CN113727877A - 用于车辆的模块化变速器平台和动力系 - Google Patents

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T·勒夫沃尔
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1)的模块化变速器平台(6)。模块化变速器平台(6)包括：第一传动轴(36)，其具有被构造成连接到至少一个推进单元(4)的至少一个输入轴(13、15)；第二传动轴(38)，其经由第一变速器单元(40)可旋转地连接到第一传动轴(36)；以及第三传动轴(42)，其具有被构造成连接到推进器轴(8)的第一输出轴(22)。第三传动轴(42)经由第二变速器单元(44)可旋转地连接到第二传动轴(38)。模块化变速器平台(6)包括：至少一个第二输出轴(46)，其被构造成向连接到至少一个第二输出轴(22)的设备(48、50)提供扭矩。至少一个输入轴(13、15)和第一输出轴(22)在相同方向上从模块化变速器平台(6)延伸。本发明还涉及一种用于车辆(1)的动力系(2)。本发明还涉及一种车辆(1)。

Description

用于车辆的模块化变速器平台和动力系
技术领域
本发明涉及一种根据所附权利要求的用于车辆的模块化变速器平台。本发明还涉及一种根据所附权利要求的用于车辆的动力系。本发明还涉及一种根据所附权利要求的车辆。
背景技术
诸如卡车和公交车的重型车辆可以借助于内燃发动机来推进。为了减少消耗和对化石燃料的依赖，已经开发了混合动力系。混合动力系通常组合使用例如内燃发动机的主推进单元与例如由电池驱动的电动机的次级推进单元。为了完全避免使用化石燃料，已经开发了全电动车辆。全电动车辆借助于至少一个电机/电动机来推进。
文献US 2011/0212803 A1公开了一种用于电动车辆的驱动装置，其包括第一电动机、第二电动机以及联接第一电动机和第二电动机的行星齿轮系。
如果车辆的燃料或电源较大，则可以扩展车辆的操作范围。燃料存储在能量储存单元中，例如车辆的燃料储罐中。电力存储在车辆的能量储存单元中。能量储存单元布置在车辆上，使得其最终不与车辆上的其它部件冲突。存在这样的电动车辆，该电动车辆包括在车辆的侧面部分上以及前轮与后轮之间用于能量储存单元的接收部分。
发明内容
由于重型车辆的用户的不同需求，车辆的齿轮箱和动力系通常适应重型车辆的用户的特定需求。如果车辆在道路(例如高速公路)上用作商用运输车辆，则齿轮箱和动力系应适于主要以恒定和高速驱动车辆。如果车辆在交通密集且频繁制动和加速的城市中用作商用车辆，则齿轮箱和动力系应适应车辆的频繁制动和加速。
具有混合动力系的车辆以及全电动车辆可能需要用于动力输出(Power Take Off(PTO))或辅助部件(例，如空气压缩机或气候系统)的动力。取决于用户需求，此类车辆可包括被构造成向此类动力输出和辅助部件提供所需动力的电机和/或内燃发动机。此类车辆还可包括适应用户需要的齿轮箱和动力系。
仅推进单元是电机的车辆，能量储存单元的存储和能量储存单元的容量对于车辆的操作范围至关重要。大型能量储存单元或若干小型能量储存单元需要车辆中的空间。另外，车辆包括诸如动力系中的轴、框架和部件等的部件，其限制了在车辆上布置大型能量储存单元的可能性。如果推进单元还包括内燃发动机，则需要将燃料额外存储在能量储存单元中，例如燃料储罐中。在朝向车辆后驱动轮的后轴的方向上将常规动力系向后布置在车辆中可能并不能令人满意地在推进单元的前方产生更多空间。由于当将常规动力系向后布置时，动力系的推进器轴的长度将减小到临界长度并且连接角将超过正常驱动位置和后轴移动的最大可允许角度，因此动力系的前方和前轴后方的空间将受到限制。
因此，期望开发用于车辆的模块化变速器平台和动力系，其涵盖用于不同车辆的广泛性能等级规范。
此外，期望开发用于车辆的模块化变速器平台和动力系，其被构造成向关于动力系在外部的设备提供特定动力和扭矩。
此外，期望将用于车辆的模块化变速器平台和动力系布置在产生用于容纳能量储存单元的空间的位置。
此外，需要开发可适应重型车辆应用的模块化变速器平台。
因此，本发明的目的是开发用于车辆的模块化变速器平台和动力系，其涵盖用于不同车辆的广泛性能等级规范。
本发明的另一目标是开发用于车辆的模块化变速器平台和动力系，其被构造成向关于动力系在外部的设备提供特定动力和扭矩。
本发明的另一目标是将用于车辆的模块化变速器平台和动力系布置在产生用于容纳能量储存单元的空间的位置。
本发明的另一目标是开发可适应重型车辆应用的模块化变速器平台和动力系。
本文中提及的目标通过根据所附权利要求的用于车辆的模块化变速器平台来实现。本文中提及的目标还通过根据所附权利要求的用于车辆的动力系来实现。本文中提及的目标还通过根据所附权利要求的车辆来实现。
根据本发明的一方面，提供了一种用于车辆的模块化变速器平台。所述模块化变速器平台包括：第一传动轴，所述第一传动轴具有被构造成连接到至少一个推进单元的至少一个输入轴；第二传动轴，所述第二传动轴经由第一变速器单元可旋转地连接到所述第一传动轴；以及第三传动轴，所述第三传动轴具有被构造成连接到推进器轴的第一输出轴；其中所述第三传动轴经由第二变速器单元可旋转地连接到所述第二传动轴；其中所述模块化变速器平台包括至少一个第二输出轴，所述至少一个第二输出轴被构造成向连接到所述至少一个第二输出轴的设备提供扭矩；并且其中所述至少一个输入轴和所述第一输出轴在相同方向上从所述模块化变速器平台延伸。
此类模块化变速器平台将涵盖用于不同车辆的广泛性能等级规范。另外，第一变速器单元和第二变速器单元将提供车辆中广泛性能等级规范。可以向模块化变速器平台外部的设备提供来自至少一个第二输出轴的扭矩。由于至少一个输入轴和第一输出轴在相同方向上从模块化变速器平台延伸，因此可以在模块化变速器平台的前方产生用于容纳能量储存单元的空间。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆的动力系。动力系包括本文公开的模块化变速器平台。
由于动力系的第一变速器单元和第二变速器单元，此动力系将提供广泛的性能等级规范。动力系将能够向外部设备提供来自模块化变速器平台的至少一个第二输出轴的扭矩。由于至少一个输入轴和第一输出轴在相同方向上从模块化变速器平台延伸，所以可以在动力系的前方产生的空间中容纳大量能量储存单元。此类能量储存单元可以向车辆中的推进单元提供动力和/或燃料。动力系的前方产生的空间可以容纳大型能量储存单元或许多小型能量储存单元。诸如动力系中的轴、框架和部件的车辆部件将布置在产生的用于能量储存单元的空间之外。通过在车辆的纵向方向上将推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置，将在动力系的前方产生必需空间。此外，当在朝向车辆的后轴的方向上将动力系向后布置在车辆中时，在动力系的前方产生的空间将甚至更大。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆。所述车辆包括本文公开的动力系。
由于动力系包括布置在车辆中的第一变速器单元和第二变速器单元，此类车辆将具有广泛的性能等级规范。车辆将能够向外部设备提供来自包括模块化变速器平台的至少一个第二输出轴的动力系的扭矩。由于动力系中的至少一个输入轴和第一输出轴在相同方向上从模块化变速器平台延伸，所以车辆将在动力系的前方产生的空间中容纳大量能量储存单元。此类能量储存单元可以向车辆中的推进单元提供动力和/或燃料。车辆中产生的空间可以容纳大型能量储存单元或许多小型能量储存单元。诸如动力系中的轴、框架和部件的车辆部件将布置在产生的用于能量储存单元的空间之外。通过在车辆的纵向方向上将推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置，将在动力系的前方产生必需空间。此外，当在朝向车辆的后轴的方向上将动力系向后布置在车辆中时，在动力系的前方产生的空间将甚至更大。
从以下细节并且通过实施本发明，本发明的其他目标、优点和新颖特征对于本领域技术人员而言将是显而易见的。虽然下文描述了本发明，但是应当清楚的是，本发明可以不限于具体描述的细节。本领域的技术人员在获得本文的教导后，将认识到在本发明的范围内的其它领域中的额外应用、修改和并入。
附图说明
为了更全面地理解本公开以及本公开的其他目标和优点，下文阐述的详细描述应与附图一起阅读，附图中相同的附图标记表示各图中的类似项目，并且其中：
图1示意性地示出了根据实例的具有动力系的车辆的侧视图；
图2示意性地示出了根据实例的具有动力系的车辆的上方视图；以及
图3a-3c示意性地示出了根据不同实例的动力系的上方视图。
具体实施方式
根据本公开的模块化变速器平台和动力系可以布置在车辆中的某一位置，使得在车辆中产生用于容纳能量储存单元的空间。由于至少一个输入轴和第一输出轴在相同方向上从模块化变速器平台延伸，因此可以在动力系中的模块化变速器平台的前方产生用于容纳能量储存单元的空间。布置在第一传动轴与第二传动轴以及第二传动轴与第三传动轴之间的第一变速器单元和第二变速器单元产生模块化变速器平台，其将涵盖用于不同车辆的广泛性能等级规范。另外，第一变速器单元和第二变速器单元还将提供车辆中广泛性能等级规范，模块化变速器平台布置在所述车辆中。可以向在动力系外部的设备提供来自模块化变速器平台的至少一个第二输出轴的扭矩。
根据本公开，提供了一种用于车辆的模块化变速器平台。所述模块化变速器平台包括：第一传动轴，所述第一传动轴具有被构造成连接到至少一个推进单元的至少一个输入轴；第二传动轴，所述第二传动轴经由第一变速器单元可旋转地连接到所述第一传动轴；以及第三传动轴，所述第三传动轴具有被构造成连接到推进器轴的第一输出轴；其中所述第三传动轴经由第二变速器单元可旋转地连接到所述第二传动轴；并且其中所述模块化变速器平台包括至少一个第二输出轴，所述至少一个第二输出轴被构造成向连接到所述至少一个第二输出轴的设备提供扭矩；并且其中所述至少一个输入轴和所述第一输出轴在相同方向上从所述模块化变速器平台延伸。
车辆中的模块化变速器平台将动力从推进单元传递到车辆的驱动轮。车辆可以是重型车辆，例如，卡车或公共汽车。车辆可替代地是乘用车。车辆可由驾驶员驾驶。车辆可以被远程地操作或自主地操作。驱动轮可以布置在车辆的后部或车辆的前部中。车辆的所有轮子都可以是驱动轮。推进单元可包括一台或几台电机。备选地，推进单元可以是内燃发动机。还可以将一台或几台电机与内燃发动机组合，并将它们连接至模块化变速器平台。此类组合可以允许电机和内燃发动机彼此独立地工作或作为混合驱动组合工作。
模块化变速器平台可以包括用于传递扭矩和传动比的齿轮。模块化变速器平台可以包括用于传递扭矩和传动比的链条或皮带变速器。模块化变速器平台上的传动比是可变的。模块化变速器平台可以自动地或手动地控制。模块化变速器平台可以包括自动手动变速器，例如AMT齿轮箱。
推进器轴被构造成在模块化变速器平台与后轴的至少一个驱动轴之间传递旋转运动和扭矩。推进器轴具有连接到模块化变速器平台的第一输出轴的第一端和连接到至少一个驱动轴的第二端。推进器轴的第二端可经由布置在后轴中的差速齿轮连接到至少一个驱动轴。差速齿轮包括连接到推进器轴的输入轴和两个输出轴，每个输出轴连接到驱动轴。每个驱动轴都连接到驱动轮，以用于驱动车辆。至少一个驱动轴被构造成在推进器轴与驱动轮之间传递旋转运动和扭矩。推进器轴可以具有与模块化变速器平台的第一输出轴的延伸和差速齿轮的输入轴的延伸在相同方向上的延伸。然而，推进器轴可以具有与模块化变速器平台的第一输出轴的延伸和差速齿轮的输入轴的延伸在不同的另一方向上的延伸。后轴可以具有从车辆一侧的一个后驱动轮到车辆另一侧的另一驱动轮的延伸。车辆可包括框架。模块化变速器平台可以连接或附接到框架。因此，推进单元、模块化变速器平台和后轴可以连接或附接到框架。后轴可借助于悬架连接到框架，这允许后轴相对于框架的延伸在竖直方向上移动。
至少一个推进单元可以在车辆的纵向方向上布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置。此外，至少一个推进单元与模块化变速器平台的第一输出轴和推进器轴并行地定位。当至少一个推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置时，在模块化变速器平台的前方产生空间。车辆的纵向方向的定义是从车辆的前部到车辆的后部的方向。模块化变速器平台的前方产生的空间可容纳用于储存电力的能量储存单元。产生的空间可替代地或组合地容纳用于例如柴油或汽油的液体燃料的能量储存单元。
产生的用于容纳能量储存单元的空间增加了用于推进推进单元的电力和/或液体燃料的存储和容量，并且因此增大了车辆的操作范围。车辆中产生的空间可以容纳大型能量储存单元或许多小型能量储存单元。
诸如动力系中的轴、框架和部件的车辆部件将布置在产生的用于能量储存单元的空间之外。因此，通过在车辆的纵向方向上将至少一个推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置，将在模块化变速器平台的前方产生必要空间。此外，当在朝向车辆的后轴的方向上将模块化变速器平台向后布置在车辆中时，在模块化变速器平台的前方产生的空间将甚至更大。
第一传动轴由推进单元驱动。如果多个推进单元连接到第一传动轴，则第一传动轴由这些推进单元驱动。第一推进单元可连接到输入轴。第二推进单元可连接到另一输入轴。两个输入轴均连接到第一传动轴。如果推进单元是电机(其也可以被构造为发电机)，那么电机可以由第一传动轴驱动，以便为能量储存单元产生电力。
第二传动轴由第一传动轴驱动。然而，在电机应作为发电机驱动以产生电力的情况下，第一传动轴可以由第二传动轴驱动。第一变速器单元布置在第一传动轴与第二传动轴之间。第一变速器单元可以为齿轮箱，其包括用于在第一传动轴与第二传动轴之间传递扭矩和传动比的齿轮。第一变速器单元可以为齿轮箱，其包括用于传递扭矩和传动比的链条或皮带变速器。第一变速器单元的传动比可以是固定的或可变的。传动比可以为1:1。
第三传动轴由第二传动轴驱动。然而，在电机应作为发电机驱动以产生电力的情况下，第二传动轴可以由第三传动轴驱动。第二变速器单元布置在第二传动轴与第三传动轴之间。第二变速器单元可以是齿轮箱，其包括用于在第二传动轴与第三传动轴之间传递扭矩和传动比的齿轮。第二变速器单元可以为齿轮箱，其包括用于传递扭矩和传动比的链条或皮带变速器。第一变速器单元的传动比可以是固定的或可变的。传动比可以为1:1。
由于至少一个输入轴和第一输出轴在相同方向上从模块化变速器平台延伸，因此可以在模块化变速器平台的前方产生用于容纳能量储存单元的空间。
可以向模块化变速器平台外部的设备提供来自至少一个第二输出轴的扭矩。
根据实例，第一变速器单元和/或第二变速器单元可在不同传动比之间切换。
将第一变速器单元和/或第二变速器单元布置成可在不同传动比之间切换将提供涵盖用于不同车辆的广泛性能等级规范的模块化变速器平台。另外，此类可切换的第一变速器单元和第二变速器单元还将提供车辆中广泛性能等级规范，模块化变速器平台布置在所述车辆中。第一变速器单元和第二变速器单元可包括用于在传动轴之间传递扭矩和传动比的齿轮、链条或皮带。切换齿轮可通过控制装置来实现，所述控制装置控制齿轮切换所需的部件，例如致动器和切换叉。第一变速器单元和第二变速器单元的齿轮级的可能数量可取决于设置有模块化变速器平台的车辆的需求和类型。
根据实例，第二传动轴被构造成接收适合于不同传动比的不同构造的第一变速器单元和/或第二变速器单元。
第二传动轴是第一变速器单元和第二变速器单元的共同部件。取决于第一变速器单元和第二变速器单元的指定传动比的构造，齿轮、链轮或皮带轮可以布置在第二传动轴上的不同位置。第二传动轴可以根据待布置在第二传动轴上的齿轮、链轮或皮带轮的数量而延长或缩短。大量齿轮、链轮或皮带轮可能需要长的第二传动轴。少量齿轮、链轮或皮带轮可能需要短的第二传动轴。齿轮对可以布置在模块中，并且齿轮对的每个单独模块可以布置在模块化变速器平台的第一可切换变速器单元和/或第二可切换变速器单元中。第二传动轴被构造成接收布置在模块中的齿轮对。当第一变速器单元和/或第二变速器单元是可切换的时，模块化变速器平台的模块化和对不同需求和不同类型的车辆的适应性增加。取决于车辆的性能等级规范，第二可切换变速器单元可以设置有具有不同传动比的多个齿轮对。
根据实例，动力输出连接到至少一个第二输出轴。
模块化变速器平台允许至少一个第二输出轴在不影响推进单元的情况下用于动力输出功能，这允许在车辆处于静止状态时使用动力输出功能。此外，通过具有两个都可以在第二输出轴上提供推进扭矩的推进单元，每个推进单元与一个单个推进单元应为推进和辅助部件等提供所有动力相比可以更小且功效更不强大。
第一轴和第二轴可以在第一传动轴的前端处和/或在第二传动轴的前端和/或后端处连接到动力输出。如果两个推进单元都连接到第一传动轴，则可以单独地控制，而不影响彼此。第二推进单元可在包括从静止到启动的所有驾驶情况期间为动力输出提供动力，而不影响车辆的推进或不中断可由第一推进单元驱动的模块化变速器平台。这在车辆倒车操作时可能是特别有利的。在这种情况下，可以是第一电机的第一推进单元可以被操作以在第一传动轴上并由此在输出轴上施加相反(反向)方向的扭矩。然而，可能需要在一个特定方向上通常是前向方向上驱动连接到第二轴的动力输出。因此，如果推进单元未布置成彼此独立地控制，那么当车辆倒车时，不能向动力输出提供动力。因此，根据本公开的模块化变速器平台促进并改进车辆在动力输出的推进和驱动方面的操作。
根据实例，辅助输出连接到至少一个第二输出轴。
第一传动轴和第二传动轴可经由辅助输出在第一传动轴的前端处和/或在第二传动轴的前端和/或后端处连接到辅助部件。此类辅助部件可以是压缩机、泵或类似部件。如果两个推进单元都连接到第一传动轴，则可以单独地控制，而不影响彼此。第二推进单元可在包括从静止到启动的所有驾驶情况下向辅助部件提供动力，而不影响车辆的推进或不中断可由第一推进单元驱动的模块化变速器平台。这在车辆倒车操作时可能是特别有利的。在这种情况下，可以是第一电机的第一推进单元可以被操作以在第一传动轴上并由此在输出轴上施加相反(反向)方向的扭矩。然而，可能需要在一个特定方向通常是前向方向上驱动连接到第二传动轴的辅助部件。因此，如果推进单元未布置成彼此独立地控制，那么当车辆倒车时，不能向动力输出提供动力。因此，根据本公开的模块化变速器平台促进和改进车辆在辅助部件的推进和驱动方面的操作。
根据实例，至少一个第二输出轴连接到第一传动轴。
至少一个第二输出轴可以连接到第一传动轴的前端。当推进单元未布置在第一传动轴的前端处时，第一传动轴的前端可设置有至少一个第二输出轴。因此，第一传动轴的前端可以构造有第二输入轴或第二输出轴。第一传动轴的前端构造有推进单元、动力输出或辅助设备的可能性将增加模块化变速器平台的模块化和对不同需求和不同类型的车辆的适应性。
根据实例，至少一个第二输出轴连接到第二传动轴。
至少一个第二传动轴可以连接到第二传动轴的前端和/或第二传动轴的后端。因此，第二传动轴可以布置有两个第二输出轴，在第二输出轴的每一端一个。第二传动轴的前端和/或后端构造有动力输出和/或辅助设备的可能性将增加模块化变速器平台的模块化和对不同需求和不同类型的车辆的适应性。
根据实例，减速器连接到第三传动轴。
减速器将制动第三传动轴并且因此制动输出轴、推进器轴，并且因此制动车辆。减速器是辅助制动器，其可以补充车辆的轮制动器，使得避免轮制动器过度磨损。为了减少能量损失并减少车辆的能量消耗，当减速器停用并且不必制动车辆时，减速器可以从第三传动轴脱离。
根据实例，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴彼此并行地布置。
第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴彼此并行延伸将形成紧凑的模块化变速器平台，其可以布置在车辆中的合适位置。另外，其将能够将至少一个推进单元与模块化变速器平台的第一输出轴并行地布置。当至少一个推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置并且与模块化变速器平台的第一输出轴并行时，在模块化变速器平台的前方产生空间。
根据本公开，提供了一种用于车辆的动力系。动力系包括本文公开的模块化变速器平台。
这种用于车辆的动力系将具有如何配置动力系的高度自由度，这可取决于终端用户的要求。根据终端用户的要求，可以提供若干具有不同性能水平的推进单元。第二输出轴可以位于第二推进单元可以位于的位置。增加可与第一推进单元相同的第二推进单元将在推进动力方面提供显著的性能等级。另外，如果推进单元是电机，则如果两个电机包括在动力系中，则再生电力将增加。两个推进单元可以共享相同的旋转中心，这使得推进单元能够彼此连接和断开连接。这将创建多任务动力系。由于第一传动轴和第二传动轴的至少一个轴端不直接联接到轮子，因此存在将动力输出和/或用于车辆关键部件的辅助驱动(例如，由动力系驱动的压缩机)添加到此类轴端的可能性。第三传动轴连接到轮子，因此附加的耐久性制动器(例如减速器)可连接到第三传动轴，而不使动力系的模块化构建复杂化。此外，可以为第二传动轴与第三传动轴之间的第一可切换变速器单元和/或第二可切换变速器单元中的重型应用增加附加齿轮级。为了增加车辆的起动性需求，可以将行星齿轮组添加到第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴中的任一个。
根据实例，至少一个推进单元连接到至少一个输入轴并且推进器轴连接到第一输出轴，其中后轴的至少一个驱动轴，所述至少一个驱动轴连接到推进器轴，使得推进器轴在模块化变速器平台与至少一个驱动轴之间延伸。
车辆中的动力系将动力从推进单元传递到车辆的驱动轮。车辆可以是重型车辆，例如，卡车或公共汽车。车辆可替代地是乘用车。车辆可由驾驶员驾驶。车辆可以被远程地操作或自主地操作。驱动轮可以布置在车辆的后部或车辆的前部中。车辆的所有轮子都可以是驱动轮。推进单元可包括一台或几台电机。备选地，推进单元可以是内燃发动机。还可以将一台或几台电机与动力系中的内燃发动机组合。此类组合可以允许电机和内燃发动机彼此独立地工作或作为混合驱动组合工作。
推进器轴被构造成在变速器与后轴的至少一个驱动轴之间传递旋转运动和扭矩。推进器轴具有连接到变速器的第一输出轴的第一端和连接到至少一个驱动轴的第二端。推进器轴的第二端可经由布置在后轴中的差速齿轮连接到至少一个驱动轴。差速齿轮包括连接到推进器轴的输入轴和两个输出轴，每个输出轴连接到驱动轴。每个驱动轴都连接到驱动轮，以用于驱动车辆。至少一个驱动轴被构造成在推进器轴与驱动轮之间传递旋转运动和扭矩。推进器轴可以具有与变速器的输出轴的延伸和差速齿轮的输入轴的延伸在相同方向上的延伸。然而，推进器轴可以具有与变速器的输出轴的延伸和差速齿轮的输入轴的延伸在不同的另一方向上的延伸。后轴可以具有从车辆一侧的一个后驱动轮到车辆另一侧的另一驱动轮的延伸。车辆可包括框架。动力系可连接或附接到框架。因此，推进单元、变速器和后轴可以连接或附接到框架。后轴可借助于悬架连接到框架，这允许后轴相对于框架的延伸在竖直方向上移动。
诸如动力系中的轴、框架和部件的车辆部件将布置在产生的用于能量储存单元的空间之外。因此，通过在车辆的纵向方向上将至少一个推进单元布置在变速器与后轴之间的位置，将在动力系的前方产生必要空间。此外，当在朝向车辆的后轴的方向上将动力系向后布置在车辆中时，在动力系的前方产生的空间将甚至更大。
变速器的输入轴连接到至少一个推进单元。变速器的输出轴连接到推进器轴。变速器的输入轴和输出轴具有相对于彼此并行的延伸。变速器的输入轴和输出轴在相同方向上延伸。当变速器被布置在车辆中时，变速器的输入轴和输出轴在朝向车辆的后轴和后部的方向上延伸。将至少一个推进单元和推进器轴并行连接到变速器将产生紧凑的动力系并且在变速器的前方产生用于容纳能量储存单元的大空间。推进器轴的轴线可以相对于变速器的输出轴的轴线指向不同的角度。
推进器轴连接到变速器的输出轴。变速器的输入轴和输出轴具有相对于彼此并行的延伸。然而，取决于车辆构造，推进器轴的中心轴线可以相对于变速器的输出轴的中心轴线成角度延伸。
从推进器轴与后轴的驱动轴之间的连接点起，动力系的长度是推进器轴与变速器在车辆的纵向方向上的共同延伸。因此，推进器轴的长度和变速器的长度或纵向包装体积将限定后轴前方的动力系的延伸。短推进器轴和/或短或更紧凑的模块化变速器平台将在动力系的前方产生用于容纳能量储存单元的大空间。尽可能朝向后轴布置动力系将在动力系的前方产生用于容纳能量储存单元的甚至更大的空间。
根据实例，至少一个推进单元在车辆的纵向方向上布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置。
当至少一个推进单元布置在变速器与后轴之间的位置时，在变速器的前方且因此在动力系的前方产生空间。车辆的纵向方向的定义是从车辆的前部到车辆的后部的方向。在变速器前方且因此在动力系前方产生的空间可容纳用于储存电力的能量储存单元。产生的空间可替代地或组合地容纳用于例如柴油或汽油的液体燃料的能量储存单元。产生的用于容纳能量储存单元的空间增加了用于推进推进单元的电力和/或液体燃料的存储和容量，并且因此增大了车辆的操作范围。车辆中产生的空间可以容纳大型能量储存单元或许多小型能量储存单元。
根据实例，至少一个推进单元是电机。
动力系可以仅使用电机作为推进单元。推进单元可包括配备足够扭矩和动力以用于推进车辆的大型电机。替代地，多个推进单元可以布置在动力系中，包括许多小型电机，所述小型电机一起配备有用于推进车辆的足够扭矩和动力。由于能量储存单元的较大容纳容量，用于推进电机的电力的存储和容量将增大车辆的操作范围。
根据实例，动力系包括彼此串联布置的至少两个推进单元。
至少两个推进单元在车辆的纵向方向上彼此串联布置并且布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置。在模块化变速器平台的前方且因此在动力系的前方产生空间。在模块化变速器平台的前方且因此在动力系的前方产生的空间可容纳用于储存电力和液体燃料(例如柴油或汽油)的能量储存单元。备选地，将推进单元彼此串联，其中第一推进单元布置在模块化变速器平台与后轴之间的位置，并且第二推进单元布置在模块化变速器平台的前方，也将产生紧凑的动力系。然而，通过这种构造将减小用于容纳能量储存单元的模块化变速器平台前方的空间。
根据实例，所述动力系包括至少两个推进单元，其中所述至少两个推进单元包括至少一个电机和内燃发动机。
电机可以与动力系中的内燃发动机组合。还可以将一台或几台电机与动力系中的内燃发动机组合。此类组合可以允许电机和内燃发动机彼此独立地工作或作为混合驱动组合工作。电机连接到模块化变速器平台的第一传动轴的第一输入轴，并且内燃发动机连接到模块化变速器平台的第一传动轴的第二输入轴。用于推进电机和内燃发动机的电力和流体燃料的储存和容量将由于在动力系的前方产生的空间中的能量储存单元的较大容纳容量而增大车辆的操作范围。
根据实例，第一行星齿轮布置在推进单元与至少一个输入轴之间。
为了增加车辆的起动性需求，第一行星齿轮布置在推进单元与至少一个输入轴之间。此类第一行星齿轮可以是可切换的。
根据实例，第二行星齿轮布置在推进器轴与第一输出轴之间。
为了进一步增加车辆的起动性需求，第二行星齿轮布置在推进器轴与第一输出轴之间。此类第二行星齿轮可以是可切换的。
根据本公开，提供了一种车辆。所述车辆包括本文公开的动力系。配备有这种动力系的车辆将由于在车辆中的动力系前方产生的空间中的电力和/或燃料的扩展储存容量而具有增大的操作范围。
根据实例，能量储存单元布置在车辆中的动力系的前方。根据推进单元的类型，车辆中的动力系的前方产生的空间将容纳能量储存单元，包括所储存的能量。
现在将根据实例参考附图进一步说明本公开。
图1示意性地示出了根据实例的具有动力系2的车辆1的侧视图。动力系2包括推进单元4、连接到至少一个推进单元4的模块化变速器平台6和连接到模块化变速器平台6的推进器轴8，以及后轴12的至少一个驱动轴10。至少一个驱动轴10连接到推进器轴8，使得推进器轴8在模块化变速器平台6与至少一个驱动轴10之间延伸。至少一个推进单元4在车辆1的纵向方向上布置在模块化变速器平台6与后轴12之间的位置。能量储存单元14布置在动力系2的前方。能量储存单元14连接到推进单元4并将电力传送到推进单元4。多个推进单元4可以串联布置。车辆1包括后驱动轮16和前轮18。
图2示意性地示出了根据实例的来自动力系2的上方的视图。两个推进单元4串联连接到模块化变速器平台6。模块化变速器平台6还可被称为变速器6。推进单元4可以是电机，其提供用于推进车辆1的扭矩和动力。根据实例，一个推进单元4可以是电机，并且另一个推进单元4可以是内燃发动机。电机和内燃发动机布置在模块化变速器平台6与后轴12之间的位置。模块化变速器平台6的第一输入轴13连接到第一推进单元4。模块化变速器平台6的第二输入轴15连接到第二推进单元4。第二输入轴15可以同轴地延伸穿过第一推进单元4和第一输入轴13并在第一推进单元和第一输入轴内延伸。推进器轴8具有连接到模块化变速器平台6的第一输出轴22的第一端20和连接到后轴12的驱动轴10的第二端24。推进器轴8的第二端24可经由布置在后轴12中的差速齿轮26连接到驱动轴10。差速齿轮26包括连接到推进器轴8的输入轴28和分别连接到驱动轴10的两个输出轴30。每个驱动轴10连接到驱动轮16，以用于驱动车辆1。能量储存单元14布置在动力系2的模块化变速器平台6的前方。车辆1的前轮18可借助于连杆机构32操纵。推进单元4和推进器轴8并行连接到模块化变速器平台6。动力系2在车辆1的纵向方向上从推进器轴8与驱动轴10之间的连接的轴向延伸对应于推进器轴8与模块化变速器平台6在车辆1的纵向方向上的共同轴向延伸。
模块化变速器平台6包括第一传动轴36。至少一个输入轴13连接到第一传动轴36。第一传动轴36连接到推进单元4。第二传动轴38经由第一变速器单元40可旋转地连接到第一传动轴36。第一输出轴22连接到第三传动轴42。第三传动轴42连接到推进器轴8。第三传动轴42经由第二变速器单元44可旋转地连接到第二传动轴38。第一传动轴36、第二传动轴38和第三传动轴42彼此并行地布置。模块化变速器平台6包括至少一个第二输出轴46，其被构造成向连接到至少一个第二输出轴46的设备提供扭矩。连接到至少一个第二输出轴46的设备48、50可以是动力输出48和/或辅助输出50。辅助部件，例如压缩机、泵或类似部件(未示出)可连接到辅助输出50。根据实例，至少一个第二输出轴46连接到第一传动轴36。根据另一实例，至少一个第二输出轴46连接到第二传动轴38。减速器52连接到第三传动轴42。减速器52被构造成制动第三传动轴42且因此制动推进器轴8和车辆1。减速器52是辅助制动器，其可以补充车辆1的轮制动器(未示出)，使得避免轮制动器过度磨损。至少一个输入轴13和第一输出轴22在相同方向上从模块化变速器平台6延伸。至少一个输入轴13和第一输出轴22在朝向车辆1的后轴12的方向上从模块化变速器平台6延伸。
图3a-3c示意性地示出了根据不同实例的动力系2的上方视图。三个传动轴36、38、42在模块化变速器平台6中彼此并行地布置。第一传动轴36的输入轴13连接到推进单元4。图3a中的推进单元4是电机。第二传动轴38经由第一变速器单元40可旋转地连接到第一传动轴36。第一变速器单元40包括具有固定传动比的第一齿轮对54。第三传动轴42经由第二变速器单元44可旋转地连接到第二传动轴38。第二变速器单元44包括布置在第二传动轴38与第三传动轴42之间的齿轮对56。第二变速器单元44包括具有不同传动比的两个第二齿轮对56。可轴向移位的联接套筒58可在三个位置之间移位。在第一位置，可轴向移位的联接套筒58将第二齿轮对56中的一个与第二传动轴38连接，在第二位置，可轴向移位的联接套筒58将另一第二齿轮对56与第二传动轴38连接，并且在第三位置，两个第二齿轮对56与第二传动轴38断开连接。可轴向移位的联接套筒58可以设置有同步装置(未示出)。第三传动轴42设置有第一输出轴22，该第一输出轴被构造成连接到推进器轴8。模块化变速器平台6包括布置在第一传动轴36和第二传动轴38上的第二输出轴46，该第二输出轴被构造成用于向动力输出48和/或辅助输出50提供扭矩。辅助输出50被构造成向连接到辅助输出50的辅助设备59提供扭矩。布置在第二传动轴42上的第二输出轴46可借助于联接单元60连接到第二传动轴42和从该第二传动轴断开连接。减速器52可直接连接到第三传动轴42的前端。第一行星齿轮组62布置在推进单元4与第一输入轴13之间。第一行星齿轮组62可在不同传动比之间切换。
图3b中所示的动力系2设置有两个串联的推进单元4。模块化变速器平台6设置有第一输入轴13和第二输入轴15。输入轴13、15连接到第一传动轴36。第一输入轴13连接到电发动机。第二输入轴15连接到推进单元4，该推进单元可以是电机或任何其它类型的推进单元4，例如，内燃发动机。第一行星齿轮组62布置在每个推进单元4与相应的输入轴13、15之间。联接单元60布置成用于将两个推进单元4彼此连接和断开连接。两个第一齿轮对54布置在第一传动轴36与第二传动轴38之间。两个第二齿轮对56布置在第二传动轴38与第三传动轴42之间。布置在第二传动轴38上的齿轮可以连接到第二传动轴38和从该第二传动轴断开连接。因此，第一变速器单元40和第二变速器单元44都是可切换的，这使得模块化变速器平台6具有大量不同齿轮级。第二输出轴46连接到第二传动轴38，该第二传动轴被构造成向动力输出48和/或辅助输出50提供扭矩。推进器轴8连接到第三传动轴42的第一输出轴22。减速器52布置在第三传动轴42上。
图3c中所示的动力系设置有两个串联的推进单元4。模块化变速器平台6设置有两个输入轴13、15。输入轴13、15连接到第一传动轴36。第一输入轴13连接到电发动机。第二输入轴15连接到推进单元4，该推进单元可以是电机或任何其它类型的推进单元4，例如，内燃发动机。第一传动轴36的输入轴13、15可以同轴穿过推进单元4并在该推进单元内延伸，所述推进单元被布置成最靠近模块化变速器平台6。第一联接单元60被布置成用于将推进单元4中的一个连接到第一传动轴36和从该第一传动轴断开连接。联接装置64被布置成用于将两个第二输出轴46连接到第一传动轴36和从该第一传动轴断开连接。两个第二输出轴46布置在第三齿轮对66的每个齿轮上。两个第一齿轮对54布置在第一传动轴36与第二传动轴38之间，其可选择性地连接到第二传动轴38和从该第二传动轴断开连接。单个第二齿轮对56布置在第二传动轴38与第三传动轴42之间。第二输出轴46连接到第二传动轴38，且被构造成向动力输出48和/或辅助输出50提供扭矩。推进器轴8连接到第三传动轴42的第一输出轴22。减速器52布置在第三传动轴42上。第二行星齿轮组68布置在推进器轴8上。第二行星齿轮组68可在不同传动比之间切换。
已经出于说明性和描述性目的提供了实施例的前述描述。其并不意图是详尽的，或将实例限制为所描述的变型。本领域的技术人员显然将明白许多修改和变化。已经选择和描述了实施例，以便最好地阐明原理和实际应用，从而使得本领域技术人员能够根据各种实施例以及适用于其预期用途的各种修改来理解这些实施例。上文指定的部件和特征可以在实施例的框架内在指定的不同实施例之间组合。

Claims (15)

1.一种用于车辆(1)的模块化变速器平台(6)，所述模块化变速器平台(6)包括：
第一传动轴(36)，所述第一传动轴具有被构造成连接到至少一个推进单元(4)的至少一个输入轴(13、15)；
第二传动轴(38)，所述第二传动轴经由第一变速器单元(40)可旋转地连接到所述第一传动轴(36)；以及
第三传动轴(42)，所述第三传动轴具有被构造成连接到推进器轴(8)的第一输出轴(22)；
其中所述第三传动轴(42)经由第二变速器单元(44)可旋转地连接到所述第二传动轴(38)；
其中所述模块化变速器平台(6)包括至少一个第二输出轴(46)，所述至少一个第二输出轴被构造成向连接到所述至少一个第二输出轴(46)的设备(48、50)提供扭矩；并且
其中所述至少一个输入轴(13、15)和所述第一输出轴(22)在相同方向上从所述模块化变速器平台(6)延伸。
2.根据权利要求1所述的模块化变速器平台(6)，其中所述第一变速器单元(40)和/或所述第二变速器单元(44)可在不同传动比之间切换。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的模块化变速器平台(6)，其中所述第二传动轴(38)被构造成接收适合于不同传动比的不同构造的第一和/或第二变速器单元(40、44)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变速器平台(6)，其中减速器(52)连接到所述第三传动轴(42)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变速器平台(6)，其中所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴(36、38、42)彼此并行地布置。
6.一种用于车辆(1)的动力系(2)，其中所述动力系(2)包括根据前述权利要求中任一项所述的模块化变速器平台(6)。
7.根据权利要求6所述的动力系(2)，其中至少一个推进单元(4)连接到所述至少一个输入轴(13、15)并且推进器轴(8)连接到所述第一输出轴(22)，并且其中后轴(12)的至少一个驱动轴(10)，所述至少一个驱动轴(10)连接到所述推进器轴(8)，使得所述推进器轴(8)在所述模块化变速器平台(6)与所述至少一个驱动轴(10)之间延伸。
8.根据权利要求7所述的动力系(2)，其中所述至少一个推进单元(4)在所述车辆(1)的纵向方向上布置在所述模块化变速器平台(6)与所述后轴(12)之间的位置。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的动力系(2)，其中所述至少一个推进单元(4)是电机。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的动力系(2)，其中所述动力系(2)包括彼此串联布置的至少两个推进单元(4)。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的动力系(2)，其中所述动力系(2)包括至少两个推进单元(4)，其中所述至少两个推进单元(4)包括至少一个电机和内燃发动机。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的动力系(2)，其中第一行星齿轮组(62)布置在所述至少一个推进单元(4)与所述至少一个输入轴(13、15)之间。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的动力系(2)，其中第二行星齿轮组(68)布置在所述推进器轴(8)与所述第一输出轴(22)之间。
14.一种车辆(1)，所述车辆包括根据权利要求6-13中任一项所述的动力系(2)。
15.根据权利要求14所述的车辆(1)，其中能量储存单元(14)布置在所述车辆(1)中的动力系(2)的前方。
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