CN111699099A - 用于机动车、尤其是汽车的电驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电驱动装置(10)，其包括：至少一个电机(12)、具有输入轴(22)的差速传动装置(18)、壳体(26)、从动轴(24)、容置在壳体(26)中的第一行星齿轮组(28)和容置在壳体(26)中的第二行星齿轮组(36)，该第一行星齿轮组具有作为该第一行星齿轮组(26)的元件的第一太阳轮(30)、第一齿圈(32)和以不能相对转动的方式连接或能连接至从动轴(24)的第一行星齿轮架(34)，该第二行星齿轮组具有作为该第二行星齿轮组(36)的元件的第二太阳轮(38)、以不能相对转动的方式连接或能连接至壳体(26)的第二齿圈(40)和第二行星齿轮架(41)，第二行星齿轮架(41)以不能相对转动的方式连接或能连接至第一行星齿轮架(34)，第二太阳轮(38)以不能相对转动的方式连接或能连接至第一齿圈(32)。

Description

用于机动车、尤其是汽车的电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于机动车、尤其是汽车的电驱动装置。
背景技术
例如已经作为已知技术从DE 10 2015 209 647 A1中得知这种用于机动车尤其是汽车的电驱动装置。电驱动装置包括至少一个或正好一个电机，还包括也被简称为差速器的差速传动装置。差速传动装置具有输入轴，借此例如可将转矩传入差速传动装置。电驱动装置还包括壳体、从动轴和容置在壳体中的第一行星齿轮组，第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一齿圈和以不能相对转动的方式连接或能连接至从动轴的第一行星齿轮架。第一太阳轮、第一齿圈和第一行星齿轮架是第一行星齿轮组的元件，或也被称为第一行星齿轮组的元件。
此外，电驱动装置包括容置在壳体中的第二行星齿轮组，其具有第二太阳轮、与壳体以不能相对转动的方式连接或能连接的第二齿圈和第二行星齿轮架。第二太阳轮、第二齿圈和第二行星齿轮架是第二行星齿轮组的元件，或者被称为第二行星齿轮组的元件。
这样的驱动装置还由DE 10 2016 207 481 A1、DE 10 2016 213 735 A1、DE 102014 113 473 A1、DE 10 2015 105 367 A1、DE 10 2016 207 442 A1、DE 10 2016 207445 A1、DE 10 2016 213 709 A1、DE 10 2012 220 517 A1、DE 101 62 888 A1、DE 112006 002 557 B4、DE 11 2006 003 030 T5和同类型的DE 10 2014 112 200 A1公开了。
发明内容
本发明的任务是如此改进前述类型的电驱动装置，即，可以实现驱动装置的磨损很小且紧凑的结构以及很有利的机动性。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的电驱动装置完成。在从属权利要求中说明了具有适当的发明改进方案的有利设计。
基于用于——尤其呈汽车、优选乘用车形式的——机动车的电驱动装置，电驱动装置包括至少一个或正好一个电机，还包括也简称为差速器的差速传动装置。差速传动装置例如被配属或可被配属给机动车的至少一个或正好一个车桥，其中，该车桥例如包括至少两个或正好两个、尤其是在车辆横向上相互间隔的机动车车轮。机动车通过车轮可被支承在车道上，其中，当机动车沿车道行驶时车轮在车道上滚动。在此，差速传动装置具有输入轴，借此可以例如将转矩尤其是用于驱动机动车的驱动转矩传入差速传动装置。借助差速传动装置，例如尤其通过输入轴被传入差速传动装置的相应转矩可以被分派给所述车桥的车轮，使得车轮可通过差速传动装置借助相应的驱动力矩被驱动。相应的驱动力矩例如由电机提供或来自由电机提供的驱动力矩，驱动力矩也被称为驱动转矩。差速传动装置在此例如有以下任务，即，准许车桥车轮之间的转速补偿/转速平衡，从而例如在机动车过弯时弯道外侧车轮能以比弯道内侧车轮更大的转速转动。差速传动装置此时尤其可以被设计成锥齿轮差速器。
该电驱动装置还包括壳体和从动轴。电驱动装置还包括容置在壳体内的第一行星齿轮组和容置在壳体内的第二行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组例如是该电驱动装置的行星齿轮传动机构的组成部分。也简称为驱动装置的电驱动装置因此包括例如所述的行星齿轮传动机构，它至少包括所述的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。在此，该从动轴例如是行星齿轮传动机构的从动轴，行星齿轮传动机构通过该从动轴可以提供相应的、前述的可通过输入轴被传入差速传动装置中的转矩，作为行星齿轮传动机构的输出力矩或输出转矩。因此，由行星齿轮传动机构通过从动轴可提供或提供的相应输出力矩即为差速传动装置的驱动力矩，差速传动装置借助相应的输出力矩或驱动力矩可被驱动。行星齿轮传动机构的输出力矩例如源于可由电机提供的驱动力矩。换言之，电机例如可以尤其通过其转子提供相应的也称为驱动力矩的转矩，转矩例如可被传入行星齿轮传动机构。相应的由电机提供且被传入行星齿轮传动机构的转矩形成例如相应的输出力矩，其由行星齿轮传动机构通过也被称为输出轴的从动轴可提供或提供。因此，例如差速传动装置通过其输入轴和行星齿轮传动机构可被电机、尤其是其转子驱动，从而相应的机动车车轮通过差速传动装置和行星齿轮传动机构可以被电机驱动。由此，例如机动车可以总体上借助电驱动装置被以电动方式驱动。因此，机动车例如被设计成混动车或电动车，尤其是电池电动车(BEV)。
第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一齿圈和以不能相对转动的方式连接或能连接至从动轴的第一行星齿轮架。第一太阳轮、第一齿圈和第一行星齿轮架在此是第一行星齿轮组的元件或也被称为第一行星齿轮组的元件。第二行星齿轮组包括第二太阳轮、与壳体以不能相对转动的方式连接或能连接的第二齿圈和第二行星齿轮架。第二太阳轮、第二齿圈和第二行星齿轮架在此是第二行星齿轮组的元件或也被称为第二行星齿轮组的元件。所述从动轴和所述行星齿轮组的元件例如是驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的构件，或者说也被称为构件，在这里，例如尤其在相应构件没有以不能相对转动的方式连接至壳体或没有以不能相对转动的方式固定在壳体上时，相应构件可绕也称为主转动轴线的转动轴线相对于壳体转动。例如尤其在相应构件未以不能相对转动的方式连接至壳体时，在行星齿轮传动机构被驱动时、即在例如由电机提供的转矩被传入行星齿轮传动机构时，相应构件绕主转动轴线相对于壳体转动。
“第一行星齿轮架以不能相对转动的方式连接至从动轴”这一特征可以尤其是指第一行星齿轮架永久以不能相对转动的方式连接至从动轴。在此例如呈第一行星齿轮架和驱动装置的从动轴形式的“两个构件的永久以不能相对转动的方式连接”尤其可以是指相互永久以不能相对转动的方式连接的构件总是或永久地以不能相对转动的方式相互连接，因此即便尤其在行星齿轮传动机构被驱动时，永久以不能相对转动的方式相互连接的构件也不会绕转动轴线彼此相对转动。尤其是，“永久以不能相对转动的方式连接”是指没有设置比如用以交替且无损地能建立和又解除永久以不能相对转动的方式连接的切换元件，而是永久以不能相对转动的方式相互连接的构件总是以不能相对转动的方式相互连接。
“第一行星齿轮架与从动轴能以不能相对转动的方式连接”这一特征尤其可以是指例如设有驱动装置的第一切换元件，其中，第一切换元件例如可在第一连接状态和第一释放状态之间切换。第一连接状态例如对应于至少一个第一连接位置，其中，第一释放状态例如对应于至少一个第一释放位置。在此，第一切换元件尤其相对于壳体和/或平移地可在第一连接位置与第一释放位置之间运动。在第一连接状态中，例如第一行星齿轮架借助第一切换元件以不能相对转动的方式连接至从动轴，使得尤其即便在行星齿轮传动机构被驱动时，第一行星齿轮架也不会尤其绕转动轴线相对于从动轴转动、或不能转动。但在第一释放状态中，第一切换元件允许第一行星齿轮架相对于从动轴转动，从而尤其在行星齿轮传动机构被驱动时，第一行星齿轮架相对于从动轴尤其绕主转动轴线转动或能转动。
据此，“第二齿圈以不能相对转动的方式连接至壳体”这一特征是指第二齿圈永久以不能相对转动的方式连接至壳体。由此，例如第二齿圈永久以不能相对转动的方式固定在壳体上，使得尤其即便在行星齿轮传动机构被驱动时，第二齿圈也不会相对于壳体尤其绕主转动轴线转动或可转动。“第二齿圈以不能相对转动的方式能连接至壳体”这一特征尤其是指，例如设有驱动装置的第二切换元件。第二切换元件例如可以在第二连接状态和第二释放状态之间切换。第二连接状态例如对应于至少一个第二连接位置，其中，该第二释放状态例如对应于至少一个第二释放位置。在此，例如第二切换元件可以尤其相对于壳体和/或平移地在第二连接位置和第二释放位置之间运动。在第二连接状态中，第二齿圈借助第二切换元件以不能相对转动的方式连接至壳体，使得尤其是即便在行星齿轮传动机构被驱动时，第二齿圈也不会相对于壳体尤其是绕主转动轴线转动或不能转动。而在第二释放状态中，第二切换元件允许第二齿圈相对于壳体转动，从而尤其是在行星齿轮传动机构被驱动时，第二齿圈相对于壳体尤其绕主转动轴线转动或能转动。
为了实现电驱动装置的损耗优化且因此损耗少的且紧凑的结构和特别有利的机动性，还规定第二行星齿轮架以不能相对转动的方式连接或能连接至第一行星齿轮架。还进一步规定第二太阳轮以不能相对转动的方式连接或能连接至第一齿圈。
由此可以实现该驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的多挡性，从而例如可以通过结构空间有利的方式展现出该驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的至少两个或正好两个可切换的、尤其可动力切换的挡位。还可行的是，提供驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的至少三个或正好三个可切换的、尤其是可动力切换的挡位，从而可以保证很有利的机动性。多挡性在此可以通过很紧凑且损耗少的方式实现，因为也被称为齿轮组的行星齿轮传动机构可以提供期望而有利的总传动比，而不必设有也称为主减速器的最终传动机构。由此，可以将零部件数量和进而结构空间需求、重量和成本保持在很低的范围内。在此，使用两个行星齿轮组作为仅有的行星齿轮组就够了，在此，也可能的是能够通过尤其呈圆柱齿轮传动机构形式的传动级来展现轴偏距。
“第二行星齿轮架以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮架”这一特征尤其是指第二行星齿轮架永久以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮架。因此如果例如行星齿轮传动机构被驱动，则第二行星齿轮架和第一行星齿轮架共同或同时且因此作为整体绕主转动轴线旋转，使得第二行星齿轮架和第一行星齿轮架共同或同时绕主转动轴线相对于壳体转动。
“第二行星齿轮架以不能相对转动的方式能连接至第一行星齿轮架”这一特征尤其可以是指设有第三切换元件，其可以在第三连接状态和第三释放状态之间切换。第三连接状态例如对应于至少一个第三连接位置，其中，第三释放状态例如对应于至少一个第三释放位置。在此，例如第三切换元件尤其可以相对于壳体和/或平移地在第三连接位置和第三释放位置之间运动。在第三连接状态中，例如第一行星齿轮架借助第三切换元件以不能相对转动的方式连接至第二行星齿轮架，使得尤其即便在行星齿轮传动机构被驱动时，所述行星齿轮架也不会彼此相对转动或能转动。而在第三释放状态中，第三切换元件允许第一行星齿轮架相对于第二行星齿轮架尤其绕主转动轴线转动，使得尤其当行星齿轮传动机构被驱动时，该第一行星齿轮架相对于第二行星齿轮架尤其绕主转动轴线转动或能转动。
“第二太阳轮以不能相对转动的方式连接至第一齿圈”这一特征尤其可以是指第二太阳轮永久以不能相对转动的方式连接至第一齿圈。因此若例如行星齿轮传动机构被驱动，则第二太阳轮和第一齿圈共同或同时尤其绕主转动轴线相对于壳体转动。
“第二太阳轮能与第一齿圈连接”这一特征尤其是指例如设有第四切换元件。第四切换元件例如可以在第四连接状态和第四释放状态之间切换。第四连接状态例如对应于至少一个第四连接位置，其中，第四释放状态例如对应于至少一个第四释放位置。在此，例如第四切换元件可以尤其相对于壳体和/或平移地在第四连接位置和第四释放位置之间运动。在第四连接状态中，第二太阳轮借助第四切换元件以不能相对转动的方式连接至第一齿圈，使得尤其是即便在行星齿轮传动机构被驱动时，第二太阳轮也不会相对于第一齿圈转动或不能转动。而在第四释放状态中，第四切换元件允许第二太阳轮相对于第一齿圈尤其绕主转动轴线转动，从而尤其当行星齿轮传动机构被驱动时，该第二太阳轮相对于第一齿圈尤其是绕主转动轴线转动或能转动。
本发明规定，第二太阳轮形成第一空心轴或作为第一空心轴形成。根据本发明，在第一空心轴内还设置或容纳有从动轴的至少一个部段，其中，该从动轴根据本发明被设计成第二空心轴。根据本发明，在第二空心轴内设置有至少一个万向轴部段，该至少一个万向轴部段用于将转矩从差速传动装置传递到机动车的其中至少一个车轮。换言之，例如相应的由差速传动装置提供的转矩可以通过万向轴被传递至相应的车轮，使得相应的车轮通过所述万向轴、差速传动装置和行星齿轮传动机构可被电机驱动。前述的万向轴部段在此是所述万向轴的纵向区域，因此，该万向轴的至少该纵向区域或至少该万向轴部段容纳在第二空心轴中。由此例如可以保持很小的在车辆横向上的结构空间需求。
在本发明的特别有利的设计中，该电机具有前述的转子。尤其是，电机具有转子和定子，其中，该转子可以被定子驱动并由此绕机器转动轴线相对于定子转动。机器转动轴线例如平行于前述主转动轴线延伸且与主转动轴线间隔或偏移。或者可以想到，机器转动轴线相对于主转动轴线同轴布置，从而机器转动轴线与主转动轴线重合。
此外，电驱动装置包括尤其是正好一个传动级，借此将该转子接合或能接合至第一齿圈。换言之，规定了该转子特别有利地通过正好一个传动级与第一齿圈接合或能接合，从而第一齿圈尤其有利地通过正好一个传动级可被该转子驱动。
“转子通过传动级与第一齿圈接合”这一特征可以尤其是指该转子通过传动级永久接合至第一齿圈，从而例如从转子经传动级至第一齿圈的或反向的力传递或转矩传递总是接通。因此若例如转子被转动，则由此总是由转子通过传动级驱动该第一齿圈，从而转子的转动总是导致第一齿圈尤其绕主转动轴线相对于壳体转动。
“转子通过传动级能接合至第一齿圈”这一特征尤其是指例如设有第五切换元件。第五切换元件例如可以在第五连接状态和第五释放状态之间切换。在此，例如第五连接状态对应于至少一个第五连接位置，其中，例如第五释放状态对应于至少一个第五释放位置。在此，例如第五切换元件可以尤其是相对于壳体和/或平移地在第五连接位置和第五释放位置之间运动。在第五连接状态中，该转子通过传动级接合至第一齿圈，从而前述的力传递或转矩传递是接通的。于是若例如转子被转动，则由此第一齿圈通过传动级且尤其通过第五切换元件被转子驱动。尤其在此可借助第五切换元件接通该力传递或转矩传递。
但在第五释放状态中，借助第五切换元件断开力传递或转矩传递，从而在第五连接状态中通过第五切换元件与第一齿圈接合的转子在第五释放状态中与第一齿圈分离。若例如在第五释放状态中该转子被转动，则并不由此导致齿圈转动，因为力传递或转矩传递是断开的。通过使用该传动级，可以通过结构空间有利的方式实现驱动装置的很有利的传动比、尤其是总传动比。
为了在此能够保持很小的结构空间需求以及实现很高效的且因此效率有利的运行，在本发明的其它设计中规定，传动级具有永久以不能相对转动的方式接合至转子的第一齿轮和永久以不能相对转动的方式连接至第一齿圈的第二齿轮。相应的齿轮在此例如被设计成圆柱齿轮。替代地或附加地可以规定这些齿轮相互啮合。
为了实现特别紧凑的结构，在本发明的其它设计中规定，第二齿轮的齿与第一齿圈的齿在尤其是行星齿轮传动机构的轴向上布置在相同的高度处。该轴向在此例如与主转动轴线重合或与主转动轴线平行地延伸。
在本发明的一个特别有利的实施方式中，电驱动装置包括联动切换元件，借此可以使第一行星齿轮组的其中两个元件和/或第二行星齿轮组的其中两个元件相互联动。替代地或附加地可以想到，借助联动切换元件可以使第一行星齿轮组的其中一个元件与第二行星齿轮组的其中一个元件联动。联动切换元件例如可以在以不能相对转动的方式和分离状态之间切换。联动状态例如对应于至少一个联动位置，而分离状态例如对应于分离位置。联动切换元件此时可以例如在联动位置和分离位置之间尤其是平移地和/或相对于壳体运动。在联动状态中，使得能借助联动切换元件相互联动的元件相互联动，即以不能相对转动的方式相互连接，从而尤其是即便在行星齿轮传动机构被驱动时，相互联动的元件也不彼此相对转动或不能相对转动。若行星齿轮传动机构在所述元件借助联动切换元件相互联动的情况下被驱动，则相互联动的元件共同地或同时地作为整体绕主转动轴线旋转并因此绕主转动轴线相对于壳体转动。但在分离状态中，联动切换元件放开所述元件以许其绕主转动轴线彼此相对转动，从而例如在行星齿轮传动机构被驱动时，能借助联动切换元件联动的元件尤其是绕主转动轴线彼此相对转动或能转动。借助联动切换元件，例如可以实现另一个挡、尤其是第三挡，从而例如可以展现驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的至少三个或正好三个可切换的、尤其是可动力切换的挡位。由此可以实现很有利的机动性。
另一个实施方式的特点是从动轴永久以不能相对转动的方式连接至差速传动装置的输入轴。由此，可以保持驱动装置的很小的零部件数量、成本、重量和结构空间需求。
为了能保持电驱动装置的很小的结构空间需求，在本发明的其它设计中规定，差速传动装置所具有的外径分别小于第一太阳轮的外齿直径和第二太阳轮的外齿直径。在此，该差速传动装置在轴向上至少基本布置在第一行星齿轮组的和第二行星齿轮组的区域中。换言之，例如差速传动装置在轴向上至少基本上布置在第一行星齿轮组与第二行星齿轮组之间，在这里，不一定必然规定该差速传动装置在轴向上被相应的行星齿轮组覆盖。
在本发明的另一个实施方式中，第一太阳轮以不能相对转动的方式连接或能连接至壳体。由此，可以通过结构空间有利的方式实现很有利的传动。
“第一太阳轮以不能相对转动的方式连接至壳体”这一特征可以尤其是指第一太阳轮永久以不能相对转动的方式连接至壳体。“第一太阳轮以不能相对转动的方式能连接至壳体”这一特征可以尤其是指设有第六切换元件。第六切换元件例如可以在第六连接状态与第六释放状态之间切换。第六连接状态例如对应于至少一个第六连接位置，其中，第六释放状态例如对应于至少一个第六释放位置。在此，例如第六切换元件可以尤其相对于壳体和/或平移地在第六连接位置和第六释放位置之间运动。在第六连接状态中，第一太阳轮借助第六切换元件以不能相对转动的方式连接至壳体且因此被以不能相对转动的方式固定在壳体上，从而尤其即便在行星齿轮传动机构被驱动时，第一太阳轮也相对于壳体尤其绕主转动轴线不转动或不能转动。但在第六释放状态中，第六切换元件允许第一太阳轮相对于壳体尤其绕主转动轴线转动，从而例如尤其在行星齿轮传动机构被驱动时，第一太阳轮相对于壳体尤其绕主转动轴线转动或能转动。
在本发明的特别有利的设计中，该驱动装置包括第一制动件，借此可将第一太阳轮以不能相对转动的方式连接至壳体。该驱动装置还包括第二制动件，借此可将第二齿圈以不能相对转动的方式连接至壳体。第一制动件因此例如可以在第一制动状态和第一脱开状态之间切换。在第一制动状态中，第一太阳轮借助第一制动件以不能相对转动的方式连接至壳体。在第一脱开状态中，第一制动件允许第一太阳轮相对于壳体尤其绕主转动轴线转动，从而尤其当行星齿轮传动机构被驱动时，第一太阳轮相对于壳体尤其是绕主转动轴线转动或能转动。
与此相应，例如该第二制动件可以在第二制动状态和第二脱开状态之间切换。在第二制动状态中，例如第二齿圈借助第二制动件以不能相对转动的方式连接至壳体并因此被以不能相对转动的方式固定在壳体上。但在第二脱开状态中，第二制动件允许第二齿圈相对于壳体尤其绕主转动轴线转动，从而例如尤其当行星齿轮传动机构被驱动时，第二齿圈相对于壳体尤其绕主转动轴线转动或能转动。由此一来，可以实现很有利的机动性。
另一个实施方式的特点是设有联动切换元件，借此可以将第一太阳轮以不能相对转动的方式接合至第一齿圈。为了例如可以就术语而言明确地将“可将第一太阳轮以不能相对转动的方式接合至第一齿圈的联动切换元件”与“可以将第一行星齿轮组的其中两个构件和/或第二行星齿轮组的其中两个构件相互联动的联动切换元件”区分开，例如“可将第一太阳轮以不能相对转动的方式接合至第一齿圈的联动切换元件”也被称为第二联动切换元件。通过使用第二联动切换元件，可以通过很有利的方式实现多挡性。第二联动切换元件例如可以在第二联动状态与第二分离状态之间切换。第二联动状态例如对应于至少一个第二联动位置，其中，第二分离状态例如对应于至少一个第二分离位置。第二联动切换元件例如可以尤其平移地和/或相对于壳体在第二联动位置和分离位置之间运动。在第二联动状态中，第一太阳轮借助第二联动切换元件以不能相对转动的方式接合或连接至第一齿圈，从而尤其即便当行星齿轮传动机构被驱动时，该第一太阳轮也相对于第一齿圈不能转动或不转动。而在第二分离状态中，第二联动切换元件允许第一太阳轮相对于第一齿圈尤其绕主转动轴线转动，从而尤其当行星齿轮传动机构被驱动时，第一太阳轮相对于第一齿圈尤其绕主转动轴线转动或能转动。
为了能保持驱动装置的、尤其是行星齿轮传动机构的很小的结构空间需求，在本发明的其它设计中规定，第二行星齿轮组堆叠在第一行星齿轮组上。换言之，这两个行星齿轮组被堆叠在一起，在这里，例如第二行星齿轮组堆叠在第一行星齿轮组上。这尤其可以是指，第一行星齿轮组的至少一个纵向区域在行星齿轮传动机构的径向上向外被第二行星齿轮组覆盖。尤其最好规定，在轴向上，第一行星齿轮组完全在径向上向外被第二行星齿轮组覆盖。由此，尤其可以将轴向结构空间需求保持在很小的范围内。
总体可以看到，该驱动装置或行星齿轮传动机构可以设计成基于相互接合或能接合的行星齿轮组的多挡变速器。尤其是，该驱动装置或行星齿轮传动机构可以设计成可切换的、尤其是可以动力切换的多挡结构、尤其是两挡结构或三挡结构，在这里，可以展现出结构空间尤其优化的且因此紧凑的以及或许同轴的、只具有小的损失功率的构型。尤其是，可以展现至少三个或恰好三个作为行车挡的挡位，它们可被用于前进行驶和倒车行驶。其中的第一行车挡例如应该允许挂车运行。另外，第一行车挡设置用于蠕行过程，以便例如能保护电机及其功率电路免于过热。
例如，相应的前述联动切换元件和/或相应的制动件是切换元件，从而在先和随后对切换元件的说明马上也可以被转用到相应的联动切换元件和制动件，反之亦然。至少其中一个切换元件、其中多个切换元件或所有的切换元件例如能被设计成形锁合的切换元件且同时尤其是呈牙嵌式离合器形式，在这里，相应的形锁合的切换元件可以被设计成具有或不带同步单元，以便能实现进一步的损失减少。因此若例如该切换元件被设计成形锁合的切换元件，并且例如相应的构件通过各切换元件以形锁合方式以不能相对转动的方式相互连接，则可以保持很小的损失。还可以想到，相应的切换元件、尤其是相应的制动件被设计成力锁合的或摩擦锁合的切换元件，从而相应的以不能相对转动的方式连接被设计成摩擦锁合的或力锁合的以不能相对转动方式实现的连接。换言之，在此例如这些构件以力锁合或摩擦锁合的方式相互以不能相对转动的方式连接。尤其是，摩擦锁合的切换元件尤其是相应制动件可以被设计成摩擦制动器。
还可行的是，在处于断开运行状态的切换元件内以及在行星齿轮组中实现很低的相对转速，从而可以展现出损失很小的运行。此外，可以保证能很良好地接近切换元件。此外，因为可以展现出多挡性，即便在机动车速度高的情况下，电机或转子转动时也可以保持很低的转速。
尤其可以想到的是，至少其中一个行星齿轮组被设计成双排行星轮传动机构或双排行星齿轮组。在此情况下，例如双排行星齿轮组的至少一个行星齿轮被设计成双排行星齿轮。在行星齿轮组中使用这种双排行星轮或双排行星齿轮的情况下，其行星架连接和齿圈连接被简单地更换，由此可以通过很有利的方式展现出一种等效结构。
从以下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。在先在说明书中提到的特征和特征组合以及在后在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅在各自所说明的组合中、也在其它的组合中或者单独地可使用，而没有脱离本发明范围。
附图说明
附图中：
图1示出根据第一实施方式的本发明电驱动装置的示意图；
图2示出根据第二实施方式的驱动装置的示意图；
图3示出根据第三实施方式的驱动装置的示意图；
图4示出根据第四实施方式的驱动装置的示意图；
图5a示出根据第五实施方式的驱动装置的示意图；
图5b示出根据第六实施方式的驱动装置的示意图；
图6a示出根据第七实施方式的驱动装置的示意图；
图6b示出根据第八实施方式的驱动装置的示意图；
图7示出根据第九实施方式的驱动装置的示意图。
具体实施方式
在附图中，相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
图1示出总体用10表示的用于机动车、尤其是汽车且优选是乘用车的电驱动装置的第一实施方式。电驱动装置10也被称为驱动装置。在其制造完成状态中，机动车例如包括至少一个车桥，其具有至少两个在车辆横向上相互间隔的且也称为机动车车轮的车轮。机动车通过车轮可被支承在车道上。如果机动车在其通过车轮被支承在车道上的情况下沿车道行驶，则车轮在车道上滚动。在此，机动车可以借助驱动装置10被以电动方式驱动。为此，电驱动装置10包括至少一个或正好一个电机12，电机具有定子14和转子16。转子16可被定子14驱动并由此可绕电机轴线相对于定子14转动。电机12可以通过转子16提供转矩，借此可以驱动车轮、进而驱动机动车。
电驱动装置10还包括差速传动装置18，它例如配属于上述车桥且因此被称为车桥减速器。差速传动装置18例如被设计成锥齿轮差速器。车桥的车轮可以例如通过差速传动装置18被电机12驱动。为此，例如通过相应的万向轴将相应的在图1中由箭头20表示的转矩从差速传动装置18传递至车轮。由箭头20表示的转矩例如来自相应的由电机12经由其转子16所提供的转矩，该转矩例如通过驱动装置10的行星齿轮传动机构21被传递给差速传动装置18并自此传递给车轮。差速传动装置18在此包括输入轴22，其例如可以通过行星齿轮传动机构21被转子16驱动。通过输入轴22，由行星齿轮传动机构21所提供的转矩(其例如源自由电机12所提供的转矩)可被传入差速传动装置18，由此，差速传动装置18被驱动。驱动装置10还包括从动轴24，其例如是行星齿轮传动机构21的组成部分。行星齿轮传动机构21例如可以通过从动轴24提供转矩，用于驱动输入轴22、进而驱动差速传动装置18。
此外，驱动装置10包括在图1中特别示意性示出的壳体26，壳体例如是行星齿轮传动机构21的壳体。在此，驱动装置10、尤其是行星齿轮传动机构21包括布置在壳体26中的第一行星齿轮组28。第一行星齿轮组28包括第一太阳轮30、第一齿圈32和第一行星齿轮架34。太阳轮30、齿圈32和行星齿轮架34是第一行星齿轮组28的元件。行星齿轮传动机构21和进而驱动装置10还包括第二行星齿轮组36，其包括第二太阳轮38、第二齿圈40和第二行星齿轮架41。太阳轮38、齿圈40和行星齿轮架41是第二行星齿轮组36的元件。行星齿轮组28还包括至少一个第一行星齿轮42，其可转动地安装在行星齿轮架34上。行星齿轮42在此一方面与太阳轮30啮合且另一方面与齿圈32啮合。与此相应，第二行星齿轮组36包括至少一个第二行星齿轮44，其一方面与太阳轮38啮合且另一方面与齿圈40啮合，并可转动地安装在行星齿轮架41上。至少其中一个行星齿轮42、44或者这些行星齿轮42和44能被设计成双排行星轮或双排行星齿轮，从而行星齿轮组28和/或行星齿轮组36可被设计成双排行星齿轮组。
特别有利地，差速传动装置18就像在所有图1-7中示出的那样相对于行星齿轮传动机构21同轴布置，并且因此也相对于第一行星齿轮组28和第二行星齿轮组36同轴布置。
在如图1所示的第一实施方式中，第一行星齿轮架34永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24。此外，第二齿圈40可以以不能相对转动的方式连接至壳体26。为此，设有例如呈形锁合的切换元件或摩擦锁合式的切换元件形式的、尤其是第二制动件46，可以借此将齿圈40以不能相对转动的方式连接至壳体26。
为了现在能实现驱动装置10的损耗很小的且紧凑的结构以及特别有利的机动性，第二行星齿轮架41被永久以不能相对转动的方式连接至第一行星齿轮架34。在此，行星齿轮架41永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24，其例如永久以不能相对转动的方式连接至输入轴22。另外，从动轴24永久以不能相对转动的方式连接至行星齿轮架34，从而例如行星齿轮架34、41通过从动轴24永久以不能相对转动的方式相互连接。
此外对于驱动装置10规定，转子16通过正好一个传动级48与齿圈32永久接合。传动级48在此呈圆柱齿轮传动机构形式。在此，传动级48包括永久以不能相对转动的方式连接或接合至转子16的第一齿轮50和永久以不能相对转动的方式连接或接合至第一齿圈32的第二齿轮52。齿轮50和52最好被设计成圆柱齿轮。还在此规定齿轮50和52相互啮合。尤其可以想到的是齿轮52与齿圈32呈一体式构成。齿轮52例如具有第一外齿，在这里，齿轮50例如具有第二外齿。第一外齿例如与第二外齿啮合。另外，例如第一外齿由齿圈32的外齿构成。齿圈32例如具有与行星齿轮42啮合的内齿。在此，例如第一外齿和齿圈32的内齿被设计成相互呈一体构成。换言之，齿轮50和52具有相应的齿，它们在第一实施方式中被设计成前述的外齿。通过齿轮50、52的齿，可以在齿轮50、52之间传递转矩，从而例如齿轮52可通过齿轮50被转子16驱动。还规定第二齿轮52的齿与第一齿圈32的齿在电机12的或行星齿轮传动机构21的轴向上布置在相同的高度，其中，在第一实施方式中，第一齿圈32的齿就是齿圈32的所谓内齿。
在第一实施方式中，驱动装置10、尤其是行星齿轮传动机构21还包括联动切换元件54，借此可以使第一行星齿轮组28的其中两个元件相互联动。行星齿轮组28的借助联动切换元件54可以相互联动的元件在此是太阳轮30和齿圈32，因此在第一实施方式中，太阳轮30可借助联动切换元件54与齿圈32联动。此外设有例如呈制动器和/或摩擦锁合式切换元件形式的第一制动件56，借此可以将太阳轮30以不能相对转动的方式连接或接合至壳体26。换言之，太阳轮30可以借助切换元件56被以不能相对转动的方式固定在壳体26上。
驱动装置10还包括驻车锁P，其具有至少一个例如呈止动爪形式的第一锁止件58和第二锁止件60。第二锁止件60例如以不能相对转动的方式连接至从动轴24。尤其是，第二锁止件60可被设计成驻车锁齿轮，其具有多个在周向上前后相继且彼此间隔的锁定齿。因为锁定齿在驻车锁齿轮的周向上相互间隔，故逐对地在锁定齿之间存在齿隙，止动爪可插入齿隙中。如果止动爪插入其中一个齿隙，则锁止件58和60以形锁合方式合作。由此，从动轴24被以不能相对转动的方式固定在壳体26上。换言之，从动轴24借助驻车锁P尤其以形锁合方式可被以不能相对转动的方式固定在壳体26上，由此锁定车桥的车轮以免出现相对于例如呈自承载式车身形式的机动车车体结构的不希望的转动。由此，机动车可以被锁定以避免不希望的溜车，这尤其在机动车停放或停泊在斜面或坡道上时是有利的。
总体可以看出，可以展现出轴线平行的和/或同轴的布置。另外，驱动装置10中的转速即便在机动车高速时也可以被保持很低，从而尤其是可以将牵引损耗保持在很小范围内。另外，可以展现出很高的齿啮合效率，从而可以实现高效且因此效率有利的运行。
图2示出第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式的区别尤其是，齿圈32在轴向上相对于齿轮52错开布置，或者说跟在齿轮52后。另外，联动切换元件54被设计成这样的切换元件，即，借此可以将永久以不能相对转动的方式连接至太阳轮38的齿圈32以不能相对转动的方式连接至太阳轮30。因此，太阳轮30可以借助联动切换元件54以不能相对转动的方式连接至齿轮52。就是说，在第二实施方式中，借助联动切换元件54可相互联动的元件是齿圈32和太阳轮30。在第二实施方式中，行星齿轮架34和41也永久以不能相对转动的方式相互连接并且永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24，从动轴永久以不能相对转动的方式连接至输入轴22，从而行星齿轮架34、41永久以不能相对转动的方式连接至输入轴22。就像在第一实施方式中那样，相应的切换元件46或56可以设计成摩擦锁合的切换元件、尤其是制动器。联动切换元件54可以设计成形锁合的切换元件，因此例如设计成卡爪结构或牙嵌式离合器。
图3示出驱动装置10的第三实施方式。在第三实施方式中，行星齿轮组28和36堆叠在一起，在这里，行星齿轮组36堆叠在行星齿轮组28上。在第三实施方式中，例如行星齿轮组28的齿圈32被设计成与行星齿轮组36的太阳轮38一体构成，从而例如太阳轮38被设计成齿圈32的外齿。因此例如齿圈32的内齿被设计成与太阳轮38一体构成。通过堆叠行星齿轮组28和36，尤其可以将轴向结构空间需求保持在很小范围内。
尤其有利地，在行星齿轮组28和36被堆叠的实施方式中，差速传动装置18被设计成锥齿轮差速器，并且在径向上布置在传动级48内并在轴向上与传动级48重叠布置。也有利的是，在此情况下还将差速传动装置48在径向上布置在联动切换元件54内且在径向上布置在第一制动件56之内。
替代地，差速传动装置18也可被设计成行星轮式差速器，在此，它于是有利地(附图未示出)在轴向上被布置在行星齿轮组28、36的背对传动级48的一侧。
图4示出驱动装置10的第四实施方式。第四实施方式基本对应于第二实施方式或依据第二实施方式，尤其有以下差别，即，传动级48被设计成第三行星齿轮组。第三行星齿轮组此时包括第三太阳轮62、第三齿圈64和第三行星齿轮架66。第三行星齿轮组还包括至少一个第三行星齿轮68，其可转动地安装在行星齿轮架66上，并且一方面与太阳轮62啮合且另一方面与齿圈64啮合。例如齿圈64永久以不能相对转动的方式连接至壳体26或能与壳体26永久以不能相对转动的方式相连。此外，太阳轮62永久以不能相对转动的方式连接至电机12的转子16，从而例如在第四实施方式中，该太阳轮62担负起第二实施方式中齿轮50的作用或角色。行星齿轮架66在此永久以不能相对转动的方式连接至太阳轮38和/或齿圈32，在此，齿圈32和38永久以不能相对转动的方式相互连接。就像在第二实施方式中那样，在第四实施方式中，该太阳轮30也可借助联动切换元件54与齿圈32联动且以不能相对转动的方式连接至太阳轮38。因此就像也在第二实施方式中那样，借助联动切换元件54可相互联动的元件是行星齿轮组28的太阳轮30和齿圈32。在第三实施方式中，也可以借助联动切换元件54将太阳轮30与太阳轮38和齿圈32以不能相对转动的方式连接。同样的情况也适用于第一实施方式。
此外在第四实施方式中，太阳轮30可以借助联动切换元件54以不能相对转动的方式连接至行星齿轮架66，因为行星齿轮架66例如以不能相对转动的方式连接至齿圈32和/或太阳轮38。就像也在第二实施方式中那样，在第四实施方式中，该行星齿轮架41永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24。
在例如源于第四实施方式的、附图未示出的另一个实施方式中可以规定，行星齿轮架66永久以不能相对转动的方式连接至壳体26或者可与壳体26永久以不能相对转动的方式相连。此时，例如太阳轮62永久以不能相对转动的方式连接至转子16。另外，例如齿圈64永久以不能相对转动的方式连接至齿圈32和/或太阳轮38。
图5a示出第五实施方式，其中，在图5a中为了概览起见而未示出电机12。但在图5a中，箭头70示出相应的由电机12通过其转子16可提供的转矩，该转矩例如通过齿圈32可被传入行星齿轮传动机构21。因此例如在第五实施方式中，转子16永久以不能相对转动的方式接合至齿圈32或可与齿圈32接合，从而例如在第五实施方式中规定了就像在第一实施方式中那样将电机12连接至齿圈32。例如呈制动器形式的切换元件56、46例如就像在第一实施方式中一样。在第五实施方式中，现在设有例如切换元件72，其设计成联动切换元件。借助切换元件72，齿圈32可以与第一行星齿轮组28的行星齿轮架34联动，即可以不能相对转动的方式连接。虽然在第五实施方式中行星齿轮架34永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24和/或输入轴22，但在第五实施方式中该太阳轮30可借助切换元件72以不能相对转动的方式连接至从动轴24或输入轴22，尤其借助行星齿轮架34。在第五实施方式中，切换元件72在轴向上跟在第一制动件56之后，其中，行星齿轮组28跟在切换元件72之后。
在附图未示出的一个实施方式中，切换元件72例如可以设计用于将行星齿轮架34与齿圈32联动，从而例如行星齿轮架34于是可以借助切换元件72通过齿圈32以不能相对转动的方式连接至太阳轮38。
在附图未示出的另一个实施方式中，切换元件72例如可以设计用于将太阳轮38与行星齿轮架41联动。因为例如齿圈32永久以不能相对转动的方式连接至太阳轮38，故例如齿圈32可以通过切换元件72与行星齿轮架41以不能相对转动的方式相连并且进而与从动轴24和/或输入轴22以不能相对转动的方式相连。
在附图未示出的另一个实施方式中可以想到，切换元件72设计用于将太阳轮38与齿圈40联动。因为此时太阳轮38与齿圈32永久以不能相对转动的方式连接，故例如可以通过切换元件72将齿圈32与齿圈40以不能相对转动的方式连接。
图5b示出第六实施方式，在这里，切换元件72被设计用于将齿圈40与行星齿轮架41联动。因为此时行星齿轮架41永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24和/或输入轴22，故例如齿圈40可以通过切换元件72以不能相对转动的方式连接至从动轴24和/或输入轴22。切换元件72尤其可以被设计成形锁合的切换元件、尤其是卡爪结构或牙嵌式离合器。总体上可以看到，切换元件72可被设计用于将行星齿轮组28、36的两个任意元件相互以不能相对转动的方式接合或相互以不能相对转动的方式连接。
图6a示出第七实施方式。在第七实施方式中，例如第一制动件56被省掉并且作为替代固定于壳体地将太阳轮30连接至壳体26，从而在第七实施方式中该太阳轮30永久以不能相对转动的方式连接至壳体26。在此，设有切换元件74，借此可以将行星齿轮架34以不能相对转动的方式连接至输入轴22或从动轴24。切换元件74此时最好被设计成形锁合的切换元件、尤其是卡爪结构或牙嵌式离合器。
在附图未示出的另一个实施方式中可以想到，转子16永久接合至太阳轮38。如果在这里太阳轮30也永久以不能相对转动的方式连接至壳体26，则切换元件74最好被设计用于将转子16或太阳轮38以不能相对转动的方式连接至齿圈32。
图6b示出第八实施方式，在此，例如相比于第一实施方式，第二制动件46被省掉并且作为替代将齿圈40永久以不能相对转动的方式连接至壳体26。因此在第八实施方式中规定，齿圈40永久以不能相对转动的方式连接至壳体26。在此设有切换元件76，可借此将行星齿轮架41以不能相对转动的方式连接至从动轴24和/或输入轴22和/或行星齿轮架34。优选地，切换元件76被设计成形锁合的切换元件且在此尤其被设计成卡爪结构或牙嵌式离合器。在附图未示出的一个实施方式中可以规定，相比于第八实施方式，行星齿轮架41永久以不能相对转动的方式连接至从动轴24或输入轴22或行星齿轮架34。代替在齿圈32与太阳轮38之间的永久以不能相对转动的方式连接(就像在第八实施方式中规定的那样)，于是例如设有切换元件，借此可以将齿圈32以不能相对转动的方式连接至太阳轮38。
最后，图7示出驱动装置10的第九实施方式，其在第九实施方式中具有至少两个或正好两个可切换的、尤其是可动力切换的挡位。不同于第一实施方式，在第九实施方式中未设置联动切换元件54，因此可以展现出一种很简单的结构和进而紧凑的、重量和成本都有利的以及磨损小的构型。

Claims (11)

1.一种用于机动车的电驱动装置(10)，其包括：至少一个电机(12)、具有输入轴(22)的差速传动装置(18)、壳体(26)、从动轴(24)、容置在壳体(26)中的第一行星齿轮组(28)和容置在壳体(26)中的第二行星齿轮组(36)，该第一行星齿轮组具有作为该第一行星齿轮组(26)的元件的第一太阳轮(30)、第一齿圈(32)和以不能相对转动的方式连接或能连接至从动轴(24)的第一行星齿轮架(34)，该第二行星齿轮组具有作为该第二行星齿轮组(36)的元件的第二太阳轮(38)、以不能相对转动的方式连接或能连接至壳体(26)的第二齿圈(40)和第二行星齿轮架(41)，
-第二行星齿轮架(41)以不能相对转动的方式连接或能连接至第一行星齿轮架(34)，并且
-第二太阳轮(38)以不能相对转动的方式连接或能连接至第一齿圈(32)，
其特征是，
第二太阳轮(38)形成第一空心轴，在该第一空心轴内设有作为第二空心轴的从动轴(24)的至少一个部段，在该第二空心轴内设有至少一个万向轴部段，该至少一个万向轴部段用于将转矩(20)从差速传动装置(18)传递至机动车的至少一个车轮。
2.根据权利要求1的电驱动装置(10)，其特征是，电机(12)具有转子(16)，该转子通过传动级(48)与第一齿圈(32)接合或能接合。
3.根据权利要求2的电驱动装置(10)，其特征是，传动级(48)具有永久以不能相对转动的方式连接至转子(16)的第一齿轮(50)和永久以不能相对转动的方式连接至第一齿圈(32)的第二齿轮(52)。
4.根据权利要求3的电驱动装置(10)，其特征是，第二齿轮(52)的齿沿轴向布置在与第一齿圈(32)的齿相同的高度处。
5.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，设有联动切换元件(54)，借助该联动切换元件能使第一行星齿轮组(28)的其中两个元件相互联动和/或第二行星齿轮组(36)的其中两个元件相互联动。
6.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，从动轴(24)永久以不能相对转动的方式连接至差速传动装置(18)的输入轴(22)。
7.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，差速传动装置(18)所具有的外径分别小于第一太阳轮(30)的外齿的直径和第二太阳轮(38)的外齿的直径，其中，差速传动装置(18)在轴向上至少基本上布置在第一行星齿轮组(28)的和第二行星齿轮组(36)的区域中。
8.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，第一太阳轮(30)以不能相对转动的方式连接或能连接至壳体(26)。
9.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，
-设有第一制动件(56)，借助该第一制动件能将第一太阳轮(30)以不能相对转动的方式连接至壳体(26)；
-设有第二制动件(46)，借助该第二制动件能将第二齿圈(40)以不能相对转动的方式连接至壳体(26)。
10.根据前述权利要求之一的电驱动装置(10)，其特征是，设有联动切换元件(54)，借助该联动切换元件能将第一太阳轮(30)以不能相对转动的方式接合至第一齿圈(32)。
11.根据权利要求2的电驱动装置(10)，其特征是，第二行星齿轮组(36)堆叠在第一行星齿轮组(28)上，差速传动装置(18)在径向上布置在传动级(48)内且在轴向上与传动级(48)重叠布置。
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