CN117621790A - 用于机动车辆的驱动设备以及机动车辆 - Google Patents

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CN117621790A CN202310865014.9A CN202310865014A CN117621790A CN 117621790 A CN117621790 A CN 117621790A CN 202310865014 A CN202310865014 A CN 202310865014A CN 117621790 A CN117621790 A CN 117621790A
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托马斯·梅尔廷
法比安·库特尔
帕特里克·克尼斯
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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的驱动设备以及机动车辆。该驱动设备具有第一和第二电机、用于驱动车轮的第一和第二半轴以及至少配备了第一和第二离合器的切换设备。切换设备至少用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能和第二电机与半轴的脱联。可以机械差速器取代切换设备，由此可以节省重量、结构空间和成本。在第一运行状态中，第一离合器是断开的且第二离合器是闭合的，从而第一半轴与第一电机驱动连接且第二半轴与第二电机驱动连接。在第二运行状态中，第一离合器是闭合的且第二离合器是断开的，从而两个半轴与第一电机驱动连接且第二电机与半轴脱联。在第三运行状态中，第一和第二离合器是闭合的，从而两个半轴相互连接且与两个电机驱动连接。

Description

用于机动车辆的驱动设备以及机动车辆
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的电驱动桥的驱动设备，其中，驱动设备具有两个电机。此外，本发明还涉及具有这种驱动设备的机动车辆。
背景技术
例如，DE 10 2020 119 290 A1公开了一种用于车辆的电驱动桥的驱动设备，该驱动设备具有：与用于驱动第一车轮的第一驱动系耦联的第一电动马达；与用于驱动第二车轮的第二驱动系耦联的第二电动马达；以及用于驱动在驱动方面能与第一车轮耦联的第一驱动轴并用于驱动在驱动方面能与第二车轮耦联的第二驱动轴的差速器。第一驱动系具有用于使第一驱动系与第一驱动轴耦联的第一离合器以及用于使第一驱动系与差速器耦联的第二离合器。第二驱动系具有用于使第二驱动系与差速器耦联的第三离合器以及用于使第二驱动系与第二驱动轴耦联的第四离合器。第二驱动系具有配备了多个挡位的第一变速器，其中，第一变速器具有带有第一传动比的第一挡位，该第一挡位在驱动方面布置在第四离合器与第二驱动轴之间。第一变速器还具有第二挡位，该第二挡位具有与第一传动比所不同的第二传动比，该第二挡位在驱动方面布置在第三离合器与差速器之间。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种替选的驱动设备，该驱动设备尤其是更轻且更紧凑地构造。该任务通过具有专利权利要求1的特征的驱动设备以及通过具有专利权利要求2的特征的驱动设备来解决。有利的实施方式是从属权利要求、随后的描述以及附图的主题。
根据本发明的用于机动车辆的电驱动桥的驱动设备包括：配备了第一转子轴和第一定子的第一电机以及配备了第二转子轴和第二定子的第二电机；用于驱动第一车轮的第一半轴和用于驱动第二车轮的第二半轴；以及配备了第一离合器和第二离合器的切换设备，其中，切换设备被设立成至少用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能和第二电机与半轴的脱联，其中，第一电机与第一半轴驱动有效地、尤其是抗相对转动地连接，其中，第一电机能经由第一离合器与第二半轴驱动有效地连接，其中，第二电机能经由第二离合器与第二半轴驱动有效地连接，其中，在第一运行状态中，第一离合器是断开的且第二离合器是闭合的，从而第一半轴与第一电机驱动有效地连接并且第二半轴与第二电机驱动有效地连接，其中，在第二运行状态中，第一离合器是闭合的且第二离合器是断开的，从而两个半轴与第一电机驱动有效地连接并且第二电机与半轴脱联，其中，在第三运行状态中，第一离合器和第二离合器是闭合的，从而两个半轴与两个电机驱动有效地连接。对此参考根据图2的实施方式。
另一根据本发明的用于机动车辆的电驱动桥的驱动设备包括配备了第一转子轴和第一定子的第一电机以及配备了第二转子轴和第二定子的第二电机；用于驱动第一车轮的第一半轴和用于驱动第二车轮的第二半轴；以及配备了第一离合器、第二离合器和第三离合器的切换设备，其中，切换设备被设立成至少用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能和第二电机与半轴的脱联，其中，第一电机能经由第一离合器与第二半轴驱动有效地连接，其中，第二电机能经由第二离合器与第二半轴驱动有效地连接，其中，第一电机能经由第三离合器与第一半轴驱动有效地连接，其中，在第一运行状态中，第一离合器是断开的且第二离合器和第三离合器是闭合的，从而第一半轴与第一电机驱动有效地连接并且第二半轴与第二电机驱动有效地连接，其中，在第二运行状态中，第一离合器和第三离合器是闭合的且第二离合器是断开的，从而两个半轴与第一电机驱动有效地连接并且第二电机与半轴脱联，其中，在第三运行状态中，第一离合器、第二离合器和第三离合器是闭合的，从而两个半轴与两个电机驱动有效地连接。对此例如参考根据图3的实施方式。
就该方面而言，“差速功能”被理解为在转弯行驶中使两个半轴以不同的转速旋转。通过锁止该差速功能，也就是通过实现所谓的“差速锁”强制性地使两个半轴以相同的转速旋转。
“扭矩矢量分配功能”被理解为单独地将转速和转矩施加到各自的半轴上。尤其地，由于扭矩矢量分配而可以通过有针对性地使驱动桥的各自的车轮加速和减速来改善在转弯行驶时的动力学。
当两个电机脱联时，第二电机可以不对机动车辆的驱动进行协助。尤其地，第二电机在脱联状态中不运行。
设备或元件与其它设备或其它元件的“驱动有效的连接”被理解为这些构件，尤其是轴要么直接地、例如抗相对转动地相互连接，要么间接地、例如经由至少一个另外的构件，尤其是经由至少一个另外的轴或另外的齿轮相互连接。当两个轴抗相对转动地相互连接时，它们共同地在转动方向上以一个旋转速度旋转。尤其地，驱动有效的连接也可以通过离合器来实现，其中，在离合器闭合的情况下存在驱动有效的耦联，其中，在离合器断开的情况下存在构件的脱联。
“轴”不仅被理解为用于传递转矩的例如柱体形的、能转动支承的变速器元件，而是更确切地说也被理解为如下的通常的连接元件，即，这些通常的连接元件将单个的构件或元件相互连接起来，尤其是将多个元件抗相对转动地相互连接起来。两个抗相对转动地相互连接的轴可以构造成一件式的。
各自的电机或电机被构造成驱动机并且能针对驱动机动车辆而作为驱动马达运行并且能针对回收电能而作为发电机运行。为此，各自的电机与电能存储器电连接。各自的电机包括能转动运动的转子轴和相对壳体固定的定子。电机可以和切换设备布置在共同的旋转轴线上并因此与切换设备同轴地构造。替选地，电机可以与切换设备轴线平行地布置。此外，半轴可以与电机同轴或轴线平行地布置。
根据优选的实施方式，第三离合器被构造成摩擦锁合离合器并且被设立成为了通过滑转在两个半轴之间实现差速功能而在第二运行状态中至少部分地被闭合。根据优选的实施方式，第一离合器被构造成摩擦锁合离合器并且被设立成为了通过滑转在两个半轴之间实现差速功能而在第二运行状态中至少部分地被闭合。
“摩擦锁合离合器”被理解为除了具有一个断开的切换位置和一个闭合的切换位置之外还具有至少一个另外的中间切换位置、尤其是多个中间切换位置的切换元件。在断开的状态中，两个布置在离合器上的轴彼此脱联，其中，没有转速并且也没有转矩经由离合器被传递。在闭合的状态中，两个布置在离合器上的轴抗相对转动地相互连接，其中，两个轴具有相同的转速和相同的转矩。根据中间切换位置，两个布置在离合器上的轴相互连接，使得经由离合器在两个轴之间部分地传递转速和转矩。当离合器滑转时，布置在其上的轴具有转速差。例如，摩擦锁合离合器被构造成多片式离合器。摩擦锁合离合器能在负载下切换。
根据优选的实施方式，第二离合器被构造成摩擦锁合离合器或形状锁合离合器。“形状锁合离合器”被理解为具有形状锁合的嵌接机构以及一个断开的切换位置和一个闭合的切换位置的切换元件。在断开的状态中，两个布置在离合器上的轴彼此脱联，其中，没有转速并且也没有转矩经由离合器被传递。在闭合的状态中，两个布置在离合器上的轴抗相对转动地相互连接，其中，两个轴具有相同的转速和相同的转矩。例如，形状锁合离合器被构造成牙嵌式离合器。
根据优选的实施方式，第一行星齿轮组在功率流中布置在第一半轴与第一车轮之间，其中，第二行星齿轮组在功率流中布置在第二半轴与第二车轮之间。因此，第一半轴经由第一行星齿轮组与第一车轮驱动有效地连接，其中，第二半轴经由第二行星齿轮组与第二车轮驱动有效地连接。各自的行星齿轮组表示在功率流中布置在切换设备之后的传动比级。
例如，第一半轴与第一行星齿轮组的太阳轮抗相对转动地连接，其中，第一行星齿轮组的齿圈与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，第一行星齿轮组的行星架与第一车轮驱动有效地连接，其中，第二半轴与第二行星齿轮组的太阳轮抗相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的齿圈与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的行星架与第二车轮驱动有效地连接。太阳轮、齿圈和行星架是行星齿轮组的元件，其中，至少一个行星轮以能转动支承的方式容纳在行星架上，其中，行星轮与太阳轮和齿圈处于齿嵌接。“抗相对转动的构件”被理解为不旋转的构件。例如，静态的构件被构造成驱动设备的壳体或壳体区段。替选地，静态的构件可以被构造成相对壳体固定的轴。
根据优选的实施方式，第一圆柱齿轮级在功率流中布置在第一半轴与第一车轮之间，其中，第二圆柱齿轮级在功率流中布置在第二半轴与第二车轮之间。第一圆柱齿轮级例如包括与第一半轴抗相对转动地连接的第一齿轮和与第一车轮驱动有效地连接的第二齿轮。此外，第二圆柱齿轮级例如包括与第二半轴抗相对转动地连接的第一齿轮和与第二车轮驱动有效地连接的第二齿轮。尤其地，各自的圆柱齿轮级可以具有进一步提高传动比的至少一个中间齿轮、例如阶梯式齿轮。各自的圆柱齿轮级表示在功率流中布置在切换设备之后的传动比级。
根据优选的实施方式，第一行星齿轮组在功率流中布置在第一电机与切换设备之间，其中，第二行星齿轮组在功率流中布置在第二电机与切换设备之间。各自的行星齿轮组表示布置在切换设备之前的传动比级。
例如，第一转子轴与第一行星齿轮组的太阳轮抗相对转动地连接，其中，第一行星齿轮组的齿圈与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，第一行星齿轮组的行星架与切换设备驱动有效地连接，其中，第二转子轴与第二行星齿轮组的太阳轮抗相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的齿圈与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的行星架与切换设备驱动有效地连接。
根据优选的实施方式，第一圆柱齿轮级在功率流中布置在第一电机与切换设备之间，其中，第二圆柱齿轮级在功率流中布置在第二电机与切换设备之间。各自的圆柱齿轮级至少包括相互齿嵌接的第一和第二齿轮。尤其地，各自的圆柱齿轮级具有至少一个中间齿轮，例如阶梯式齿轮，以便进一步提高传动比。各自的圆柱齿轮级表示在功率流中布置在切换设备之前的传动比级。
根据优选的实施方式，两个转子轴与两个半轴彼此同轴布置，其中，第一转子轴被构造成空心轴并且第一半轴轴向穿过第一转子轴地延伸，其中，第二转子轴被构造成空心轴并且第二半轴轴向穿过第二转子轴地延伸。因此，两个转子轴和两个半轴布置在共同的旋转轴线上。替选于此，两个转子轴可以与两个半轴轴线平行地布置并且因此布置在彼此轴线平行地布置的两条旋转轴线上。
根据优选的实施方式，切换设备轴向布置在两个电机之间。由此尤其是在径向方向上紧凑地构造驱动设备。
根据本发明的机动车辆包括根据本发明的驱动设备。尤其地，机动车辆被构造为电动车辆并且具有配备了根据本发明的驱动设备的电驱动桥。根据本发明的驱动设备的上面的定义以及针对技术效果的实施方案、优点和有利的实施方式根据意义也同样适用于根据本发明的机动车辆。
附图说明
本发明的接下来被阐述的有利实施方式在附图中示出，其中，相同的元件设有相同的附图标记。其中：
图1极为抽象地示出了具有根据本发明的驱动设备的机动车辆的示意图；
图2极为抽象地示出了按照第一实施方式的根据本发明的驱动设备；
图3极为抽象地示出了按照第二实施方式的根据本发明的驱动设备；
图4极为抽象地示出了按照第三实施方式的根据本发明的驱动设备；
图5极为抽象地示出了按照第四实施方式的根据本发明的驱动设备；
图6极为抽象地示出了按照第五实施方式的根据本发明的驱动设备；
图7极为抽象地示出了按照第六实施方式的根据本发明的驱动设备；
图8极为抽象地示出了按照第七实施方式的根据本发明的驱动设备；
图9极为抽象地示出了按照第八实施方式的根据本发明的驱动设备；并且
图10极为抽象地示出了按照第九实施方式的根据本发明的驱动设备。
具体实施方式
图1示出了配备了具有两个车轮R1、R2的第一车桥101和具有两个车轮R3、R4的第二车桥102的机动车辆100。当前，第一车桥101被构造为机动车辆100的后驱动桥并且装配有根据本发明的驱动设备1。驱动设备1包括被设立成用于生成驱动功率的第一电机EM1和第二电机EM2、用于驱动第一车轮R1的第一半轴S1、用于驱动第二车轮R2的第二半轴S2以及切换设备2，该切换设备轴向布置在两个电机EM1、EM2之间并至少被设立成用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能以及第二电机EM2与半轴S1、S2的脱联。因此，机动车辆100被构造成电动车辆。驱动设备1横向于车辆纵向方向布置并且与第一车桥101的车轮R1、R2驱动有效地连接。当前，在第二车桥102上，即在机动车辆100的前桥上没有布置另外的驱动设备，由此节省了成本、重量和结构空间。替选地，替代于布置在后桥上，驱动设备1可以被布置在机动车辆100的前桥上。为了实现全车轮驱动系统，可以在第二车桥102上布置有另外的驱动设备并且与该车桥102的车轮R3、R4驱动有效地连接。
图2示出了驱动设备1的第一实施方式，该驱动设备尤其是紧凑且成本低廉地构造。第一电机EM1具有第一转子轴10和相对壳体固定的第一定子11。第二电机EM2具有第二转子轴20和相对壳体固定的第二定子21。切换设备2具有摩擦锁合的第一离合器K1和摩擦锁合的第二离合器K2。替选地，第二离合器K2可以被构造为形状锁合离合器，例如被构造为牙嵌式离合器。两个电机EM1、EM2和切换设备2布置在共同的壳体G中，其中，切换设备2结构特别紧凑地布置在两个电机EM1、EM2之间。两个转子轴10、20以及两个半轴S1、S2彼此同轴地布置在共同的旋转轴线A上。第一转子轴10被构造为空心轴，其中，第一半轴S1轴向穿过第一转子轴10和第一电机EM1地延伸。第二转子轴20被构造为空心轴，其中，第二半轴S2轴向穿过第二转子轴20和第二电机EM2地延伸。电机EM1、EM2、切换设备2和半轴S1、S2彼此同轴布置。第一半轴S1与驱动桥的第一车轮驱动有效地连接。第二半轴S2与驱动桥的第二车轮驱动有效地连接。车轮在图2中并且在接下来的附图中未详细示出，而是仅通过在各自的半轴S1、S2上的箭头表示。
第一转子轴10抗相对转动地与第一半轴S1连接。第一电机EM1进而第一转子轴10能经由第一离合器K1与第二半轴S2抗相对转动地连接。第二电机EM2进而第二转子轴20能经由第二离合器K2与第二半轴S2抗相对转动地连接。通过切换设备2可以实现不同的切换状态。尤其地，以机械差速器取代切换设备2，其中，能依赖于离合器K1、K2的切换位置地实现差速功能和差速锁。此外，借助切换设备2也实现扭矩矢量分配功能以及第二电机EM2与半轴S1、S2的脱联。当前，切换设备2仅具有摩擦锁合离合器，摩擦锁合离合器除了具有一个断开状态和一个闭合状态之外还具有至少部分地传递转速和转矩的至少一个中间状态、优选多个中间状态。替选地，第二离合器K2被构造为仅具有两个切换状态(即一个断开状态和一个闭合状态)的形状锁合离合器，其中，在第二离合器K2的断开状态中，第二电机EM2与驱动系脱联。
在驱动设备1的第一运行状态中，第一离合器K1是断开的且第二离合器K2是闭合的，从而第一半轴S1与第一电机EM1驱动有效地连接并且第二半轴S2与第二电机EM2驱动有效地连接。因此，两个半轴S1、S2彼此脱联并且不依赖于彼此地由各自的电机EM1、EM2驱动。第一运行状态表示机动车辆的标准运行，其中，通过扭矩矢量分配可以因车轮而异地利用各自的电机EM1、EM2的完全干预可能性来调设转速和转矩。
在驱动设备1的第二运行状态中，第一离合器K1是闭合的且第二离合器K2是断开的，从而两个半轴S1、S2与第一电机EM1驱动有效地连接并且第二电机EM2与半轴S1、S2脱联。第二运行状态表示机动车辆的高效运行，其中，第二电机EM2不参与对车辆的驱动。因此也减少了驱动功率。两个半轴S1、S2经由第一离合器K1抗相对转动地相互连接，从而两个半轴S1、S2可以被第一电机EM1同样地驱动。因此，两个半轴S1、S2同向运转。
第一离合器K1被设立成为了通过滑转在两个半轴S1、S2之间实现差速功能而在第二运行状态中被至少部分地闭合。由于第一电机EM1与两个半轴S1、S2驱动有效地连接，在滑转状态中，在作用到第一半轴S1上的转矩不提高的情况下，作用到第二半轴S2上的转矩不能被提高。由于第一转子轴10与第一半轴S1之间抗相对转动的连接，第一电机EM1可以仅对第一半轴S1直接地产生影响。通过部分地断开第一离合器，可以仅使转速和转矩的一部分从第一转子轴10经由第一离合器K1传递到第二半轴S2上。
为了实现差速功能，例如在右转弯道中按比例断开第一离合器K1，由此在弯道中靠内的第二半轴S2上产生滑转。而当需要在动力学方面更良好地驶入到右转弯道中时，按比例断开第一离合器K1，由此在弯道中靠内的第二半轴S2上产生滑转，以及提高第一电机EM1的转矩并传递到弯道中靠外的第一半轴S1上。替选地，第一电机EM1可以在发电机式运行中将制动力矩传递到第一半轴S1上，以便使弯道中靠外的第一半轴S1稳定。
为了实现差速功能，例如在左转弯道中按比例断开第一离合器K1，由此在弯道中靠外的第二半轴S2上产生滑转。而当需要在动力学方面更良好地驶入到左转弯道中时，按比例断开第一离合器K1，由此在弯道中靠外的第二半轴S2上产生滑转，以及降低第一电机EM1的转矩并传递到弯道中靠内的第一半轴S1上。扭矩矢量分配功能部分地被限制。为了扭矩矢量分配功能的功能完整性，可以经由第二离合器K2接入第二电机EM2。
将第二离合器K2构造为形状锁合离合器是有利的，这是因为第二离合器K2不需要被用于差速器滑转运行。相较于摩擦锁合离合器，形状锁合离合器在断开的状态中提供了效率优势。此外，形状锁合离合器可以成本更低廉地实现，其中，也可以减小轴向长度。因此，第二离合器K2在所有实施例中要么被构造为摩擦锁合离合器，要么被构造为形状锁合离合器。
在驱动设备1的第三运行状态中，第一离合器K1和第二离合器K2是闭合的，从而两个半轴S1、S2与两个电机EM1、EM2驱动有效地连接。此外，两个半轴S1、S2也抗相对转动地相互连接。第三运行状态表示差速锁，其中，由此在崎岖的路面上实现了使两个电机EM1、EM2的完整的系统功率传递到驱动桥的抓地的车轮上。这尤其改善了在越野方面对机动车辆的牵引。
图3示出了根据本发明的驱动设备1的第二实施方式。根据图3的驱动设备1基本上相应于根据图2的驱动设备，其中，这两个实施方式的区别在于切换设备2的构造。切换设备2除了具有第一和第二离合器K1、K2外还具有第三离合器K3。当前，切换设备2的所有离合器K1、K2、K3都被构造成摩擦锁合离合器。替选地，第二离合器K2可以被构造为形状锁合离合器，例如牙嵌式离合器。第一电机EM1进而第一转子轴10能经由第一离合器K1与第二半轴S2抗相对转动地连接。第二电机EM2进而第二转子轴20能经由第二离合器K2与第二半轴S2抗相对转动地连接。第一电机EM1进而第一转子轴10能经由第三离合器K3与第一半轴S1抗相对转动地连接。
在驱动设备1的第一运行状态中，第一离合器K1是断开的且第二离合器K2和第三离合器K3是闭合的。由此，第一半轴S1与第一电机EM1驱动有效地连接并且第二半轴S2与第二电机EM2驱动有效地连接。因此，两个半轴S1、S2彼此脱联。第一运行状态表示机动车辆的标准运行，其中，通过扭矩矢量分配可以因车轮而异地利用各自的电机EM1、EM2的完全干预可能性来调设转速和转矩。
在驱动设备1的第二运行状态中，第一离合器K1和第三离合器K3是闭合的，其中，第二离合器K2是断开的。由此，两个半轴S1、S2与第一电机EM1驱动有效地连接并且第二电机EM2与半轴S1、S2脱联。第二运行状态表示机动车辆的高效运行，其中，第二电机EM2不参与对机动车辆的驱动。因此也减少了驱动功率。两个半轴S1、S2由第一电机EM1同样地驱动。换而言之，两个半轴S1、S2经由第一和第三离合器K1、K3抗相对转动地相互连接。因此，两个半轴S1、S2同向运转。可以通过使第一离合器K1或使第三离合器K3按比例断开并滑转来实现差速功能。因此，第一和第三离合器K1、K3被设立成为了通过滑转在两个半轴S1、S2之间实现差速功能而在第二运行状态中至少部分地被闭合。由于第一电机EM1经由第三离合器K3与第一半轴S1连接并同时经由第一离合器K1与第二半轴S2连接，在第二运行状态Z2中也可以实现主动式扭矩矢量分配。
为了实现差速功能，例如在右转弯道中按比例断开第一离合器K1，由此在弯道中靠内的第二半轴S2上产生滑转。如果现在为了稳定而需要更多的用于弯道中靠内的第二半轴S2的力矩，则第一电机EM1可以经由第一离合器K1将更多的转矩提供给第二半轴S2，其中，第三离合器K3可以按比例被更多地断开以用于均衡。而当需要在动力学方面更良好地驶入右转弯道中时，为了实现差速效果而在弯道中靠内的第二半轴S2上使第一离合器K1滑转以及相应地调设第一电机EM1的转矩并经由第三离合器K3传递给弯道中靠外的第一半轴S1。
因此，在左转弯道中，针对差速功能在弯道中靠内的第一半轴S1上按比例断开第三离合器K3，以便产生足够的滑转。如果现在为了稳定而需要更多的用于弯道中靠内的第一半轴S1的转矩，则第一电机EM1可以经由第三离合器K3将更多的转矩提供给第一半轴S1并且第一离合器K1按比例被更多地断开以用于均衡。而当需要在动力学方面更良好地驶入到左转弯道中时，为了实现差速效果而在弯道中靠内的第一半轴S1上使第三离合器K3滑转以及相应地调设第一电机EM1的转矩并经由第一离合器K1传递给弯道中靠外的第二半轴S2。因此，仅利用第一电机EM1就能实现扭矩矢量分配功能，这是因为第二电机EM2经由断开的第一离合器K2脱耦。
在驱动设备1的第三运行状态中，第一、第二和第三离合器K1、K2、K3是闭合的，从而两个半轴S1、S2与两个电机EM1、EM2驱动有效地连接。因此，两个半轴S1、S2也抗相对转动地相互连接。第三运行状态表示差速锁，其中，由此在崎岖的路面上实现了使两个电机EM1、EM2的完整的系统功率传递到驱动桥的抓地的车轮上。
根据图3的实施例在其它方面相应地参照根据图2的实施例。
图4示出了根据本发明的驱动设备1的第三实施方式。根据图4的驱动设备1基本上相应于根据图3的驱动设备，其中，这两个实施方式的区别在于，第一行星齿轮组P1在功率流中布置在第一半轴S1与第一车轮之间，其中，第二行星齿轮组P2在功率流中布置在第二半轴S2与第二车轮之间。因此，两个行星齿轮组P1、P2在功率流中布置在切换设备2之后。两个行星齿轮组P1、P2产生恒定的传动比并且与电机EM1、EM2同轴并因此也布置在旋转轴线A上。
第一半轴S1与第一行星齿轮组P1的太阳轮SR1抗相对转动地连接。第一行星齿轮组P1的齿圈HR1与构造成壳体G的抗相对转动的构件抗相对转动地连接。第一行星齿轮组P1的行星架PT1与第一车轮驱动有效地连接。在第一行星齿轮组P1的行星架PT1上能转动地支承有多个行星轮，这些行星轮与第一行星齿轮组P1的太阳轮SR1和齿圈HR1处于齿嵌接。
第二半轴S2与第二行星齿轮组P2的太阳轮SR2抗相对转动地连接。第二行星齿轮组P2的齿圈HR2与构造成壳体G的抗相对转动的构件抗相对转动地连接。第二行星齿轮组P2的行星架PT2与第二车轮R2驱动有效地连接。在第二行星齿轮组P2的行星架PT2上能转动地支承有多个行星轮，这些行星轮与第二行星齿轮组P2的太阳轮SR2和齿圈HR2处于齿嵌接。
第一行星齿轮组P1与第一电机EM1轴向相邻。第二行星齿轮组P2与第二电机EM2轴向相邻。由此，驱动设备1在径向方向上特别紧凑地构造。此外，根据图4的实施例在其它方面相应地参照根据图3的实施例。
图5示出了根据本发明的驱动设备1的第四实施方式。根据图5的驱动设备1基本上相应于根据图3的驱动设备，其中，这两个实施方式的区别在于，第一圆柱齿轮级ST1在功率流中布置在第一半轴S1与第一车轮之间，其中，第二圆柱齿轮级ST2在功率流中布置在第二半轴S2与第二车轮之间。因此，两个圆柱齿轮级ST1、ST2在功率流中布置在切换设备2之后并且实现了恒定的传动比以及轴线偏移。
第一半轴S1经由第一圆柱齿轮级ST1与第一车轮驱动有效地连接，其中，第二半轴S2经由第二圆柱齿轮级ST2与第二车轮驱动有效地连接。第一圆柱齿轮级ST1包括与第一半轴S1抗相对转动地连接的第一齿轮Z11和与第一车轮驱动有效地连接的第二齿轮Z12，其中，第一圆柱齿轮级ST1的两个齿轮Z11、Z12彼此处于齿嵌接。第二圆柱齿轮级ST2包括与第二半轴S2抗相对转动地连接的第一齿轮Z21和与第二车轮驱动有效地连接的第二齿轮Z22。第一圆柱齿轮级ST1与第一电机EM1轴向相邻。第二圆柱齿轮级ST2与第二电机EM2轴向相邻。由此，驱动设备1在径向方向上特别紧凑地构造。此外，根据图5的实施例在其它方面相应地参照根据图3的实施例。
图6示出了根据本发明的驱动设备1的第五实施方式。根据图6的驱动设备1基本上相应于根据图3的驱动设备，其中，这两个实施方式之间的区别在于，第一行星齿轮组P1‘在功率流中布置在第一电机EM1与切换设备2之间，其中，第二行星齿轮组P2‘在功率流中布置在第二电机EM2与切换设备2之间。因此，两个行星齿轮组P1‘、P2‘在功率流中布置在切换设备2之前。两个行星齿轮组P1‘、P2‘产生恒定的传动比，并且与电机EM1、EM2同轴并因此也布置在旋转轴线A上。
第一转子轴10与第一行星齿轮组P1‘的太阳轮SR1抗相对转动地连接。第一行星齿轮组P1‘的齿圈HR1与构造成壳体G的抗相对转动的构件抗相对转动地连接。第一行星齿轮组P1‘的行星架PT1与切换设备2驱动有效地连接。在第一行星齿轮组P1‘的行星架PT1上能转动地支承有多个行星轮，这些行星轮与第一行星齿轮组P1‘的太阳轮SR1和齿圈HR1处于齿嵌接。
第二转子轴20与第二行星齿轮组P2‘的太阳轮SR2抗相对转动地连接。第二行星齿轮组P2‘的齿圈HR2与构造成壳体G的抗相对转动的构件抗相对转动地连接。第二行星齿轮组P2‘的行星架PT2与切换设备2驱动有效地连接。在第二行星齿轮组P2‘的行星架PT2上能转动地支承有多个行星轮，这些行星轮与第二行星齿轮组P2‘的太阳轮SR2和齿圈HR2处于齿嵌接。
第一行星齿轮组P1‘轴向布置在第一电机EM1与切换设备2之间。第二行星齿轮组P2‘轴向布置在第二电机EM2与切换设备2之间。由此，驱动设备1在径向方向上特别紧凑地构造。此外，根据图6的实施例在其它方面相应地参照根据图3的实施例。
图7示出了根据本发明的驱动设备1的第六实施方式。根据图7的驱动设备1基本上相应于根据图3的驱动设备，其中，这两个实施方式之间的区别在于，第一圆柱齿轮级ST1‘在功率流中布置在第一电机EM1与切换设备2之间，其中，第二圆柱齿轮级ST2‘在功率流中布置在第二电机EM2与切换设备2之间。因此，两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘在功率流中布置在切换设备2之前并且实现了恒定的传动比以及轴线偏移。两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘轴线对称地布置。此外，切换设备2连同两个半轴S1、S2相对于两个电机EM1、EM2轴线平行地布置。换而言之，两个电机EM1、EM2布置在第一旋转轴线A上，其中，切换设备2和两个半轴S1、S2布置在第二旋转轴线B上。
第一转子轴10经由第一圆柱齿轮级ST1‘与切换设备2驱动有效地连接，其中，第二转子轴20经由第二圆柱齿轮级ST2‘与切换设备2驱动有效地连接。第一圆柱齿轮级ST1‘包括与第一转子轴10抗相对转动地连接的第一齿轮Z11、具有两个不同的齿部区段的阶梯式齿轮ZS1以及与切换设备2驱动有效地连接的第二齿轮Z12。各自的齿轮Z11、Z12与阶梯式齿轮ZS1的各自的齿部区段处于齿嵌接。
第二圆柱齿轮级ST2‘包括与第二转子轴20抗相对转动地连接的第一齿轮Z21、具有两个不同的齿部区段的阶梯式齿轮ZS2以及与切换设备2驱动有效地连接的第二齿轮Z22。各自的齿轮Z11、Z22与阶梯式齿轮ZS2的各自的齿部区段处于齿嵌接。
两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘和切换设备2轴向布置在两个电机EM1、EM2之间。此外，两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘和切换设备2至少部分地径向堆叠，从而切换设备2在轴向方向上与两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘至少部分地重叠。由此，驱动设备1特别紧凑地构造。此外，根据图7的实施例在其它方面相应地参照根据图3的实施例。
图8示出了根据本发明的驱动设备1的第七实施方式。根据图8的驱动设备1基本上相应于根据图7的驱动设备，其中，这两个实施方式的区别在于，两个圆柱齿轮级ST1‘、ST2‘非轴线对称地布置。这尤其是以两个圆柱齿轮ZS1、ZS2的相同布置或取向所表现出。这种布置可以在使用相同部件时提供优势。此外，第二离合器K2不构造成摩擦锁合离合器，而是构造成形状锁合离合器。此外，根据图8的实施例在其它方面相应地参照根据图7的实施例。
图9示出了根据本发明的驱动设备1的第八实施方式。根据图9的驱动设备1基本上相应于根据图7的驱动设备，其中，这两个实施方式的区别在于，第二离合器K2连同两个电机EM1、EM2布置在第一旋转轴线A上并且第一和第三离合器K1、K3连同两个半轴S1、S2布置在第二旋转轴线B上。切换设备2在不同的旋转轴线上的分布可以导致元件的有利的嵌套以及实现潜在的结构空间，尤其是驱动设备1的轴向缩短。此外，第二圆柱齿轮级ST2在功率流中布置在切换设备2之后，其中，第一圆柱齿轮级ST1‘在功率流中布置在切换设备2之前。换而言之，第一转子轴10经由第一圆柱齿轮级ST1‘与第一和第三离合器K1、K3驱动有效地连接，其中，第二转子轴20能经由第二离合器K2与第二圆柱齿轮级ST2驱动有效地连接。此外，第二圆柱齿轮级ST2在功率流中布置在切换设备2之后，其中，第一圆柱齿轮级ST1‘在功率流中布置在切换设备2之前。换而言之，第一转子轴10经由第一圆柱齿轮级ST1‘与第一和第三离合器K1、K3驱动有效地连接，其中，第二转子轴20能经由第二离合器K2与第二圆柱齿轮级ST2驱动有效地连接。此外，根据图9的实施例在其它方面相应地参照根据图7的实施例。
图10示出了根据本发明的驱动设备1的第九实施方式。根据图10的驱动设备1基本上相应于根据图3的驱动设备，其中，这两种实施方式的区别在于，第一圆柱齿轮级ST1在功率流中布置在切换设备2与第一半轴S1之间，其中，第二圆柱齿轮级ST2在功率流中布置在切换设备2与第二半轴S2之间。因此，两个圆柱齿轮级ST1、ST2在功率流中布置在切换设备2之后并且实现了恒定的传动比以及轴线偏移。此外，切换设备2连同两个电机EM1、EM2相对于两个半轴S1、S2轴线平行地布置。换而言之，切换设备2和两个电机EM1、EM2布置在第一旋转轴线A上，其中，两个半轴S1、S2布置在第二旋转轴线B上。
第一圆柱齿轮级ST1包括能转动地支承在第一转子轴10上且与切换设备2驱动有效地连接的第一齿轮Z11、具有两个不同的齿部区段的阶梯式齿轮ZS1以及与第一半轴S1抗相对转动地连接的第二齿轮Z12。各自的齿轮Z11、Z12与阶梯式齿轮ZS1的各自的齿部区段处于齿嵌接。
第二圆柱齿轮级ST2包括能转动地支承在第二转子轴20上且与切换设备2驱动有效地连接的第一齿轮Z21、具有两个不同的齿部区段的阶梯式齿轮ZS2以及与第二半轴S2抗相对转动地连接的第二齿轮Z22。各自的齿轮Z21、Z22与阶梯式齿轮ZS2的各自的齿部区段处于齿嵌接。
两个圆柱齿轮级ST1、ST2和切换设备2轴向布置在两个电机EM1、EM2之间。此外，两个圆柱齿轮级ST1、ST2和切换设备2至少部分地径向堆叠，从而切换设备2在轴向方向上与两个圆柱齿轮级ST1、ST2至少部分地重叠。由此，驱动设备1紧凑地构造。两个圆柱齿轮级ST1、ST2轴线对称地布置。此外，根据图10的实施例在其它方面相应地参照根据图3的实施例。
附图标记
1 驱动设备
2 切换设备
10 第一转子轴
11 第一定子
20 第二转子轴
21 第二定子
S1 第一半轴
S2 第二半轴
G 壳体
K1 第一离合器
K2 第二离合器
K3 第三离合器
A 旋转轴线
B 旋转轴线
P1 第一行星齿轮组
P1‘ 第一行星齿轮组
SR1 第一行星齿轮组的太阳轮
HR1 第一行星齿轮组的齿圈
PT1 第一行星齿轮组的行星架
P2 第二行星齿轮组
P2‘ 第二行星齿轮组
SR2 第二行星齿轮组的太阳轮
HR2 第二行星齿轮组的齿圈
PT2 第二行星齿轮组的行星架
EM1 第一电机
EM2 第二电机
ST1 第一圆柱齿轮级
ST1‘ 第一圆柱齿轮级
Z11 第一圆柱齿轮级的第一齿轮
Z12 第一圆柱齿轮级的第二齿轮
ZS1 第一圆柱齿轮级的阶梯式齿轮
ST2 第二圆柱齿轮级
ST2‘ 第二圆柱齿轮级
Z21 第二圆柱齿轮级的第一齿轮
Z22 第二圆柱齿轮级的第二齿轮
ZS2 第二圆柱齿轮级的阶梯式齿轮
100 机动车辆
101 第一车桥
102 第二车桥
R1 车轮
R2 车轮
R3 车轮
R4 车轮

Claims (15)

1.用于机动车辆(100)的电驱动桥(101)的驱动设备(1)，所述驱动设备具有：配备了第一转子轴(10)和第一定子(11)的第一电机(EM1)以及配备了第二转子轴(20)和第二定子(21)的第二电机(EM2)；用于驱动第一车轮(R1)的第一半轴(S1)和用于驱动第二车轮(R2)的第二半轴(S2)；以及配备了第一离合器(K1)和第二离合器(K2)的切换设备(2)，其中，所述切换设备(2)被设立成至少用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能和所述第二电机(EM2)与半轴(S1、S2)的脱联，
-其中，所述第一电机(EM1)与所述第一半轴(S1)驱动有效地连接，
-其中，所述第一电机(EM1)能经由所述第一离合器(K1)与所述第二半轴(S2)驱动有效地连接，
-其中，所述第二电机(EM2)能经由所述第二离合器(K2)与所述第二半轴(S2)驱动有效地连接，
-其中，在第一运行状态中，所述第一离合器(K1)是断开的且所述第二离合器(K2)是闭合的，从而所述第一半轴(S1)与所述第一电机(EM1)驱动有效地连接并且所述第二半轴(S2)与所述第二电机(EM2)驱动有效地连接，
-其中，在第二运行状态中，所述第一离合器(K1)是闭合的且所述第二离合器(K2)是断开的，从而两个半轴(S1、S2)与所述第一电机(EM1)驱动有效地连接并且所述第二电机(EM2)与半轴(S1、S2)脱联，
-其中，在第三运行状态中，所述第一离合器(K1)和所述第二离合器(K2)是闭合的，从而两个半轴(S1、S2)与两个电机(EM1、EM2)驱动有效地连接。
2.用于机动车辆(100)的电驱动桥(101)的驱动设备(1)，所述驱动设备具有：配备了第一转子轴(10)和第一定子(11)的第一电机(EM1)以及配备了第二转子轴(20)和第二定子(21)的第二电机(EM2)；用于驱动第一车轮(R1)的第一半轴(S1)和用于驱动第二车轮(R2)的第二半轴(S2)；以及配备了第一离合器(K1)、第二离合器(K2)和第三离合器(K3)的切换设备(2)，其中，所述切换设备(2)被设立成至少用于实现差速功能、差速锁、扭矩矢量分配功能和所述第二电机(EM2)与半轴(S1、S2)的脱联，
-其中，所述第一电机(EM1)能经由所述第一离合器(K1)与所述第二半轴(S2)驱动有效地连接，
-其中，所述第二电机(EM2)能经由所述第二离合器(K2)与所述第二半轴(S2)驱动有效地连接，
-其中，所述第一电机(EM1)能经由所述第三离合器(K3)与所述第一半轴(S1)驱动有效地连接，
-其中，在第一运行状态中，所述第一离合器(K1)是断开的且所述第二离合器(K2)和所述第三离合器(K3)是闭合的，从而所述第一半轴(S1)与所述第一电机(EM1)驱动有效地连接并且所述第二半轴(S2)与所述第二电机(EM2)驱动有效地连接，
-其中，在第二运行状态中，所述第一离合器(K1)和所述第三离合器(K3)是闭合的且所述第二离合器(K2)是断开的，从而两个半轴(S1、S2)与所述第一电机(EM1)驱动有效地连接并且所述第二电机(EM2)与半轴(S1、S2)脱联，
-其中，在第三运行状态中，所述第一离合器(K1)、所述第二离合器(K2)和所述第三离合器(K3)是闭合的，从而两个半轴(S1、S2)与两个电机(EM1、EM2)驱动有效地连接。
3.根据权利要求2所述的驱动设备(1)，其中，所述第三离合器(K3)被构造成摩擦锁合离合器并且被设立成为了通过滑转在两个半轴(S1、S2)之间实现差速功能而至少部分地被闭合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，所述第一离合器(K1)被构造成摩擦锁合离合器并且被设立成为了通过滑转在两个半轴(S1、S2)之间实现差速功能而至少部分地被闭合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，所述第二离合器(K2)被构造成摩擦锁合离合器或形状锁合离合器并且被设立成用于使所述第二电机(EM2)脱联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，第一行星齿轮组(P1)在功率流中布置在所述第一半轴(S1)与所述第一车轮(R1)之间，其中，第二行星齿轮组(P2)在功率流中布置在所述第二半轴(S2)与所述第二车轮(R2)之间。
7.根据权利要求6所述的驱动设备(1)，
其中，所述第一半轴(S1)与所述第一行星齿轮组(P1)的太阳轮(SR1)抗相对转动地连接，其中，所述第一行星齿轮组(P1)的齿圈(HR1)与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，所述第一行星齿轮组(P1)的行星架(PT1)与所述第一车轮(R1)驱动有效地连接，
其中，所述第二半轴(S2)与所述第二行星齿轮组(P2)的太阳轮(SR2)抗相对转动地连接，其中，所述第二行星齿轮组(P2)的齿圈(HR2)与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，所述第二行星齿轮组(P2)的行星架(PT2)与所述第二车轮(R2)驱动有效地连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，第一圆柱齿轮级(ST1)在功率流中布置在所述第一半轴(S1)与所述第一车轮(R1)之间，其中，第二圆柱齿轮级(ST2)在功率流中布置在所述第二半轴(S2)与所述第二车轮(R2)之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，第一行星齿轮组(P1‘)在功率流中布置在所述第一电机(EM1)与所述切换设备(2)之间，其中，第二行星齿轮组(P2‘)在功率流中布置在所述第二电机(EM2)与所述切换设备(2)之间。
10.根据权利要求9所述的驱动设备(1)，
其中，所述第一转子轴(10)与所述第一行星齿轮组(P1‘)的太阳轮(SR1)抗相对转动地连接，其中，所述第一行星齿轮组(P1‘)的齿圈(HR1)与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，所述第一行星齿轮组(P1‘)的行星架(PT1)与所述切换设备(2)驱动有效地连接，
其中，所述第二转子轴(20)与所述第二行星齿轮组(P2‘)的太阳轮(SR2)抗相对转动地连接，其中，所述第二行星齿轮组(P2‘)的齿圈(HR2)与抗相对转动的构件抗相对转动地连接，其中，所述第二行星齿轮组(P2‘)的行星架(PT2)与所述切换设备(2)驱动有效地连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，第一圆柱齿轮级(ST1‘)在功率流中布置在所述第一电机(EM1)与所述切换设备(2)之间，其中，第二圆柱齿轮级(ST2‘)在功率流中布置在所述第二电机(EM2)与所述切换设备(2)之间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，两个转子轴(10、20)与两个半轴(S1、S2)彼此同轴布置，其中，所述第一转子轴(10)被构造成空心轴并且所述第一半轴(S1)轴向穿过所述第一转子轴(10)地延伸，其中，所述第二转子轴(20)被构造成空心轴并且所述第二半轴(S2)轴向穿过所述第二转子轴(20)地延伸。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的驱动设备(1)，其中，两个转子轴(10、20)与两个半轴(S1、S2)轴线平行地布置。
14.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)，其中，所述切换设备(2)轴向布置在两个电机(EM1、EM2)之间。
15.机动车辆(100)，所述机动车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(1)。
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