CN117241957A - 机动车、尤其是商用车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车(10),该机动车具有可转向的第一车桥(12)、可驱动的第二车桥(20)、用于驱动第二车桥(20)的电驱动装置(26)、和动力电池(28),借助于该动力电池能够给该电驱动装置(26)供应存储在该动力电池(28)中的电能,该电驱动装置(26)具有:壳体(28);电动机(30),其具有定子(32)和能绕转子轴线(38)相对于该定子(32)和相对于该壳体(28)转动的转子(34);以及同轴于该转子轴线(38)布置的第一行星齿轮组(42),其具有第一部件、第二部件和第三部件。

Description

机动车、尤其是商用车辆
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的机动车。
从DE 10 2012 220 562 A1已知一种用于车辆的电驱动装置,其具有作为驱动装置/动力装置的电机和作为行星齿轮传动机构的带有两个切换件的两挡变速器以及下游的作为从动装置/传动装置的减速器。还规定行星齿轮传动机构如此接合至驱动装置和从动装置,即,第一挡设计为直接挡。本发明的任务是提供一种具有特别有利的电驱动装置的机动车。该任务通过一种具有权利要求1的特征的机动车完成。在从属权利要求中说明具有合适的发明改进方案的有利设计。
本发明涉及一种机动车,其优选设计成汽车。尤其是,机动车可设计成商用车辆且在此例如是载重汽车/卡车(LKW)。机动车具有可转向的第一车桥。特征“第一车桥可转向”尤其是指:第一车桥例如具有至少或正好两个沿车辆横向彼此间隔的且布置在沿车辆横向对置的两侧的第一车轮,第一车轮至少间接地可转动连接至例如设计为车架的底盘且因此可绕车轮转动轴线相对于底盘转动。尤其可以想到的是,车身(例如驾驶室)被保持在底盘、尤其是车架上。也简称为第一轮的第一车轮可以绕例如至少基本沿车辆竖向延伸的转向轴线相对于车架(底盘)枢转或完全转向,由此可以实现机动车的变道和变向和过弯。尤其是,第一车轮连接至布置在机动车内室中且例如设计成方向盘的转向把手,驾驶员借此可以尤其通过转动该转向把手而使第一车轮转向。在此,该内室尤其由所述驾驶室界定。
机动车也具有可被驱动的第二车桥,其中,所述车桥也被称为轴桥/车轴。第二车桥具有至少或正好两个第二车轮,它们也被简称为第二轮。第二车轮在车辆横向上彼此间隔且布置在沿车辆横向相互对置的两侧。第二车轮可被驱动,由此机动车总体上可被驱动。在此,第二车轮也优选可绕第二车轮转动轴线转动地至少间接连接至车架。在此优选规定,车轮转动轴线尤其在机动车笔直行驶时彼此平行且沿车辆横向延伸。车轮是机动车的触地件,机动车在车辆竖向上向下通过该触地件可支承或支承在地面上。如果第二车轮和进而机动车被驱动,而机动车在车辆竖向上向下通过触地件支承在地面上,则机动车沿地面行驶,且车轮在地面上滚动。
机动车具有用于驱动第二车桥的电驱动装置。换言之,第二车桥可以借助电驱动装置被尤其是纯电驱动。这尤其是指,第二车桥的第二车轮可借助电驱动装置被尤其是纯电驱动,由此,机动车可以被尤其是纯电驱动。故机动车优选设计为混动车或电动车。在此尤其可以想到的是,关于第一车桥和第二车桥,借助电驱动装置只能驱动第二车桥。这尤其是指,关于第一车轮和第二车轮,借助电驱动装置只能驱动第二车桥的第二车轮。
机动车也具有动力电池。动力电池是蓄电器,在其中或借此存储或能够存储有电能。借助动力电池,电驱动装置可被供以存储于动力电池中的电能,由此机动车可以被尤其是纯电驱动。
电驱动装置具有壳体和包括定子和转子的电动机。电动机也被称为第一电动机,故定子也被称为第一定子,转子也被称为第一转子。第一转子可绕也称为第一转子轴线的转子轴线相对于定子和相对于壳体转动。尤其是,转子可以借助定子被驱动。例如定子和转子分别至少部分布置在壳体内。还可以规定电动机可以经由其转子提供转矩以便尤其是纯电驱动第二车桥和进而机动车。为了借助电动机驱动转子和进而第二车桥,电动机被供以存储于动力电池中的电能。
此外,电驱动装置具有同轴于转子轴线布置的第一行星齿轮组,其具有第一部件、第二部件和第三部件。第一行星齿轮组的其中一个部件是也简称为第一太阳轮的第一太阳齿轮。第一行星齿轮组的其中一个部件是也简称为第一行星架的第一行星齿轮架。第一行星齿轮组的其中一个部件是第一行星齿轮组的第一齿圈。尤其当第一行星齿轮组的其中至少一个部件没有抗旋转地连接至壳体时,第一行星齿轮组的该至少一个部件可绕第一齿轮组转动轴线相对于壳体转动,其中,第一齿轮组转动轴线也被称为主转动轴线、设计为主转动轴线或与主转动轴线重合。在本文范围内,“彼此同轴布置的可转动构件”是指下述结构件或构件,它们尤其是可绕各自构件转动轴线、例如第一齿轮组转动轴线相对于壳体转动,其中,构件转动轴线彼此同轴延伸或重合。因此,特征“第一行星齿轮组同轴于转子轴线布置或延伸”是指,第一齿轮组转动轴线和进而主转动轴线与转子轴线重合。转子轴线也被称为第一转子转动轴线。
此外,特征“第一行星齿轮组同轴于转子轴线布置”优选是指,第一行星齿轮组的彼此同轴布置的部件同轴于转子且因此同轴于电动机布置。
此外,电驱动装置具有第二行星齿轮组,其同轴于转子轴线且因此也同轴于第一行星齿轮组布置。第二行星齿轮组具有第四部件、第五部件和第六部件。第二行星齿轮组的其中一个部件是第二太阳齿轮,其也称为第二太阳轮。第二行星齿轮组的其中一个部件是第二行星齿轮架,其也称为第二行星架。第二行星齿轮组的其中一个部件是第二齿圈。至少当第二行星齿轮组的其中至少一个部件没有抗旋转地连接至壳体时,第二行星齿轮组的该至少一个部件可绕第二齿轮组转动轴线相对于壳体转动。因为行星齿轮组相互同轴布置,故齿轮组转动轴线重合,并且齿轮组转动轴线与主转动轴线重合,或者第二齿轮组转动轴线是主转动轴线,且第一转子轴线也与第二齿轮组转动轴线重合。另外,第二齿轮组的部件彼此同轴布置。
电动机也被称为第一电动机。当以下提到电动机、定子、转子和转子轴线时,这是指第一电动机、第一定子、第一转子和第一转子轴线,除非另有声明。
在机动车中,在转子的轴向上,即沿第一转子轴线观察或看,第一电动机、第一行星齿轮组和第二行星齿轮组按以下顺序接连前后相继布置:电动机——第一行星齿轮组——第二行星齿轮组。换言之,在转子的轴向上,第一行星齿轮组布置在电动机后,第二行星齿轮组布置在第一行星齿轮组后。再换言之,在转子的轴向上,即沿第一转子轴线看,分别至少部分、尤其至少主要且因此至少超过一半地、甚至优选完全地,第一行星齿轮组跟在转子后,第二行星齿轮组跟在第一行星齿轮组后。因为转子转动轴线与主转动轴线重合,故转子和进而电动机的轴向对应于各自行星齿轮组的轴向。
为了能实现特别有利的且尤其是紧凑的电驱动装置构造以及有利地保持低的电驱动装置复杂性,本发明规定,在车辆纵向上、即在机动车的纵向上看,第一车桥、动力电池、第二车桥和电驱动装置按以下顺序接连或前后相继布置:第一车桥——动力电池——第二车桥——电驱动装置。在此,当机动车笔直行驶而未过弯时,机动车的车辆纵向与其前行方向重合。在此尤其规定,车辆纵向垂直于上述车辆横向延伸,故在机动车直行时各车轮转动轴线尤其垂直于车辆纵向延伸。
另外,本发明规定,该壳体至少基本上刚性地接合至机动车的车架上。这是指,壳体在未借助机动车的这个或所有车桥的情况下接合至车架,即保持在车架上。又换言之,该壳体不是固定于车桥上的,即,壳体不是借助其中一个车桥来保持在车架上,而是固定于车架上。故各车桥的各车轮可以相对于车架完成尤其在车辆竖向上进行的压缩和回弹运动,而同时壳体没有随各车桥或随各车轮相对于车架运动。故各车轮也相对于壳体做压缩和回弹运动。尤其是,该壳体至少基本上直接接合至车架。可以想到该壳体弹性地且因此减振地、即通过至少一个例如由橡胶构成的可弹性变形的支承件保持在车架上,但壳体没有通过其中一个车桥保持在车架上,故例如可在壳体与车架之间传递力的力路径是从壳体延伸至车架或反向延伸的,因此没有经过机动车的任何车桥。
此外,本发明规定,电驱动装置具有角度传动机构/变向传动机构,它尤其可被转子驱动,故通过角度传动机构可以由转子且进而由电动机驱动可驱动的或被驱动的第二车桥的第二车轮。角度传动机构尤其是指,可借助角度传动机构实现例如至少70度、尤其是至少80度且更尤其是90度的转矩转向,这尤其是指:电动机可通过转子提供转矩以驱动第二车轮,其中,由电动机通过转子提供的且指定用于驱动第二车桥或第二车轮的各转矩也被称为驱动力矩或驱动扭矩。各驱动力矩通过转矩传递路径从转子可传递或传递至第二车桥和进而至第二车桥的各第二车轮。在此,角度传动机构布置在从转子延伸向或延伸到第二车桥的转矩传递路径中。借助角度传动机构,沿转矩传递路径延伸的各驱动力矩被转向,确切说,如上所述地优选转向至少70度、尤其是至少80度且更尤其是至少或正好90度。这尤其是指,转矩传递路径的第一局部和转矩传递路径的第二局部相互倾斜、尤其是垂直地延伸且同时包夹出一角度,该角度为优选至少70度、尤其是至少80度、更优选至少或正好90度,其中,尤其是该角度是这些局部所包夹出的最小角度。在此,这些局部通过角度传动机构尤其永久地以传递转矩的方式相互接合或可接合,从而例如角度传动机构的输入端布置在第一局部中并且角度传动机构的输出端布置在第二局部中,尤其按照下述方式,即,输入端和输出端尤其是永久地以传递转矩的方式相互可接合或接合。例如各驱动力矩可以通过角度传动机构的输入端被传入角度传动机构中,由此该角度传动机构可被转子驱动。角度传动机构可以通过其输出端提供被传入角度传动机构的转矩或源自传入角度传动机构的转矩的其它转矩并将该转矩传递给第二车桥。角度传动机构使得能实现电驱动装置在转子和进而总体电驱动装置的轴向上的很短的长度。
此外,根据本发明设有万向轴,其例如布置在转矩传递路径的第二局部中。故优选规定,万向轴通过角度传动机构可被转子和进而电动机驱动,使得第二车桥通过万向轴可被角度传动机构、尤其是角度传动机构的输出端驱动。第二行星齿轮组的其中一个部件抗旋转地接合或可接合至角度传动机构的输入齿轮。输入齿轮也被称为输入轮且布置在角度传动机构的输入端之处或之中。换言之,输入齿轮是角度传动机构的输入端的组成部分,故例如各驱动力矩可通过输入齿轮被传入角度传动机构中。故输入齿轮尤其布置在第一局部中。角度传动机构的输出齿轮(它也被称为输出轮)尤其以传递转矩的方式接合或可接合至万向轴的输入侧。故输出齿轮布置在角度传动机构的输出端之中或之处。换言之,角度传动机构的输出齿轮是角度传动机构的输出端的组成部分,使得角度传动机构通过输出齿轮可提供驱动力矩或者源自驱动力矩的相应转矩,且各驱动力矩通过输入齿轮可被传入角度传动机构中。因此例如输出齿轮布置在第二局部中。万向轴的输入侧优选布置在第二局部中,使得由角度传动机构提供的驱动力矩或其它转矩可通过万向轴的输入侧被传递到万向轴,因而可被传入万向轴中。例如规定,输出齿轮直接啮合至输入齿轮。输出齿轮可被输入齿轮驱动,使得万向轴可经由其输入侧而被输出齿轮驱动。故万向轴可经由输出齿轮而被输入齿轮驱动。
万向轴的输出侧接合或可接合至第二车桥的车桥传动机构。万向轴的输出侧优选布置在转矩传递路径的第二局部中,其中,输出侧可被输入侧驱动。故输出侧可经由输入侧被输出齿轮驱动,且车桥传动机构可经由输出侧被输入侧驱动,使得车桥传动机构可经由万向轴被输出齿轮驱动、因而经由角度传动机构被驱动。车桥传动机构优选是也简称为差速器的差速传动机构,第二车轮经此可被万向轴、尤其是输出侧驱动,尤其是甚至在过弯期间。如从一般现有技术中早就已知地,车桥传动机构优选设计成在机动车过弯时允许第二车桥的第二车轮有不同的转速,而尤其是第二车轮通过车桥传动机构以传递转矩的方式接合至万向轴并且尤其是经由车桥传动机构被万向轴驱动,以由此驱动机动车。
在本文范围内,特征“两个构件抗旋转地相互连接”是指,这些构件彼此同轴布置且如此相互连接,即,它们以相同的角速度共同地尤其绕由这些构件所共用的构件转动轴线转动,尤其相对于前述壳体。特征“两个构件永久抗旋转地相互连接”是指,比如没有设置如下切换元件,该切换元件在将这些构件抗旋转地相连的接合状态与允许构件尤其绕构件转动轴线做相对转动的分离状态之间可切换,而是所述构件总是或永久(始终)抗旋转地相互连接。特征“所述或两个构件抗旋转地可相互连接”尤其是指,这些构件配属有如下切换元件,其在至少一个接合状态和至少一个分离状态之间可切换。在接合状态下,所述构件借助切换元件抗旋转地相互连接。在分离状态下,所述构件彼此分离,故在分离状态下所述构件可相对于彼此尤其绕构件转动轴线转动。
特征“两个构件以传递转矩的方式相互连接”是指,转矩可在构件之间传递,即,转矩可从其中一个构件传递至另一个构件,故例如这一个构件可驱动另一个构件。如果所述的或两个构件以传递转矩的方式相互接合或连接,则所述构件不一定必须彼此同轴布置。抗旋转地相互连接的构件也以传递转矩的方式相互接合,其中,反过来的情况不一定适用。特征“两个构件永久地以传递转矩的方式相互连接或接合”是指,比如没有设置如下切换元件,该切换元件在以传递转矩的方式将所述构件相互连接或接合的接合状态与无法通过接合件在所述构件之间传递转矩的分离状态之间可切换,而是所述构件总是或永久地以传递转矩的方式相互连接或接合。因此,特征“所述或两个构件以传递转矩的方式可相互连接或接合”尤其是指,这些构件配属有如下切换元件,其可以在至少一个接合状态与至少一个分离状态之间切换。在接合状态下,所述构件借助切换元件以传递转矩的方式相互连接,从而在所述构件之间通过切换元件能传递转矩。因而其中一个构件可以通过切换元件驱动另一构件。在分离状态下,所述构件相互分离,故在分离状态下不能在构件之间传递转矩。
因此与此相关且关于角度传动机构而例如可以规定,输出齿轮和输入齿轮抗旋转地可相互接合。尤其可以想到的是,输入齿轮和输出齿轮尤其永久地以传递转矩的方式尤其如此相互接合,即,输入齿轮尤其直接啮合至输出齿轮。但因为角度传动机构尤其如此造成前述的转矩转向,即,例如输入齿轮布置在第一局部中且输出齿轮布置在相对于第一局部倾斜或垂直延伸的第二局部中,故输出齿轮和输入齿轮没有彼此同轴布置。例如输入齿轮可绕输入齿轮转动轴线相对于壳体转动,且输出齿轮可绕输出齿轮转动轴线相对于壳体转动,其中,输出齿轮转动轴线相对于输入齿轮转动轴线倾斜或垂直延伸,而尤其是输入齿轮和输出齿轮尤其是永久地以传递转矩的方式相互接合、尤其直接相互啮合。在此可以想到,输入齿轮转动轴线在第一局部中延伸或与转矩传递路径的第一局部重合,其中,例如输出齿轮转动轴线在第二局部中延伸或与第二局部重合。使用角度传动机构,电驱动装置可以横向安装、即横向装入,从而转子的轴向、即第一转子轴线或者主转动轴线相对于车辆纵向倾斜地或最好垂直地延伸。在此尤其可以想到的是,第一局部与主转动轴线重合且因此相对于车辆横向倾斜地或垂直地延伸,其中,尤其可以想到的是,第二局部在车辆纵向上延伸,故与车辆纵向重合。因此可以通过角度传动机构和万向轴将各自驱动力矩很有利地传递至第二车桥,并且电驱动装置可以横向安装,尤其在车辆纵向上安装在第二车桥之后。此外,因为壳体和进而电驱动装置没有固定于车桥,而是固定于车架,故壳体或者电驱动装置并不是非簧载质量,而是簧载质量,故能避免过度磨损。电驱动装置沿车辆纵向布置在第二车桥之后的另一优点是动力电池沿车辆纵向可以布置在第一车桥与第二车桥之间。由此可以展现出动力电池的有利的尺寸和特别高的蓄电能力。
例如角度传动机构的输入齿轮是盘齿轮,其中,角度传动机构的输出齿轮可以是锥齿轮。替代地或附加地可以想到,尤其是第二锥齿轮以传递转矩的方式尤其抗旋转地连接或可连接至万向轴、尤其是万向轴的输出侧。还可以想到,车桥传动机构具有尤其是第二盘齿轮,其以传递转矩的方式连接或接合至第二锥齿轮,尤其是以如下方式,即,第二锥齿轮尤其直接啮合至第二盘齿轮。由此可以展现出特别有利的、紧凑且磨损少的转矩传递。
通过设置这两个行星齿轮组,在转子和进而电驱动装置的轴向上延伸的整个电驱动装置长度可被保持很短,故可展现出电驱动装置的很紧凑的构造。故电驱动装置可以很有利地横向安装或装入。另外,电驱动装置由此可以布置在第二车桥之后,由此相比于沿车辆纵向将电驱动装置布置在所述车桥之间,可提供在车桥之间的更多结构空间用于其它部件。另外可以至少实现以下优点:
-电驱动装置的模块式构造,由此可以尤其如此针对不同的车辆类型、吨位和/或桥轴达成电气化,即,机动车可设计为纯电动车或混动车,
-因电驱动装置的横向安装和电驱动装置作为后置式动力源使用而结构空间有利,
-保持很低的电驱动装置复杂性,在研发、制造和维护或修理方面的成本低而又有较高多样性。
在本发明的有利设计中,角度传动机构的输出齿轮尤其永久地与一圆柱齿轮级的第一齿轮抗旋转地接合、即连接。由此能实现尤其高效的运行,并且可以展现电驱动装置的很紧凑的构型。此实施方式的一个特别大的优点是,能展现出电驱动装置的很有利的总传动比。另外,也称为主驱动轴的可驱动的第二车桥可以很好地被定位,尤其是相对于同轴于主转动轴线布置或能够布置的部件。尤其是,可以尤其如此实现主转动轴线在其安装在机动车内的状态下的有利的定位可能性,即,主转动轴线在车辆竖向上布置得尽量高且在车辆横向上尽量居中布置在沿车辆横向彼此对置的两侧之间。
在此表明特别有利的是,圆柱齿轮级的第二齿轮尤其永久地与万向轴的输入侧抗旋转地接合、即连接。在此尤其规定,第一齿轮尤其直接啮合至第二齿轮。由此可以展现出很紧凑的构造和很高效的运行。
另一个实施方式的特点是,电驱动装置具有第一切换件,借此第三部件可与转子抗旋转地接合、即连接。第一切换件因此可在至少一个第一接合状态与至少一个第一分离状态之间切换。例如第一切换件可尤其是平移地和/或相对于壳体和/或在转子轴向上、即沿转子轴线或沿平行于转子轴线延伸的运动方向在至少一个第一接合位置和至少一个第一分离位置之间运动。在此,第一接合位置造成第一接合状态,第一分离位置造成第一分离状态。在第一接合状态、即在第一接合位置,第三部件借助第一切换件抗旋转地接合、即连接至转子。在第一分离状态下、即在第一分离位置,第一切换件允许第三部件绕主转动轴线相对于转子做转动。
此外,设有第二切换件,借此第三部件可与壳体抗旋转地接合、即连接。故第二切换件可以在至少一个第二接合状态和至少一个第二分离状态之间切换。尤其是,第二切换件可以尤其平移地和/或相对于壳体和/或在转子轴向上、即沿转子轴线或沿前述运动方向在至少一个第二接合位置与至少一个第二分离位置之间运动。第二接合位置造成第二接合状态,第二分离位置造成第二分离状态。在第二接合状态下,第三部件借助第二切换件抗旋转地接合、即连接至壳体。在第二分离状态下,第二切换件允许第三部件绕主转动轴线相对于壳体做转动。
此外优选设有第三切换件,借此可以将第一部件与转子抗旋转地接合、即连接。第三切换件例如可以在至少一个第三接合状态与至少一个第三分离状态之间切换。尤其是,第三切换件例如可以尤其平移地和/或相对于壳体和/或沿转子轴向且因此沿转子轴线在至少一个实现第三接合状态的第三接合位置与至少一个实现第三分离状态的第三分离位置之间运动。在第三接合状态下,借助第三切换件将第一部件抗旋转地接合至转子。在第三分离状态下,第三切换件允许第一部件绕主转动轴线相对于转子做转动。
还优选设有第四切换件,借此可以将第一部件抗旋转地接合至壳体。在此,例如第四切换件可以在第四接合状态与第四分离状态之间切换。尤其是,第四切换件可以例如平移地和/或相对于壳体和/或沿转子轴向在至少一个实现第四接合状态的第四接合位置与至少一个实现第四分离状态的第四分离位置之间运动。在第四接合状态下,借助第四切换件将第一部件抗旋转地接合至壳体。在第四分离状态下,第四切换件允许第一部件绕主转动轴线相对于壳体做转动。在此,第四切换件安置在电动机的在转子轴向上背对第一行星齿轮组的一侧。
还优选设有第五切换件,借此可将第二部件与第四部件抗旋转地接合、即连接。因此例如第五切换件可以在第五接合状态与第五分离状态之间切换。例如第五切换件可尤其相对于壳体和/或按平移的方式和/或沿转子轴向在至少一个造成第五接合状态的第五接合位置与至少一个造成第五分离状态的第五分离位置之间运动。在第五接合状态下,借助第五切换件将第二部件抗旋转地接合、即连接至第四部件。在第五分离状态下,第五切换件允许第二部件尤其绕主转动轴线相对于第四部件做转动。
第五部件抗旋转地接合或可接合至角度传动机构的输入齿轮。通过使用切换件,可以通过结构空间很有利的方式实现很有利的机动性和进而很高效的工作。尤其是,因此可以通过结构空间很有利的方式实现多个尤其可切换的电驱动装置挡,其中,所述挡例如在其各自传动比方面互不相同。
在本发明的另一个特别有利的实施方式中,第五切换件设计成将第二部件抗旋转地接合至第四部件且抗旋转地接合至第六部件。例如第五切换件可切换到第六接合状态。例如第五切换件也可以尤其是相对于壳体和/或按平移的方式和/或沿转子轴向运动到至少一个造成第六接合状态的第六接合位置。在第六接合状态下,借助第五切换件将第二部件抗旋转地接合至第六部件。在此可以想到,在第六接合状态下第五切换件允许第四部件尤其是绕主转动轴线相对于第二部件和/或相对于第六部件做转动。还可以想到,在第五接合状态下第五切换件允许第六部件尤其绕主转动轴线相对于第二部件和相对于第四部件做转动。此外例如可以想到,在第五分离状态下第五切换件允许第二部件尤其是绕主转动轴线相对于第四部件和相对于第六部件做转动。还可以想到第五分离状态对应于第六接合状态。另外,例如第五切换件可以切换到第七接合状态。例如第五切换件可以尤其是相对于壳体和/或按平移的方式和/或沿转子轴向运动到至少一个造成第七接合状态的第七接合位置。在第七接合状态下,例如借助第五切换件将第四部件和第六部件同时抗旋转地连接至第二部件。故可以通过结构空间很有利的方式实现很有利的机动性。
作为其替代方式,可以想到使用除了第一、第二、第三、第四和第五切换件以外设置的另一切换件,其中,例如借助第五切换件可将第二部件抗旋转地接合至第四部件,并且其中,借助该另一切换件可将第二部件抗旋转地接合或连接至第六部件。
另一实施方式的特点是具有第六切换件,借此可以将第六部件抗旋转地接合至壳体。故例如第六切换件可以在至少一个第八接合状态与至少一个第七分离状态之间切换。例如第六切换件可以尤其是平移地和/或相对于壳体和/或沿转子轴向在至少一个实现第八接合状态的第八接合位置与至少一个实现第七分离状态的第七分离位置之间运动。在第八接合状态下,第六部件借助第六切换件抗旋转地接合至壳体,故抗旋转地固定在壳体上。在第七分离状态下,第六切换件允许第六部件尤其绕主转动轴线相对于壳体做转动。由此可以通过结构空间有利的方式展现很高效的运行。
为了能保持很小的零件数量、成本、重量和结构空间需求,在本发明的另一设计中规定,第三切换件和第四切换件在轴向上、即在转子轴向上彼此相邻布置,并且组合成具有至少两个切换位置的离合切换件。尤其在此可以想到的是,第三切换件和第四切换件相互成一体构成。故例如第三接合位置对应于第四分离位置,或者第三接合状态对应于第四分离状态,并且第四分离位置优选地对应于第四接合位置,或者第三分离状态对应于第四接合状态。故例如其中的第一切换位置是第三接合位置或第四分离位置,其中的第二切换位置例如是第四接合位置或第三分离位置。
在本发明的另一个特别有利的实施方式中设有第七切换件,借此可以将第四部件抗旋转地接合至壳体。故例如第七切换件可以在第十接合状态与第八分离状态之间切换。例如第七切换件可以尤其是平移地和/或相对于壳体和/或在转子轴向上在至少一个造成第十接合状态的第十接合位置与至少一个造成第八分离状态的第八分离位置之间运动。在第十接合状态下,第四部件借助第七切换件抗旋转地接合至壳体,即抗旋转地固定在壳体上。在第八分离状态下,第七切换件允许第四部件尤其绕主转动轴线相对于壳体做转动。由此能以结构空间很有利的方式实现特别有利的机动性。
在本文的范围内,本说明书所用的也称为序数的序数词如“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”“第六”“第七”部件等(除非另有声明)不应被理解为表明顺序或数量的序数词本身,而是应将说明书所用的序数词(除非另有声明)视为形容词,以便将配属于各自序数词的术语例如像“切换件”“接合状态”“分离状态”“接合位置”“分离位置”等相互区分,故在概念上可予以区分,故能明确参照配属于序数词的术语。
另一个实施方式的特点是,第四切换件、电动机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输入齿轮和第七切换件在可驱动的第二车桥(主驱动轴)的方向上且因此尤其是沿着转子轴向看按以下顺序接连或前后相继布置:第四切换件——电动机——第一行星齿轮组——第二行星齿轮组——输入齿轮——第七切换件。由此可展现出电驱动装置的结构空间很有利的构型。
在本发明的另一个特别有利的实施方式中,机动车包括同轴于电动机布置的第二电动机,其具有第二定子和相对于第二定子可转动的第二转子。尤其是,第二转子可绕也称为第二转子转动轴线的第二转子轴线相对于定子转动。因为电动机彼此同轴布置,故转子彼此同轴布置,使得转子轴线重合。因此第二转子轴线与主转动轴线重合,使得第二电动机或第二转子也同轴于行星齿轮组布置。在此,第二转子抗旋转地接合或可接合至第二行星齿轮组的其中一个部件。由此可以通过结构空间有利的方式展现出很有利的驱动。
在此事实表明很有利的是,第二转子抗旋转地接合或可接合至第四部件,由此能以特别有利的结构空间有利方式展现出很好的机动性。
在本发明的其它特别有利设计中,第一电动机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、输入齿轮和第二电动机在可驱动的第二车桥的方向上看且因此例如沿转子轴向看按以下顺序接连布置:第一电动机——第一行星齿轮组——第二行星齿轮组——输入齿轮——第二电动机。由此可展现出结构空间很有利的构造。
在本发明的其它很有利的实施方式中,机动车包括具有另一定子和另一转子的另一电动机,另一转子同轴于第一转子和行星齿轮组布置。故另一电动机同轴于第一电动机布置。例如另一转子可绕另一转子轴线相对于另一定子转动。因为另一电动机同轴于第一电动机且同轴于行星齿轮组布置,故另一转子轴线与第一转子轴线和主转动轴线重合。在此设置第三行星齿轮组,其具有第七部件、第八部件和第九部件。第三行星齿轮组的其中一个部件是也称为第三太阳轮的第三太阳齿轮。第三行星齿轮组的其中一个部件是也称为第三行星架的第三行星齿轮架。第三行星齿轮组的其中一个部件是第三齿圈。
在此实施方式中另外设有第四行星齿轮组,其具有第十部件、第十一部件和第十二部件。第四行星齿轮组的其中一个部件是第四太阳齿轮,其也称为第四太阳轮。第四行星齿轮组的其中一个部件是第四行星齿轮架,其也称为第四行星架。第四行星齿轮组的其中一个部件是第四齿圈。例如各行星齿轮组具有至少一个或多个行星齿轮,其中,各行星齿轮可转动地保持在各行星齿轮组的各自行星架上。在此尤其规定,各行星齿轮组的各自行星齿轮一方面尤其直接啮合至各行星齿轮组的各自太阳轮,另一方面尤其直接啮合至各行星齿轮组的各自齿圈。
在此优选规定,第二转子抗旋转地接合或可接合至第七部件,其中,第八部件尤其以传递扭矩或抗旋转的方式接合或可接合至第十部件,并且其中,第十一部件抗旋转地接合或可接合至角度传动机构的输入齿轮。由此可以通过结构空间特别有利的方式展现出电驱动装置的很高的功率,使得电驱动装置可特别有利地被用于重型机动车且也能有效且高效地驱动、尤其是纯电地驱动这种重型机动车。
最后,事实表明特别有利的是,在可驱动的第二车桥的方向上看或者尤其在转子轴向上看,第一电动机、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、角度传动机构的输入齿轮、第四行星齿轮组、第三行星齿轮组和另一电动机按以下顺序接连布置:第一电动机——第一行星齿轮组——第二行星齿轮组——角度传动机构的输入齿轮——第四行星齿轮组——第三行星齿轮组——另一电动机。由此可以展现出电驱动装置的结构空间很有利的方式。
从以下对优选实施例的说明中以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下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能够以各自指明的组合使用,也能以其它组合或单独地使用,而没有超出发明范围。附图中:
图1示出具有电驱动装置的机动车的俯视示意图;
图2示出电驱动装置的第一实施方式的示意图;
图3示出电驱动装置的第二实施方式的示意图;
图4示出电驱动装置的第三实施方式的示意图。
在图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
图1以俯视示意图示出机动车10,其优选设计为汽车。更优选地,机动车10设计为商用车辆、尤其是卡车(LKW)。机动车10具有也称为第一桥的第一车桥12。第一车桥12是可转向的车桥。这意味着,第一车桥12具有至少或正好两个也称为第一轮的第一车轮14。可以从图1中看到,车轮14在车辆横向上彼此间隔并布置在机动车10的在车辆横向上对置的两侧SE1、SE2。车辆横向在图1中由双箭头16表示。车轮14可以尤其共同绕各自铰接轴线相对于图1未示出的机动车10车身枢转且因此转向,由此可以实现机动车10的变道、变向、过弯。在图1中,车轮14处于其笔直姿态,借此可以实现机动车10的笔直行驶。故机动车10可以在车轮14的笔直位置沿直线行驶。机动车10还包括也称为底盘的车架18。例如车架18被设计成阵式车架。前述车身优选与车架18分开构成且保持在车架18上。该车身例如是驾驶室,其界定机动车10的一个内部空间。在此,尤其是在机动车10行驶期间,机动车10的驾驶员能够留在所述内部空间中且因此留在车身中。
机动车10还包括至少或正好一个也称为第二桥的第二车桥20。可以从图1中看到,车桥12、20在车辆纵向上接连或前后相继布置,其中,车辆纵向在图1中由双箭头22表示且垂直于车辆横向。第二车桥20具有至少或正好两个也称为第二轮的第二车轮24。车轮24在车辆横向上彼此间隔布置并且布置在沿车辆横向彼此对置的各相应侧SE1、SE2。在图1中由箭头27示出机动车10的前行方向,机动车沿其前行方向或在其前行方向上向前行驶。关于平行于车辆纵向延伸或与车辆纵向重合的前行方向,侧SE1是机动车10的右侧,侧SE2是机动车10的左侧。在车辆纵向上,关于前行方向,车桥20布置在车桥12之内。车桥20是被驱动的、即可驱动的车桥。这尤其是指:机动车10具有电驱动装置26,借此可以尤其纯电地驱动车桥20、即车轮24。由此,机动车可以总体上借助电驱动装置26被尤其是纯电地驱动,其中,机动车10例如可以设计成纯电动车或混动车。
机动车10具有动力电池29,其例如在车辆纵向上布置在车桥12、20之间。动力电池29是蓄电器,在其中能够存储或存储有电能。优选地,动力电池29是高压部件,其电压尤其是工作电压或额定电压优选大于50伏、尤其大于60伏,更优选达到数百伏。如以下还将详述地,电驱动装置26可以被供以存储在动力电池29中的电能,以便由此例如尤其纯电地驱动车轮24。尤其是,电能以电化学形式能够存储或被存储在动力电池29中。
可以从图1中很清楚地看到电驱动装置26在车辆纵向上且尤其关于前行方向布置在沿车辆纵向设于车桥12之后的车桥20的后面。由此,在车辆纵向上在车桥12和20之间可以提供许多空间,这些空间可供有利地布置动力电池29和/或另外的其它部件。
图2示出电驱动装置26的第一实施方式。电驱动装置26具有如图2尤其示意性示出的壳体28和至少或正好一个电动机30,其也称为第一电动机。电动机30具有也称为第一定子的定子32。此外,电动机30具有也称为第一转子的转子34。转子34包括也称为第一转子轴的转子轴36。尤其是,转子34可借助定子32被驱动,且由此绕第一转子轴线38相对于壳体28且相对于定子32转动。也简称为转子轴线的第一转子轴线38与以下还将详述的主转动轴线40重合。尤其是,电动机30可以通过其转子34且因此尤其通过转子轴36提供作为驱动力矩的转矩,借此能尤其纯电地驱动车轮24和进而机动车10。
电驱动装置26具有第一行星齿轮组42,其同轴于第一转子轴线38且因此同轴于转子34和电动机30布置。第一行星齿轮组42具有第一部件、第二部件和第三部件。在图2所示的第一实施方式中,第一部件是第一太阳齿轮44,其也称为第一太阳轮。此外,第二部件是第一行星齿轮架46,其也称为第一行星架。第三部件是第一齿圈48。此外,第一行星齿轮组42包括第一行星齿轮50,其可转动地安装在行星齿轮架46上且因此分别一方面尤其是直接啮合或接合至齿圈48、另一方面尤其是直接啮合或接合至太阳齿轮44。当行星齿轮组42的至少其中一个部件(在此是太阳齿轮44和行星齿轮架46)没有抗旋转地连接至壳体时,行星齿轮组42的至少这一个部件能够绕第一行星齿轮组转动轴线相对于壳体28转动。在此,第一行星齿轮组转动轴线与主转动轴线40重合或者是主转动轴线40,使得行星齿轮组42同轴于电动机30布置。
另外,电驱动装置26具有第二行星齿轮组52,其同轴于第一转子轴38且因此同轴于转子34、电动机30和第一行星齿轮组42布置。第二行星齿轮组52具有第四部件、第五部件和第六部件。在图2所示的第一实施方式中,第五部件是第二太阳齿轮54,其也称为第二太阳轮。第五部件在第一实施方式中是第二行星齿轮架56,其也称为第二行星架。此外,第六部件是第二齿圈58。此外,第二行星齿轮组52具有至少一个或多个第二行星齿轮60,其可转动地保持在第二行星架上且一方面尤其直接啮合或接合至第二齿圈58、另一方面尤其直接啮合或接合至第二太阳齿轮54。当第二行星齿轮组52的至少一个部件(在此是太阳齿轮54和行星齿轮架56)没有抗旋转地连接至壳体28时,第二行星齿轮组52的至少这一个部件可以绕第二行星齿轮组转动轴线相对于壳体28转动。在此,第二行星齿轮组转动轴线与第一行星齿轮组转动轴线重合,因此与第一转子轴线38和主转动轴线40重合,使得行星齿轮组52的部件彼此同轴布置,且行星齿轮组42的部件彼此同轴布置,且行星齿轮组52的部件同轴于行星齿轮组42的部件、同轴于转子34且因此同轴于转子轴36和同轴于电动机30且因此同轴于第一转子轴线38布置。又换言之,行星齿轮组42、45相互同轴且分别同轴于电动机30布置。在转子34的轴向上,即沿第一转子轴线38且因此沿主转动轴线40看,电动机30、第一行星齿轮组42和第二行星齿轮组52按以下顺序接连布置:电动机30——第一行星齿轮组42——第二行星齿轮组52。
当以下提到主转动轴线40时,这也是指(除非另有声明)第一转子轴线38和各行星齿轮组转动轴线,因为主转动轴线40与第一转子轴线和行星齿轮组转动轴线重合。
可以很清楚地从图2中看到,转子轴线38正交于、即垂直于在图2中也由双箭头22表示的车辆纵向延伸,故主转动轴线40或第一转子轴线38至少基本平行于车辆横向(双箭头16)延伸。因此规定了电驱动装置26的横向安装。换言之,电驱动装置26被横向装入或横向安装。
为了能实现很紧凑的构型和很高效的运行,在车辆纵向上,第一车桥12、动力电池29、第二车桥20和电驱动装置26按以下顺序接连布置:第一车桥12——动力电池29——第二车桥20——电驱动装置26。另外,壳体28被刚性地、即在未借助于车桥12和20的情况下被接合至车架18。换言之,电驱动装置26不是以固定于车桥的方式,即,不是在借助于其中一个车桥12、20的情况下且因此也不是在借助于车桥悬架的情况下接合至车架18,而是壳体28或电驱动装置26固定于车架。自然,术语“刚性接合”也包含略微起到阻尼作用的连接,例如像通过橡胶阻尼件(如有)连接至车架18。术语“刚性接合”应该主要是指就作用而言在壳体28与车架18之间没有布置车桥悬架。由此,壳体28与车架18一起相对于车轮14、24被弹簧支承。因此,例如当车轮14、24行驶经过机动车10所驶地面的凹凸处时,车轮14、24相对于车架18至少基本上在车辆竖向上进行的压缩和回弹运动没有导致壳体28相对于车架18做压缩和回弹运动。故壳体28并非像例如车轮14和24那样的非簧载质量、而是像车架18一样的簧载质量,故可避免过度磨损。
另外,电驱动装置26具有角度传动机构62,且机动车10具有在图1和2中极其示意性示出的万向轴64,其例如从角度传动机构62在车辆纵向上、即平行于车辆纵向或在此相对于车辆纵向倾斜地向前延伸且延伸至可驱动的车桥20。角度传动机构62具有输入齿轮66和尤其直接与输入齿轮66啮合或接合的输出齿轮68。在图2所示的第一实施方式中,例如输入齿轮66是盘齿轮,其中,输出齿轮68例如是锥齿轮。第二行星齿轮组52的其中一个部件抗旋转地接合或可接合至输入齿轮66。在第一实施方式中,输入齿轮66尤其是永久地抗旋转地接合、即连接至行星齿轮架56。故输入齿轮66可被行星齿轮架56驱动,使得输出齿轮68可以经由输入齿轮66被行星齿轮架56驱动。
输出齿轮68至少间接地尤其以传递转矩方式接合或可接合至万向轴64的输入侧E,从而万向轴64可经由其输入侧E被输出齿轮68且进而被角度传动机构62驱动。故万向轴64可经由输出齿轮68被输入齿轮66驱动且经该输入齿轮被行星齿轮架56驱动。万向轴64也具有可被输入侧E驱动的输出侧A,其尤其永久地以传递转矩的方式尤其抗旋转地接合或可接合至输入侧E。尤其是规定输入侧E尤其是永久地以传递转矩的方式接合至输出侧A。万向轴64的输出侧A接合或可接合至可驱动的车桥20的也称为差速器的或设计为差速器的车桥传动机构70。尤其可以想到的是,输出侧A尤其是永久地以传递转矩的方式接合或可接合至车桥传动机构70。故车桥传动机构70可以被输出侧A且经由输出侧A被输入侧E驱动。可以看到车轮24可经由车桥传动机构70被万向轴64且经由该万向轴被电驱动装置26尤其是纯电地驱动。特征“万向轴64相对于车辆纵向平行或倾斜地延伸”尤其是指,万向轴64的轴向相对于车辆纵向平行或倾斜地延伸。由电驱动装置26经由角度传动机构62所提供的用于驱动车轮24的转矩可以通过万向轴64在车辆纵向上向前且因此传送至车桥传动机构70并且经由车桥传动机构70被传递至车轮24,由此车轮24可被驱动。
在第一实施方式中,各齿圈48或58在其没有抗旋转地连接至壳体28时也可以绕主转动轴线40相对于壳体28转动。在第一实施方式中,在万向轴64的输入侧E与角度传动机构62之间设置至少或正好一个圆柱齿轮级72,其具有第一齿轮74和第二齿轮76。齿轮74、76优选是圆柱齿轮。齿轮74、67直接相互啮合,即直接相互接合。齿轮74尤其是永久地抗旋转地接合、即连接至输出齿轮68。第二齿轮76尤其永久地抗旋转地接合、即连接至输入侧E,使得输入侧E可经由齿轮76被齿轮74驱动,且齿轮76可经由齿轮74被输出齿轮68驱动。
在第二实施方式中,电驱动装置26具有第一切换件S1,借此将齿圈48抗旋转地可接合、即可连接至转子34和进而转子轴36。此外,电驱动装置26具有第二切换件S2,借此将齿圈48抗旋转地可接合、即可连接至壳体28。电驱动装置26也具有第三切换件S3,借此将太阳齿轮44抗旋转地可接合至转子34。电驱动装置26还包括第四切换件S4,借此可以将太阳齿轮44抗旋转地接合至壳体28。第四切换件S4且在此还有第三切换件S3布置在电动机30的在转子34轴向上背对第一行星齿轮组42的一侧SE3。电驱动装置26还包括第五切换件S5,借此将行星齿轮架46抗旋转地可接合至第二太阳齿轮54。在第二实施方式中,第二行星齿轮架56尤其是永久地抗旋转地接合或可接合至角度传动机构62的输入齿轮66。
第五切换件S5设计成将行星齿轮架46尤其是同时抗旋转地接合至第二太阳齿轮54且抗旋转地接合至第二齿圈58。尤其是,第五切换件S5可以在三个也可称为离合状态的切换状态之间切换。在第一切换状态下,借助第五切换件S5将第二部件(即第一行星齿轮架46)抗旋转地连接至第四部件(即第二太阳齿轮54),而尤其是第五切换件S5允许第六部件(即第二齿圈58)绕主转动轴线40相对于第二部件和第四部件做转动。在第二切换状态下,借助第五切换件S5将第二部件(即行星齿轮架46)抗旋转地接合、即连接至第六部件(即第二齿圈58),同时第五切换件S5允许第四部件(即第二太阳齿轮54)绕主转动轴线40相对于第二部件和第六部件做转动。在第三切换状态下,借助第五切换件S5将第二部件(即第一行星齿轮架46)同时抗旋转地接合或连接至第四部件(即第二太阳齿轮54)且抗旋转地接合或连接至第六部件(即齿圈58),从而在第三切换状态下借助第五切换件S5将第二部件、第四部件和第六部件抗旋转地相互连接。故第一切换状态和第二切换状态也可以被视为分离状态,因为在第一切换状态下第六部件可绕主转动轴线40相对于第二部件、相对于第四部件和相对于第六部件转动,并且在第二切换状态下第四部件可绕主转动轴线40相对于第二部件和相对于第六部件转动。
此外,电驱动装置26包括第六切换件S6,借此将第六部件(即第二齿圈58)抗旋转地可接合、即可连接至壳体28。
在第二实施方式中,切换件S3和S4轴向相邻布置。即,切换件S3和S4在转子34的轴向上相邻布置,其中,切换件S3、S4组合成离合切换件KS。例如切换件S3、S4相互成一体构成。例如切换件S3是离合切换件KS的第一部分或第一区域,切换件S4是离合切换件KS的第二部分或第二区域。例如离合切换件KS可以在第四切换状态与第五切换状态之间切换。在第四切换状态下,例如第一部件(即第一太阳齿轮44)借助离合切换件KS、尤其是借助第四切换件S4抗旋转地连接至壳体28,且优选的是离合切换件KS、尤其是切换件S3、S4允许转子34绕主转动轴线40相对于第一部件(44)做转动。在第五切换状态中,例如借助离合切换件KS、尤其是借助第三切换件S3将第一部件(即第一太阳齿轮44)抗旋转地接合至转子34,并且例如离合切换件KS尤其是切换件S3和S4允许转子34和太阳齿轮44尤其共同地绕主转动轴线40相对于壳体28做转动。可以想到,离合切换件KS或切换件S3、S4可切换到被称为空挡状态的第六切换状态。在第六切换状态下,例如离合切换件KS尤其是切换件S3、S4允许第一部件(太阳齿轮44)绕主转动轴线40相对于壳体28且相对于电动机34做转动,或反之。
电驱动装置26还具有第七切换件S7,借此可将第四部件(即第二太阳齿轮54)抗旋转地连接至壳体28。例如第四切换件S4、电动机30、第一行星齿轮组42、第二行星齿轮组52、输入齿轮66和第七切换件S7在主转动轴线40的方向上看和/或在电动机30的轴向上且因此沿主转动轴线40看按以下顺序接连、即前后相继布置:第四切换件S4——电动机30——第一行星齿轮组42——第二行星齿轮组52——输入齿轮66——第七切换件S7。
借助相互连接的行星齿轮组42、52且借助切换件S1-S7,可以实现电驱动装置26的至少或正好六个挡。为了挂入第一挡,转子34借助离合切换件KS尤其是借助第三切换件S3抗旋转地连接至太阳齿轮44,禁止转子34抗旋转地连接至行星齿轮架46且因此转子34没有借助切换件S1抗旋转地连接至行星齿轮架46,齿圈48借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,行星齿轮架46借助切换件S5抗旋转地连接至太阳齿轮54,而尤其是切换件S5允许齿圈58绕主转动轴线40相对于行星齿轮架46和太阳齿轮54做转动或反之,行星齿轮架56借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,借助切换件S7禁止太阳齿轮54抗旋转地连接至壳体28,即太阳齿轮54没有借助切换件S7抗旋转地连接至壳体28。
可以看到,“例如各切换件允许构件绕主转动轴线40相对于另一构件做转动”的在先描述显然反过来也可成立或适用,故这也是指各切换件允许另一构件绕主转动轴线40相对于一个构件做转动。
为了挂入第二挡,太阳齿轮44借助离合切换件KS尤其是借助第四切换件S4抗旋转地连接至壳体28,而尤其离合切换件KS允许转子34绕主转动轴线40相对于太阳齿轮44做转动,转子34借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,齿圈48未借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,行星齿轮架46就像在挂入第一挡时那样借助切换件S5抗旋转地连接至太阳齿轮54,同时切换件S5允许齿圈58绕主转动轴线40相对于太阳齿轮44且相对于行星齿轮架46做转动或反之,齿圈58就像在挂入第一挡时那样借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,太阳齿轮54就像在挂入第一挡时那样未借助第七切换件S7抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S7允许太阳齿轮54绕主转动轴线40相对于壳体28做转动。为了挂入第三挡,转子34就像在挂入第一挡时那样借助离合切换件KS、尤其是借助第三切换件S3抗旋转地连接至太阳齿轮44,转子34就像在挂入第二挡时那样借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,齿圈48就像在挂入第二挡时那样没有借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S2允许齿圈48绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,行星齿轮架46就像在挂入第一挡和第二挡时那样借助切换件S5抗旋转地连接至太阳齿轮54,其中,切换件S5允许行星齿轮架46和太阳齿轮54绕主转动轴线40相对于齿圈58做转动或反之,齿圈58就像在挂入第一挡和第二挡时那样借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,且太阳齿轮54就像在挂入第一挡和第二挡时那样没有借助切换件S7抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S7允许太阳齿轮54绕主转动轴线40相对于壳体28做转动。为了挂入第四挡,太阳齿轮44就像在挂入第二挡时那样借助离合切换件KS尤其是借助第四切换件S4抗旋转地连接至壳体28,转子34就像在挂入第二挡和第三挡时那样借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,齿圈48就像在挂入第二挡和第三挡时那样没有借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S2允许齿圈48绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,行星齿轮架46借助切换件S5抗旋转地连接至齿圈58,同时切换件S5允许行星齿轮架46和齿圈58绕主转动轴线40相对于太阳齿轮54做转动或反之,齿圈58没有借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S6允许齿圈58和进而行星齿轮架46绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,且太阳齿轮54借助第七切换件S7抗旋转地连接至壳体28。为了挂入第五挡,转子34就像在挂入第一挡和第三挡时那样借助离合切换件KS尤其是借助第三切换件S3抗旋转地连接至太阳齿轮44,并且转子34就像在挂入第二挡和第三挡时那样借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,齿圈48没有借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S2允许齿圈48和进而转子34和太阳齿轮44绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,行星齿轮架46就像在挂入第四挡时那样借助切换件S5抗旋转地连接至齿圈58,同时切换件S5允许齿圈58和行星齿轮架46绕主转动轴线40相对于太阳齿轮44做转动或反之,齿圈58就像在挂入第四挡时那样没有借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S6允许齿圈48和进而行星齿轮架46绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,并且太阳齿轮54就像在挂入第四挡时那样借助第七切换件S7抗旋转地连接至壳体28。为了挂入第六挡,转子34就像在挂入第一、第三和第五挡时那样借助离合切换件KS、尤其借助第三切换件S3抗旋转地连接至太阳齿轮44,转子34就像在挂入第二、第三、第四和第五挡时那样借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,齿圈48没有借助切换件S2抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S2允许齿圈48和进而转子34和太阳齿轮44绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,行星齿轮架46借助切换件S5同时抗旋转地连接至太阳齿轮54且抗旋转地连接至齿圈58,使得行星齿轮架46、太阳齿轮54和齿圈58借助第五切换件S5同时抗旋转地相互连接,齿圈58借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,或者齿圈58没有借助切换件S6抗旋转地连接至壳体28,使得切换件S6例如允许齿圈58和进而太阳齿轮54和行星齿轮架46绕主转动轴线40相对于壳体28做转动,并且太阳齿轮54没有借助第七切换件S7抗旋转地连接至壳体28,从而例如切换件S7允许太阳齿轮54和进而优选也允许行星齿轮架46和齿圈58绕主转动轴线40相对于壳体28做转动。
电驱动装置26的第一实施方式适于例如重量有利的即轻型至中型的车辆。
图3示出电驱动装置26的第二实施方式。第二实施方式尤其有利地适用于重型长途车辆。在第二实施方式中,电驱动装置26包括同轴于电动机30布置的第二电动机77,其具有第二定子78和尤其带有第二转子轴82的第二转子80。尤其可以想到的是各定子32或者78尤其抗旋转地固定在壳体28上。转子80可绕第二转子轴线84相对于第二定子78转动。因为电动机30、77彼此同轴布置,第二转子轴线84与第一转子轴线38和因而与主转动轴线40重合,使得电动机77或者其转子80也同轴于行星齿轮组42、52且因此同轴于其部件布置。通过转子80,第二电动机77可以提供第二转矩作为第二驱动力矩,可以借此尤其纯电地驱动车轮24。第二转子80抗旋转地接合或可接合至第二行星齿轮组52的其中一个部件。例如可以设置另一个切换件,借此可以将转子80抗旋转地接合至行星齿轮组52的所述一个部件。在如图3所示的第二实施方式中,第二切换件由切换件S7构成或者与切换件S7成一体地构成。换言之,在图3所示的第二实施方式中采用切换件S7以便选择性地或按需地将转子80抗旋转地连接至第二行星齿轮组52的所述一个部件。在图3所示的第二实施方式中,第二行星齿轮组52的所述一个部件是第二太阳齿轮54,故在第二实施方式中规定,转子80尤其是借助另一切换件或者借助第七切换件S7抗旋转地可连接至太阳齿轮54。例如切换件S7可以在三个状态之间切换。在第一状态下,切换件S7允许太阳齿轮54和转子80都绕主转动轴线40相对于壳体28且彼此相对做转动,从而例如在第一状态下,转子80既未抗旋转地连接至太阳齿轮54、也未抗旋转地连接至壳体28。在第二状态下,例如借助切换件S7将太阳齿轮54抗旋转地连接至壳体28,而同时例如切换件S7允许转子80绕主转动轴线40相对于壳体28和太阳齿轮54做转动。在第三状态下,例如借助切换件S7将转子80抗旋转地连接至太阳齿轮54,而同时切换件S7允许转子80和太阳齿轮54绕主转动轴线40相对于壳体28做转动。故在第二实施方式中规定转子80抗旋转地接合或可接合至第四部件。
在第二实施方式中,第一电动机30、第一行星齿轮组42、第二行星齿轮组52、输入齿轮66和第二电动机77在可驱动的第二车桥20(主驱动轴)的方向上和/或在转子34(其轴向与转子80的轴向重合)的轴向上按以下顺序接连、即前后相继布置:第一电动机30——第一行星齿轮组42——第二行星齿轮组52——输入齿轮66——第二电动机77。
尤其在第二实施方式中规定,行星齿轮组42、52在各电动机30或77的轴向上布置在电动机30和77之间,故电动机77在各电动机30或77的轴向上布置在行星齿轮组52的背对电动机30的一侧,和电动机30。
电驱动装置26的在图中未示出的另一个实施方式例如适用于重型建筑车辆。在图中未示出的该另一实施方式中,例如电动机30和77布置在第一行星齿轮组42的在各电动机30或77的轴向上背对第二行星齿轮组52且朝向电动机30、77的共用一侧。在此例如可以想到接合件,借此可以将转子34、80抗旋转地相互连接。在此例如也可以想到,转子80可借助切换件S1抗旋转地连接至齿圈48,其中,例如第二电动机77在各电动机30或77的轴向上布置在电动机30与第一行星齿轮组42之间。在此,例如接合件在各电动机30或77的轴向上布置在电动机30和77之间。
最后,图4示出电驱动装置26的第三实施方式。在第三实施方式中设有具有另一定子88和另一转子90的另一电动机86,另一转子例如具有另一转子轴92。尤其是,另一转子90可绕另一转子轴线94相对于另一定子88转动。电动机86、30彼此同轴布置,故转子轴线94与主转动轴线40重合。因此转子34和90相互同轴布置,且电动机86或其转子90同轴于行星齿轮组42、52布置。
在第三实施方式中设有具有第七部件、第八部件和第九部件的第三行星齿轮组96,且设有具有第十部件、第十一部件和第十二部件的第四行星齿轮组98。在第三实施方式中,第七部件是第三太阳齿轮100,第八部件是也称为第三行星架的第三行星齿轮架102,第九部件是第三齿圈104。第三行星齿轮组96具有至少一个或多个第三行星齿轮106,其可转动地保持在行星齿轮架102上且一方面尤其直接啮合至齿圈104且另一方面尤其直接啮合至也称为第三太阳轮的太阳齿轮100。因此,第三行星齿轮架102也被称为第三行星架。第十部件是也称为第四太阳轮的第四太阳齿轮108,第十一部件是也称为第四行星架的第四行星齿轮架110,第十二部件是齿圈112。第四行星齿轮组98具有至少一个或多个第四行星齿轮114,其可转动地保持在第四行星架上且一方面尤其直接啮合或接合至第四齿圈112,另一方面尤其直接啮合或接合至第四太阳轮。可以看到,行星齿轮组96、98相互同轴布置,其中,行星齿轮组96和行星齿轮组98也同轴于电动机30、86或者同轴于其转子34、90布置。第二转子90抗旋转地接合或可接合至第七部件,其中,第八部件接合或可接合至第十部件,且其中,第十一部件抗旋转地接合或可接合至角度传动机构62的输入齿轮66。本质上,第三实施方式是第一实施方式的双重实施形式,故第三实施方式由此可以由第一实施方式产生,其方式是:使得第一实施方式或关于图2的图面布置在输入齿轮66左侧的构件关于一镜面呈镜像,以便由此提供关于图4的图面布置在输入齿轮66右侧旁的构件,其中,该镜面垂直于主转动轴线40延伸,且其中,例如也设计成锥齿轮传动的角度传动机构62的例如设计为盘齿轮的输入齿轮66在该镜面内延伸。故例如设有包含行星齿轮组42、52以及例如电动机30的第一变速器116,设有包含行星齿轮组96、98和例如电动机86的第二变速器118,第二变速器118关于镜面是或可以是变速器116的镜像。在此可以想到左变速器116的传动序列不同于右变速器118的传动序列。还可以想到电动机30和86在其尺寸和/或功率方面彼此不同,因而例如电动机30大于电动机86或反之。第四实施方式尤其具有以下优点:
-牵引力不中断的换挡,左右侧的变速器换挡点因为传动序列而不同,
-因为不同的传动序列,彼此不同的电动机30、86同样是可行的。在此情况下,很有利地在一侧安装大的电动机,其具有大的功率且可胜任起步过程且被用于爬坡。有利地在另一侧采用小的电动机,用于更高效的远途行驶,其功率例如为80至120千瓦。此时的目的是,一旦机动车10在高速公路上,则它需要100千瓦功率并且机动车10从较小电动机获得该功率。有利地,在第二实施方式中也采用两个不同的具有此处所述的特征的电动机。
角度传动机构62可被断开,尤其通过离合器K1或K2。可以看到,借助离合器K1可以将行星齿轮组52的其中一个部件、尤其是行星齿轮架46抗旋转地连接至输入齿轮66,且借助离合器K2将输入齿轮66抗旋转地可接合至行星齿轮组96的其中一个部件、尤其是行星齿轮架102。各离合器K1或K2可以是形状配合式离合器,尤其是爪式离合器。仅在需要时、爬坡时或在能量回收(制动)时,接通相应另一转矩路径或另一电动机。由此可以在相同的电池容量下展现出很大的行程距离。
尤其关于第一实施方式和或许第二实施方式以及在图中未示出的其它实施方式而要指出的是,通过其它行星齿轮组、角度传动机构和圆柱齿轮传动可以实现几乎所有的传动变型。该单元是一种高压功率单元,类似于常见驱动装置中的功率模块。借助万向轴64,电驱动装置26可以在不改变现有的车桥和车架结构的情况下通过法兰安装于其上,以便例如从只具有内燃发动机的常见车辆形成电动车或混动车。在轻型和重型商用车辆或公共汽车目前需要不同的电动车桥的情况下,可以通过使用电驱动装置26来保留现有的车辆专用车桥,并且相同的电驱动装置26可以被构造成尤其具有锥齿轮/圆柱齿轮传动适配功能的高压功率单元。与电动车桥相比,电驱动装置26更小,就生产、存放和物流而言更好搬运,且固定在车架上。这对于电气部件特别好,因为可以避免所述部件的过度振动。电驱动装置26也可以提供作为P3或P4混动车的车辆。从成本角度看,可保持很小的切换件数量,或者切换件数量可以相比于所示状况被减少,由此可以节约成本和重量,其中,于是也可展现出较少的挡数。
附图标记列表
10 机动车
12 第一车桥
14 第一车轮
16 双箭头
18 车架
20 第二车桥
22 双箭头
24 第二车轮
26 电驱动装置
27 箭头
28 壳体
29 动力电池
30 电动机
32 定子
34 转子
36 转子轴
38 转子轴线
40 主转动轴线
42 第一行星齿轮组
44 太阳齿轮
46 行星齿轮架
48 齿圈
50 行星齿轮
52 第二行星齿轮组
54 太阳齿轮
56 行星齿轮架
58 齿圈
60 行星齿轮
62 角度传动机构/变向传动机构
64 万向轴
66 输入齿轮
68 输出齿轮
70 车桥传动机构
72 圆柱齿轮级
74 第一齿轮
76 第二齿轮
77 第二电动机
78 第二定子
80 第二转子
82 第二转子轴
84 第二转子轴线
86 另一电动机
88 另一定子
90 另一转子
92 另一转子轴
94 另一转子轴线
96 第三行星齿轮组
98 第四行星齿轮组
100 太阳齿轮
102 行星齿轮架
104 齿圈
106 行星齿轮
108 太阳齿轮
110 行星齿轮架
112 齿圈
114 行星齿轮
116 第一变速器
118 第二变速器
A 输出侧
E 输入侧
K1,K2 离合器
KS 离合切换件
S1-S7 切换件
SE1-3 侧

Claims (14)

1.一种机动车(10),该机动车具有可转向的第一车桥(12)、可驱动的第二车桥(20)、用于驱动该第二车桥(20)的电驱动装置(26)和动力电池(28),借助于该动力电池能够给该电驱动装置(26)供应存储在该动力电池(28)中的电能,其中,该电驱动装置(26)具有:
-壳体(28),
-电动机(30),该电动机具有定子(32)和能绕转子轴线(38)相对于该定子(32)和相对于该壳体(28)转动的转子(34),
-同轴于该转子轴线(38)布置的第一行星齿轮组(42),该第一行星齿轮组具有第一部件、第二部件和第三部件,
-同轴于该转子轴线(38)布置的第二行星齿轮组(52),该第二行星齿轮组具有第四部件、第五部件和第六部件,其中,在该转子(34)的轴向上该电动机(30)、该第一行星齿轮组(42)和该第二行星齿轮组(52)按以下顺序接连布置:该电动机(30)——该第一行星齿轮组(42)——该第二行星齿轮组(52),并且其中,该转子轴线(38)垂直于车辆纵向(22)布置,
其特征是,
-在该车辆纵向(22)上,该第一车桥(12)、该动力电池(28)、该第二车桥(20)和该电驱动装置(26)按以下顺序接连布置:该第一车桥(12)——该动力电池(28)——该第二车桥(20)——该电驱动装置(26),
-该壳体(28)刚性连接至该机动车(10)的车架(18),
-该电驱动装置(26)具有角度传动机构(62),
-该机动车(10)具有万向轴(64),
-该第二行星齿轮组(52)的其中一个部件抗旋转地接合或能接合至该角度传动机构(62)的输入齿轮(66),
-该角度传动机构(62)的输出齿轮(68)接合或能接合至该万向轴(64)的输入侧(E),并且
-该万向轴(64)的输出侧(A)接合或能接合至该第二车桥(20)的车桥传动机构(70)。
2.根据权利要求1所述的机动车(10),其特征是,该角度传动机构(62)的输出齿轮(68)抗旋转地接合至圆柱齿轮级(72)的第一齿轮(74)。
3.根据权利要求2所述的机动车(10),该圆柱齿轮级(72)的第二齿轮(76)抗旋转地接合至该万向轴(64)的输入侧(E)。
4.根据前述权利要求之一所述的机动车(10),其特征是,该电驱动装置(26)具有:
-第一切换件(S1),借助该第一切换件能够将该第三部件抗旋转地接合至该转子,
-第二切换件(S2),借助该第二切换件能够将该第三部件抗旋转地接合至该壳体(28),
-第三切换件(S3),借助该第三切换件能够将该第一部件抗旋转地接合至该转子(34),
-第四切换件(S4),借助该第四切换件能够将该第一部件抗旋转地接合至该壳体(28),其中,该第四切换件(S4)布置在该电动机(30)的在该转子(34)的轴向上背对该第一行星齿轮组(42)的一侧(S3),以及
-第五切换件(S5),借助该第五切换件能够将该第二部件抗旋转地接合至该第四部件,其中,该第五部件抗旋转地接合或能接合至该角度传动机构(62)的输入齿轮(66)。
5.根据权利要求4所述的机动车(10),其特征是,该第五切换件(S5)设计用于将该第二部件抗旋转地接合至该第四部件并抗旋转地接合至该第六部件。
6.根据权利要求4或5所述的机动车(10),其特征是,设有第六切换件(S6),借助该第六切换件能够将该第六部件抗旋转地接合至该壳体(28)。
7.根据权利要求4至6之一所述的机动车(10),其特征是,该第三切换件(S3)和该第四切换件(S4)轴向相邻地布置并且组合成具有至少两个切换位置的离合切换件(KS)。
8.根据权利要求4至7之一所述的机动车(10),其特征是,设有第七切换件(S7),借助该第七切换件能够将该第四部件抗旋转地接合至该壳体(28)。
9.根据权利要求8所述的机动车(10),其特征是,该第四切换件(S4)、该电动机(30)、该第一行星齿轮组(42)、该第二行星齿轮组(52)、该输入齿轮(66)和该第七切换件(S7)在所述可驱动的第二车桥(20)的方向上和/或在该转子(34)的轴向上看按以下顺序接连布置:该第四切换件(S4)——该电动机(30)——该第一行星齿轮组(42)——该第二行星齿轮组(52)——该输入齿轮(66)——该第七切换件(S7)。
10.根据前述权利要求之一所述的机动车(10),其特征是,设有同轴于该电动机(30)布置的第二电动机(77),该第二电动机具有第二定子(78)和能够相对于该第二定子(78)转动的第二转子(80),其中,该第二转子(80)抗旋转地接合或能接合至该第二行星齿轮组(52)的其中一个部件。
11.根据权利要求10所述的机动车(10),其特征是,该第二转子(80)抗旋转地接合或能接合至该第四部件。
12.根据权利要求10或11所述的机动车(10),其特征是,该第一电动机(30)、该第一行星齿轮组(42)、该第二行星齿轮组(52)、该输入齿轮(66)和该第二电动机(77)在所述可驱动的第二车桥(20)的方向上和/或在该第一电动机(30)的轴向上看按以下顺序接连布置:该第一电动机(30)——该第一行星齿轮组(42)——该第二行星齿轮组(52)——该输入齿轮(66)——该第二电动机(77)。
13.根据权利要求1至9之一所述的机动车(10),其特征是,设有
-具有另一定子(88)和另一转子(90)的另一电动机(86),该另一转子同轴于该第一转子(34)和所述行星齿轮组(42,52)布置,
-第三行星齿轮组(96),该第三行星齿轮组具有第七部件、第八部件和第九部件,这些部件同轴于所述转子(34,90)、该第一行星齿轮组(42)和该第二行星齿轮组(52)布置,以及
-第四行星齿轮组(98),该第四行星齿轮组具有第十部件、第十一部件和第十二部件,这些部件同轴于所述转子(34,90)、该第一行星齿轮组(42)、该第二行星齿轮组(52)和该第三行星齿轮组(96)布置,其中,该第二转子(90)抗旋转地接合或能接合至该第七部件,其中,该第八部件接合或能接合至该第十部件,并且其中,该第十一部件抗旋转地接合或能接合至该角度传动机构(62)的输入齿轮(66)。
14.根据权利要求13所述的机动车(10),其特征是,该第一电动机(30)、该第一行星齿轮组(42)、该第二行星齿轮组(52)、该角度传动机构(62)的输入齿轮(66)、该第四行星齿轮组(98)、该第三行星齿轮组(96)和该另一电动机(86)在所述可驱动的第二车桥(20)的方向上和/或在该第一转子(34)的轴向上看按以下顺序接连布置:该第一电动机(30)——该第一行星齿轮组(42)——该第二行星齿轮组(52)——该角度传动机构(62)的输入齿轮(66)——该第四行星齿轮组(98)——该第三行星齿轮组(96)——该另一电动机(86)。
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