CN117320906A - 电动车辆的机动车驱动系的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车辆的机动车驱动系的驱动装置(7)，该驱动装置包括至少一个电机(14)作为驱动机器，在电机从动侧后置有传动装置(18)。在此，在传动装置(18)中，输入侧(17)和输出侧(19)彼此轴线偏移(27)地定位，其中，传动装置(18)的输出侧(19)与分配装置(25)处于连接中，给分配装置配属有多个从动端(9、10)，这些从动端在机动车驱动系(2)中分别用于接驳电动车辆的各一个驱动桥。为了实现适用于越野电动车辆的驱动装置(7)，传动装置(18)的输出侧(19)在高度方向上相对于传动装置(18)的输入侧(17)向下偏移地定位。

Description

电动车辆的机动车驱动系的驱动装置

技术领域

本发明涉及电动车辆的机动车驱动系的驱动装置，该驱动装置包括至少一个电机作为驱动机器，在该电机的从动侧后置有传动装置，其中，在传动装置中，输入侧和输出侧彼此轴线偏移地定位，并且其中，传动装置的输出侧与分配装置处于连接中，给分配装置配属至少两个从动端，这些从动端在机动车驱动系中分别用于接驳电动车辆的各一个驱动桥。此外，本发明还涉及具有前述的驱动装置的机动车驱动系以及电动车辆。

背景技术

在电动车辆中，如下驱动装置是已知的，其通常由至少一个电机和一个或多个后置的传动装置组成。在此其中部分地可以切换出不同的挡位，以便以不同的传动比转换至少一个电机的驱动运动。这种驱动装置中的一部分在此也可以是分配装置，经由该分配装置执行由至少一个电机引起的并由一个或多个后置的传动装置转换的驱动运动到多个从动端的分配。

由DE 10 2016 006 208 A1得到一种用于机动车驱动系的驱动装置，该机动车驱动系被设计成用于商用车形式的电动车辆。在此，该驱动装置包括一个或多个电机，传动装置后置于电机。DE 10 2016 006208A1的驱动装置在此被设计成用于布置在电动车辆的车架的纵向承载件之间，其中，在驱动装置的安装状态下，传动装置被紧固在在纵向承载件之间延伸的横向承载件上。在一个变体中，驱动装置在此被构造成用于驱动电动车辆的多个驱动桥，其中，驱动装置为此配备有两个从动端。在此，这些从动端沿电动车辆的横向方向相对于一个或多个电机偏移地定位，从而经由传动装置发生具有轴线偏移并且在分配到两个从动端上的情况下转换相应的驱动运动。

发明内容

基于上述的现有技术，本发明的任务现在是实现一种驱动装置，其适用于越野的电动车辆。

该任务基于权利要求1的前序部分结合其特征部分来解决。随后的从属权利要求分别反映了本发明的有利的改进方案。具有根据本发明的驱动装置的机动车驱动系此外是权利要求10和11的主题。此外，权利要求12涉及具有相应的机动车驱动系的电动车辆。

根据本发明，驱动装置包括至少一个电机作为驱动机器，在驱动机器从动侧后置有传动装置。在传动装置中，输入侧和输出侧彼此轴线偏移地定位，其中，传动装置的输出侧与分配装置处于连接中，给分配装置配属至少两个从动端，这些从动端在机动车驱动系中分别用于接驳电动车辆的各一个驱动桥。

在根据本发明的驱动装置中设置有至少一个电机，该至少一个电机尤其具有各一个转子和各一个定子。优选地，至少一个电机在此一方面可以在发电机式运行中工作，在发电机式运行中，电机通过驱动各自的转子来产生电流，其中，另一方面，至少一个电机可以在电动马达式运行中运行，在电动马达式运行中，电机由于本身被供电而产生各自的转子的驱动运动。在本发明的意义中，在驱动装置中，在此尤其设置有刚好一个电机，然而其中，根据本发明的驱动装置可以备选地也具有多个电机。

在根据本发明的驱动装置之内，在至少一个电机的从动侧后置有传动装置，传动装置配备有输入侧和输出侧。在此，传动装置的输入侧和输出侧彼此轴线偏移地定位，即输入侧和输出侧彼此轴线间隔开地被设立在优选相互平行地定位的轴线上。优选地，传动装置的输入侧和输出侧彼此持久地耦联，从而使得在输入侧引入传动装置中的驱动运动始终也传输至传动装置的输出侧。

在此，在传动装置的输入侧建立与前置的至少一个电机的连接，其中，该连接在此可以作为持久的连接存在，从而使得至少一个电机的各自的转子和传动装置的输入侧不能彼此独立地旋转。但备选地，传动装置的输入侧与至少一个电机之间的连接也是能分离的，由此，使得至少一个电机可以与传动装置的输入侧脱联。

传动装置在其输出侧与分配装置处于连接中，其中，给该分配装置配属多个从动端。在此，在根据本发明的驱动装置中的分配装置被设置成用于，将经由传动装置的输出侧引入到分配装置中的驱动功率持久地或只有在特定的操纵的情况下分配到多个从动端上，其中，在后一种提到的情况下，至少有一个从动端在此尤其经由分配装置被持久地与传动装置的输出侧耦联。驱动装置的从动端在此被构造成用于，在驱动装置安装在机动车驱动系中的状态下分别建立与电动车辆的各一个驱动桥连接。在这方面，根据本发明的驱动装置被设计成用于具有持久的全轮驱动或能被接通的全轮驱动的电动车辆中。

本发明现在包括以下技术教导，即，传动装置的输出侧相对于传动装置的输入侧在高度方向上向下偏移地定位。换言之，传动装置的输入侧与输出侧之间的轴线偏移被选择为，使得输出侧相对于输入侧在高度方向上并且因此竖直地被设立在输入侧下方。驱动装置的侧向倾斜的装入也是可行的。

备选地，传动装置也可以调转地装入，使得输入侧相对于输出侧在高度方向上并且因此竖直地被设立在输出侧下方。

驱动装置的这种设计方案在此具有以下优点，即，由于输入轴与输出轴之间在高度方向上的轴线偏移，使得在驱动装置用于机动车驱动系中时，驱动侧的部件可以更靠上定位地布置，这在电动车辆中导致相应的离地间隙。因此，也可以实现对于实现越野电动车辆来说所需的离地间隙。同时，在此可以经由驱动装置对多个驱动桥进行中央驱动，从而能实现具有持久的全轮驱动或能被接通的全轮驱动的电动车辆。

相反，在DE 10 2016 0062 08A1的驱动装置中执行的是在横向方向上的轴线偏移，这在驱动装置用于机动车驱动系中的情况下并不导致离地间隙的提升。

根据本发明的实施方式，在至少一个电机与传动装置之间设置有多挡传动装置，经由多挡传动装置可以在至少一个电机的各自的输从动侧与传动装置的输入侧之间切换不同的传动比。由此以有利的方式，使得至少一个电机的驱动运动可以以不同的传动比转换到传动装置的输入侧上，由此，利用至少一个电机就可以覆盖更大的行驶范围。在此，多挡传动装置可以具有行星齿轮组和/或圆柱齿轮级以表现不同的传动比，其中，不同的传动比优选通过有选择地操纵各从属的换挡元件来切换。在此，在本发明的范围内，这些换挡元件可以作为形状锁合的换挡元件存在，例如作为非同步的牙嵌式换挡元件或锁定同步件存在，或者也可以实施为力锁合的换挡元件，例如以多片式换挡元件的形式实施。在换挡过程中经由马达控制进行同步也是可行的。

如果在根据本发明的驱动装置中设置多个电机，那么优选在传动装置与这些电机之间设置有多挡传动装置，这些电机可以通过该多挡传动装置单独或共同与后置的传动装置耦联以表现不同的传动比。在该情况下，多挡传动装置具有多个输入轴，这些输入轴分别配属于电机中的各一个电机。优选地，在多挡传动装置的单个输出轴处建立与后置的传动装置的连接。但备选地，也可以给每个电机配属各一个多挡传动装置，由此，后置的传动装置在其输入侧尤其配备有多个驱动轴，各自的电机将利用各从属的位于中间的多挡传动装置分别接驳到这些驱动轴。

在上述的实施方式的改进方案中，至少一个电机和多挡传动装置被组合成驱动单元。由此，可以在驱动装置的区域中通过如下方式实现紧凑的结构，即，使得电机和从属的多挡传动装置形成驱动单元。在此，电机和多挡传动装置可以容纳在共同的壳体中。备选地也能想到的是，电机以其壳体直接紧固在多挡传动装置的壳体上。具有多挡传动装置的驱动单元也可以以如下方式表现，即，电机元件实施得非常大以至于多挡传动装置元件被设立在电机内部中。在此，在根据本发明的驱动装置中也可以减少安装工作量，这是因为由电机和多挡传动装置形成的驱动单元已经可以作为预安装的单元存在。

对上述的实施方式备选地或补充地，至少一个电机和传动装置被组合成模块。这具有以下优点，即，因此可以总体上实现根据本发明的驱动装置的紧凑的结构方式。如果在至少一个电机与传动装置之间还设置有多挡传动装置，那么多挡传动装置优选也是模块的一部分，并且在此被设立在电机与传动装置之间。在此，鉴于多挡传动装置的结构、布置和接入的可能性，可以实现前面已经描述的变体之一。

根据备选的设计可能性，至少一个电机和传动装置作为分开的单元存在，其中，经由传动轴建立这些单元之间的连接。由此可能的是，使得电机和传动装置也彼此间隔开地布置在驱动装置之内，其中，经由位于中间的传动轴实现将至少一个电机的驱动功率输送到传动装置，或者也实现了在电机的发电机式运行中将驱动运动从传动装置引入到至少一个电机中。在此，与传动装置的耦联也可以在以下实施方式中实现，其中，在至少一个电机与传动装置之间设置有多挡传动装置。在此，该多挡传动装置可以与电机组合为驱动单元，其中，传动轴就将多挡传动装置的从动侧与传动装置的输入侧连接起来。但备选地，多挡传动装置也可以被设立在传动装置的侧面上，其中在该情况下，传动轴于是将至少一个电机的从动侧与多挡传动装置的驱动侧连接起来。

在本发明的改进方案中，传动装置的输入侧和输出侧经由至少一个圆柱齿轮级彼此耦联。由此可以以有利方式一方面实现传动装置的输入侧和输出侧的持久的耦联，并且另一方面可以表现出输入侧与输出侧之间的轴线偏移。

根据本发明的另一实施方式，分配装置包括差速传动装置，该差速传动装置尤其作为锥齿轮差速器或行星差速器存在。在此，驱动功率可以经由差速传动装置分配到从动轴上，从动轴分别与从动端中的各一个从动端处于连接中。差速传动装置的使用具有以下优点，即，在转速差得到可能的补偿的情况下执行驱动力矩到从动端的持久的分配并且因此在分配传动装置的安装状态下也向各自的驱动桥的持久的分配。由此，分配传动装置也被设计成用于具有持久的全轮驱动的机动车。在此，在实施为锥齿轮差速器的情况下实现均等的力矩分配，而在差速传动装置设计为行星差速器的情况下也可以实现不均等的分配。

在本发明的范围内，还可以给差速传动装置配属有锁定装置，经由该锁定装置，在操纵时招引起从动轴之间的刚性的连接，并且因此消除差速传动装置的补偿效果。特别优选地，该锁定装置在此被自动操纵，其中，在此还优选地，给锁定装置配属传感器，传感器检测从动端处的转速。基于检测到的转速，在存在至少一个判据时，锁定装置可以执行对差速传动装置的自动锁定。

相对前述的实施方式备选地，分配装置的输入侧与第一从动端持久地耦联，而第二从动端可以经由离合器与第一从动端连接。在该变体中，只有第一从动端与分配装置的输入侧持久地耦联，并且因此也与前置的传动装置持久地耦联，而第二从动端在离合器的断开状态下与分配装置的输入侧脱联并且也与第一从动端脱联。然而，如果离合器转移到操纵状态，那么这些从动端将刚性地彼此连接，并且相应以相同的转速旋转。在该情况下，在分配装置的输入侧处引入的驱动力矩将均等地并且以相同转速分配到两个从动端。由此，根据本发明的分配传动装置被设计成用于具有能被接通的全轮驱动的电动车辆的机动车驱动系。

在上述的变体中，可以在从动端处设置有传感器，以便检测各个从动端的各自的转速。另外优选地设置有操纵装置，当由于检测到的转速而识别出满足相应的判据时，经由该操纵装置可以自动操纵离合器。最终，由此在检测到特定的条件时实现对驱动桥的自动接通。

此外，本发明的主题涉及电动车辆的机动车驱动系，该机动车驱动系具有根据前述的变体中的一种或多种的驱动装置。以有利的方式，由此可以实现具有全轮驱动或能被接通的全轮驱动的电动车辆的驱动系，其中，在此实现用于越野电动车辆的足够的离地间隙。

在根据本发明的机动车驱动系的改进方案中，在此，至少一个能驱动的前桥与驱动装置的一个从动端传动连接，并且至少一个能驱动的后桥与驱动装置的另一从动端传动连接。特别优选地，在驱动系中设置刚好一个能驱动的前桥和刚好一个能驱动的后桥，其中，前桥和后桥分别与根据本发明的驱动装置的从属的从动端处于连接中。特别优选地，驱动装置的从动端与驱动桥之间的传动连接经由位于中间的传动轴建立。

本发明还涉及电动车辆，其中，电动车辆特别优选为商用车。在此，电动车辆配备有根据上述的设计可能性中的一个或多个的驱动系。在此，电动车辆尤其设计为越野车。

本发明不局限于独立权利要求或其从属权利要求的特征的说明的组合。此外，还得到了如下可能性，即，将各个特征组合，尤其是从权利要求、下面的对优选的实施方式的描述或直接从附图中得到的特征彼此组合。权利要求通过使用附图标记来对附图的引用绝不是使权利要求的保护范围受限。

附图说明

在附图中示出了本发明的有利的随后阐述的实施方式。其中：

图1示出根据本发明的优选的实施方式的电动车辆的示意图；

图2示出根据本发明的第一实施方式的驱动装置的示意图；

图3示出图2的驱动装置的侧视图；

图4示出根据本发明的第二设计可能性的驱动装置的示意图；

图5示出图4的驱动装置的侧视图；并且

图6至8示出图2和图3或图4和图5的驱动装置的分配装置的可能的设计方案的示意图。

具体实施方式

图1示出了电动车辆1的示意图，该电动车辆特别是具有越野能力的商用车。电动车辆1在此具有机动车驱动系2，该机动车驱动系统配备有两个驱动桥3和4。在此，驱动桥3是可转向的前桥5，而驱动桥4是不可转向的后桥6。在这方面，电动车辆1配备有持久的或能被接通的全轮驱动。

在驱动系2之内，两个驱动桥3和4可以经由驱动装置7驱动，该驱动装置在电动车辆1的纵向方向上被设立在驱动桥3与4之间。在此具体地，驱动桥3的车桥差速器8被接驳到驱动装置7的从动端9处，其中，驱动装置7此外还在从动端10处与驱动桥4的车桥差速器11处于连接中。在此，各自的从动端9或10与各自的驱动桥3或4的各自的车桥差速器8或11的各自的连接分别经由位于中间的传动轴12或13建立。

图2示出了驱动装置7的示意性的单视图，其中，该驱动装置7在此根据本发明的第一实施方式构造。该驱动装置7包括电机14，该电机(当前不可进一步看到地)由定子和转子组成。在此，电机14可以一方面作为发电机运行，并且另一方面可以作为电动马达运行。

电机14的转子优选经由转子轴与后置的多挡传动装置15的驱动侧连接，其中，如在图3中可看到的那样，多挡传动装置15在此与电机14组合成驱动单元16。在此，在多挡传动装置15中，可以在多挡传动装置15的驱动侧与从动侧之间切换出不同的传动比，其中，多挡传动装置15配备有行星齿轮组和/或圆柱齿轮级，用以表现不同的传动比。优选地，传动比在此可以通过换挡元件的选择性的操纵来切换，换挡元件可以详细设计为力锁合的换挡元件或形状锁合的换挡元件。

多挡传动装置15的从动侧与后置的传动装置18的输入侧17处于连接中，在该传动装置中，在输入侧17引入的驱动运动持久地被转换到传动装置18的输出侧19。传动装置18的输入侧17在此由轴20形成，圆柱齿轮级22的圆柱齿轮21抗相对转动地布置在该轴上。该圆柱齿轮21在此与圆柱齿轮级22的圆柱齿轮23啮合，其中，圆柱齿轮23一方面形成传动装置18的输出侧19，并且另一方面也形成跟随传动装置18之后的分配装置25的输入侧24。在此，分配装置25在此通过如下方式与传动装置18和由电机14和多挡传动装置15构成的驱动单元16组合成模块26，即，使得分配装置25和传动装置18组合在壳体中，驱动单元16也直接布置在壳体上。后者尤其可在图3中看到。

为了在图1的越野电动车辆1中实现尽可能大的离地间隙，传动装置18的输入侧17和输出侧19在高度方向上彼此轴线偏移27地定位，由此，驱动单元16也相对于从动端9和10布置得更高。

此外，图4和图5示出了驱动装置28的视图，该驱动装置根据本发明的第二设计可能性构造，并且也可以用于图1中的机动车驱动系2。在此，驱动装置28基本上对应于根据图2和图3的驱动装置7，不同之处在于，由电机14和多挡传动装置15形成的驱动单元16布置为相对于传动装置18和分配装置25是独立的单元。驱动单元16和传动装置18的输入侧17之间的连接在此经由传动轴29建立。因此，驱动单元16也可以相对于输入侧17在高度方向上更向上偏移地设立。在其他方面，根据图4和图5的设计可能性对应于根据图2和图3的变体，从而参考对此的描述内容。

图6至图8示出了分配装置25的可能的设计方案，其例如分别可以在图2和图3或图4和图5的驱动装置7和28中实现。在此，图6示出了分配装置25的一个实施方案，其中，分配装置25具有锥齿轮差速器30，在分配装置25的输入侧24处引入的驱动功率经由该锥齿轮差速器被分配到从动轴31和32，这些从动轴分别构成从动端9和10。在此，输入侧24以圆柱齿轮23的形式抗相对转动地与锥齿轮差速器30的差速器笼33连接。

在差速器笼33中，两个补偿锥齿轮34和35以能转动的方式支承在栓36上，其中，补偿锥齿轮34和35分别与从动锥齿轮37和38咬合，从动锥齿轮分别抗相对转动地设立在从动轴31和32的各一个上。在此，经由锥齿轮差速器30，在可能的转速差补偿的情况下将力矩均等分配到两个从动端9和10上。

而图7示出了分配装置25的变体，其中，分配装置25具有行星差速器39。行星差速器39由太阳轮40、行星架41和齿圈42组成，其中，多个行星齿轮43以能转动的方式支承在行星架41中，行星齿轮分别与太阳轮40和齿圈42处于啮合。

在此，行星架41抗相对转动地与输入侧24(形式为圆柱齿轮23)连接。太阳轮40抗相对转动地与从动轴31连接，而齿圈42抗相对转动地与从动轴32处于连接中。在此，在行星差速器39中，在可能的转速差补偿的情况下也发生力矩到从动端9和10的分配，但是其中，与锥齿轮差速器30不同地，不均等的力矩分配在此是可能的。

在分配装置25的图8中所示的设计可能性中，从动轴32持久地与分配装置25的输入侧24连接。相反，从动轴31可以经由位于中间的离合器44抗相对转动地与从动轴32并且因此也与输入侧24连接，由此，在输入侧24引入的驱动功率被均等地分配到两个从动轴31和32上。在此没有发生转速差的补偿。与根据图6或图7的之前的两个变体不同的是，在实施根据图8的分配装置25时，此外没有实现持久的全轮驱动，这是因为在离合器44的断开的状态中，没有力流到达从动轴31并进而到达从动端10。如果按照图6情况实施，可以通过操纵离合器44来接通全轮驱动。

借助驱动装置的根据本发明的设计方案可以在高的离地间隙的情况下实现越野电动车辆的紧凑的驱动装置。

附图标记列表

1电动车辆

2机动车驱动系

3驱动桥

4驱动桥

5前桥

6后桥

7驱动装置

8车桥差速器

9从动端

10 从动端

11 车桥差速器

12 传动轴

13 传动轴

14 电机

15 多挡传动装置

16 驱动单元

17 输入侧

18 传动装置

19 输出侧

20 轴

21 圆柱齿轮

22 圆柱齿轮级

23 圆柱齿轮

24 输入侧

25 分配装置

26 模块

27 轴线偏移

28 驱动装置

29 传动轴

30 锥齿轮差速器

31 从动轴

32 从动轴

33 差速器笼

34 补偿锥齿轮

35 补偿锥齿轮

36 栓

37 从动锥齿轮

38 从动锥齿轮

39 行星差速器

40 太阳轮

41 行星架

42 齿圈

43 行星齿轮

44 离合器

Claims (12)

1.电动车辆(1)的机动车驱动系(2)的驱动装置(7；28)，所述驱动装置包括至少一个电机(14)作为驱动机器，在所述电机从动侧后置有传动装置(18)，其中，在所述传动装置(18)中，输入侧(17)和输出侧(19)彼此轴线偏移(27)地定位，并且其中，所述传动装置(18)的输出侧(19)与分配装置(25)处于连接中，给所述分配装置配属有多个从动端(9、10)，所述从动端在机动车驱动系(2)中分别用于接驳所述电动车辆(1)的各一个驱动桥(3、4)，其特征在于，所述传动装置(18)的输出侧(19)在高度方向上相对于所述传动装置(18)的输入侧(17)向下偏移地定位。

2.根据权利要求1所述的驱动装置(7；28)，其特征在于，在所述至少一个电机(14)与所述传动装置(18)之间设置有多挡传动装置(15)，经由所述多挡传动装置能在所述至少一个电机(14)的各自的从动侧与所述传动装置(18)的输入侧(17)之间切换不同的传动比。

3.根据权利要求2所述的驱动装置(7；28)，其特征在于，所述至少一个电机(14)和所述多挡传动装置(15)组合成驱动单元(16)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置(7)，其特征在于，所述至少一个电机(14)和所述传动装置(18)组合成模块(26)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置(7)，其特征在于，所述至少一个电机(14)和所述传动装置(18)作为分开的单元存在，其中，经由传动轴(29)建立这些单元之间的连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(7；28)，其特征在于，所述传动装置(18)的输入侧(17)和输出侧(19)经由至少一个圆柱齿轮级(22)相互耦联。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(7；28)，其特征在于，所述分配装置(25)包括差速传动装置、尤其是锥齿轮差速器(30)或行星差速器(39)，其中，驱动功率能经由所述差速传动装置分配到从动轴(31、32)上，所述从动轴分别与所述从动端(9、10)中的各一个从动端处于连接中。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，给所述差速传动装置配属有锁定装置。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动装置(7；28)，其特征在于，所述分配装置(25)的输入侧(24)与第一从动端(9)持久地耦联，而第二从动端(10)能经由离合器(44)与所述第一从动端(9)连接。

10.尤其是商用车形式的电动车辆(1)的机动车驱动系(2)，所述机动车驱动系包括根据权利要求1至9中任一项或多项所述的驱动装置(7；28)。

11.根据权利要求10所述的机动车驱动系(2)，其特征在于，至少一个能驱动的前桥(5)与所述驱动装置(7；28)的一个从动端(9)传动连接，并且至少一个能驱动的后桥(6)与所述驱动装置(7；28)的另一从动端(10)传动连接。

12.尤其是商用车形式的电动车辆(1)，所述电动车辆包括根据权利要求10或11所述的机动车驱动系(2)。