conjunto de engrenagens planetárias está conectada à engrenagem anelar 217 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem solar 219 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias está conectada à engrenagem solar 216 do segundo conjunto de engrenagens planetárias. O portador planetário 215 do segundo conjunto de engrenagens planetárias é acoplado ao freio 220.

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Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 206 por meio do portador planetário 218 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias.

[0036] O trem de acionamento 205 é opcionalmente operado em modos múltiplos. Por exemplo, um primeiro modo de operação corresponde a uma condição engatada do freio 220 e da primeira embreagem 221 e desengatada da segunda embreagem 222. Um segundo modo de operação corresponde a uma condição engatada da segunda embreagem 222 e da primeira embreagem 221 e o freio desengatado. Um modo neutro de operação corresponde ao freio 220 e a primeira embreagem 221 estando desengatados.

[0037] A FIG. 11 demonstra uma modalidade de um trem de acionamento elétrico 223 opcionalmente utilizado nas modalidades de eixos elétricos divulgadas neste documento. O trem de acionamento 223 inclui um primeiro motor/gerador 224 e um primeiro conjunto de engrenagens planetárias 225, um segundo conjunto de engrenagens planetárias 226 e um terceiro conjunto de engrenagens planetárias 227. O primeiro conjunto de engrenagens planetárias 225 tem uma engrenagem anelar 228, um portador planetário 229 e uma engrenagem solar 230. O segundo conjunto de engrenagens planetárias 226 tem uma engrenagem anelar 231, um portador planetário 232 e uma engrenagem solar 233. O terceiro conjunto de engrenagens planetárias 210 tem uma engrenagem anelar 234, um portador planetário 235 e uma engrenagem solar 236. Em algumas modalidades, o trem de acionamento 223 inclui uma primeira embreagem 237, uma segunda embreagem 238 e uma terceira embreagem 239. Em algumas modalidades, a primeira embreagem 237 é acoplada à engrenagem anelar 228 do primeiro conjunto de engrenagens planetárias e aterrada. A segunda embreagem 238 é acoplada à engrenagem anelar 234 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem solar 230 é acoplada ao primeiro motor/gerador 224. O portador planetário 229 do

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14/15 primeiro conjunto de engrenagens planetárias está conectado à engrenagem solar 233 do segundo conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem anelar 231 do segundo conjunto de engrenagens planetárias está conectada à engrenagem anelar 229 do primeiro conjunto de engrenagens planetárias. A engrenagem solar 234 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias está conectada à engrenagem solar 223 do segundo conjunto de engrenagens planetárias. O portador planetário 232 do segundo conjunto de engrenagens planetárias é acoplado ao portador planetário 235 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias. A terceira embreagem 239 é acoplada ao portador planetário 235 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias. Em algumas modalidades, uma potência de rotação é transmitida dentro e fora do trem de acionamento 223 por meio do portador planetário 235 e da engrenagem anelar 234 do terceiro conjunto de engrenagens planetárias.

[0038] O trem de acionamento 223 é opcionalmente operado em modos múltiplos. Por exemplo, um primeiro modo de operação corresponde a uma condição engatada da primeira embreagem 237 e a segunda embreagem 238 e a terceira embreagem 239 desengatadas. Um segundo modo de operação corresponde a uma condição engatada da terceira embreagem 239 e a primeira embreagem 237 e a segunda embreagem 238 desengatadas. Um modo neutro de operação corresponde à primeira embreagem 237, a segunda embreagem 238 e a terceira embreagem 239 estando desengatadas.

[0039] Deve-se observar que a bateria pode ser não apenas um jogo de alta tensão tal como baterias de íon de lítio ou baterias de chumboácido, mas também ultracapacitores ou outros sistemas pneumáticos/hidráulicos tais como acumuladores, ou outras formas de sistemas de armazenamento de energia. Os geradores/motor descritos neste documento podem representar hidromotores acionados por bombas de deslocamento variável, máquinas elétricas, ou qualquer outra forma de

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15/15 potência de rotação, tal como motores pneumáticos acionados por bombas pneumáticas. As arquiteturas de trem de força de eixo elétrico demonstradas nas figuras e descritas no texto podem ser estendidas para criar uma arquitetura hidromecânica, bem como para sistemas híbridos hidráulicos.

[0040] Deve-se observar que a descrição acima fornece dimensões para determinados componentes ou submontagens. As dimensões mencionadas, ou intervalos de dimensões, são fornecidas a fim de cumprir o melhor possível com determinados requisitos legais, tal como o melhor modo. No entanto, o escopo das invenções descritas neste documento deve ser determinado unicamente pela linguagem das reivindicações e, consequentemente, nenhuma das dimensões mencionadas deve ser considerada limitante às modalidades preferenciais, exceto na medida em que qualquer reivindicação torne uma dimensão especificada, ou intervalo das mesmas, uma característica da reivindicação.

[0041] Ainda que as modalidades preferenciais tenham sido apresentadas e descritas neste documento, será óbvio para aqueles versados na técnica que tais modalidades são fornecidas a título de exemplo apenas. Inúmeras variações, alterações e substituições serão agora evidentes àqueles versados na técnica, sem se afastar da invenção. Deve-se compreender que várias alternativas para as modalidades descritas neste documento podem ser empregadas na prática das modalidades preferenciais. Pretende-se que as seguintes reivindicações definam o escopo da invenção e que os métodos e estruturas dentro do escopo destas reivindicações e seus equivalentes sejam cobertos desse modo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Trem de força de eixo elétrico, caracterizado pelo fato de que compreende:

um trem de acionamento elétrico compreendendo um motor/gerador, um primeiro conjunto de engrenagens planetárias acopladas de modo operável ao motor/gerador, e um segundo conjunto de engrenagens planetárias acopladas de modo operável ao primeiro conjunto de engrenagens planetárias, em que o primeiro conjunto de engrenagens planetárias compreende uma primeira engrenagem anelar, um primeiro portador planetário e uma primeira engrenagem solar, e em que o segundo conjunto de engrenagens planetárias compreende uma segunda engrenagem anelar, um segundo portador planetário, e uma segunda engrenagem solar;

um eixo de roda motriz acoplado de modo operável ao trem de acionamento elétrico; e uma primeira roda e uma segunda roda acopladas ao eixo de roda motriz.
2. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, e em que a primeira engrenagem solar é acoplada à segunda engrenagem solar.
3. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um primeiro freio acoplado ao primeiro portador planetário e um segundo freio acoplado ao segundo portador planetário.
4. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira engrenagem anelar é acoplada à segunda engrenagem anelar.
5. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um terceiro conjunto de

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2/4 engrenagens planetárias com uma terceira engrenagem anelar, um terceiro portador planetário e uma terceira engrenagem solar.
6. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um primeiro freio acoplado ao segundo portador planetário e um segundo freio acoplado ao terceiro portador planetário, em que o primeiro portador planetário é um membro aterrado.
7. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, a primeira engrenagem anelar é acoplada à segunda engrenagem solar e a segunda engrenagem solar é acoplada à terceira engrenagem solar.
8. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a segunda engrenagem anelar é acoplada à terceira engrenagem anelar.
9. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem adaptada para seletivamente engatar o primeiro portador planetário e a primeira engrenagem anelar, e um freio acoplado à primeira engrenagem anelar.
10. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, o primeiro portador solar é acoplado à segunda engrenagem solar e a segunda engrenagem anelar é um membro aterrado.
11. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem adaptada para seletivamente engatar o segundo portador planetário e a segunda engrenagem anelar, e um freio acoplado à segunda engrenagem anelar.
12. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, o primeiro portador planetário é acoplado à segunda engrenagem solar e a primeira engrenagem anelar é um membro aterrado.

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13. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem adaptada para seletivamente engatar o primeiro portador planetário e a primeira engrenagem solar e a segunda engrenagem solar, e compreendendo adicionalmente um freio acoplado à primeira engrenagem anelar.
14. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, e em que a segunda engrenagem anelar é um membro aterrado.
15. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem adaptada para seletivamente engatar o segundo portador planetário e a segunda engrenagem solar, e um freio acoplado à segunda engrenagem anelar.
16. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar, o primeiro portador planetário é acoplado à segunda engrenagem solar e a primeira engrenagem anelar é um membro aterrado.
17. Trem de força de eixo elétrico, caracterizado pelo fato de que compreende:

um trem de acionamento elétrico compreendendo um primeiro motor/gerador, um segundo motor/gerador, e um conjunto de engrenagens planetárias acopladas de modo operável ao segundo motor/gerador, em que o conjunto de engrenagens planetárias compreende uma primeira engrenagem anelar, um primeiro portador planetário e uma primeira engrenagem solar;

um eixo de roda motriz acoplado de modo operável ao trem de acionamento elétrico continuamente variável; e uma primeira roda e uma segunda roda acopladas ao eixo de roda motriz.
18. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira embreagem

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4/4 adaptada para seletivamente acoplar o primeiro motor/gerador e o segundo motor/gerador, e compreendendo adicionalmente uma segunda embreagem adaptada para seletivamente acoplar o segundo motor/gerador e a primeira engrenagem anelar.
19. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um freio acoplado à primeira engrenagem anelar e à segunda embreagem.
20. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o segundo motor/gerador é acoplado à primeira engrenagem solar.
21. Eixo elétrico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem unidirecional acoplada ao primeiro motor/gerador.