DE102010022326A1 - Drive system for driving axles of right and left wheels of e.g. electric car, has rotors rotatably moved with respect to each other in opposite directions, where rotors are arranged for drives of right and left wheels, respectively - Google Patents

Drive system for driving axles of right and left wheels of e.g. electric car, has rotors rotatably moved with respect to each other in opposite directions, where rotors are arranged for drives of right and left wheels, respectively Download PDF

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Abstract

The system has an electrical drive device (20) comprising an inner rotor (21) and an outer rotor (22) coaxially arranged to each other and arranged on axles (10). The electrical drive device is designed in such a manner that the rotors are rotatably moved with respect to each other in opposite directions. The rotors are arranged for drives (RL, RR) of right and left wheels, respectively. The electrical drive device comprises a stator (23) arranged between the rotors in a torque-proof manner, where inertia moments of the rotors are same. An independent claim is also included for a drive method for axles of right and left wheels of a vehicle.

Description

Antriebssystem und Antriebsverfahren zum Antrieb von Rädern auf einer Achse. Im Besonderen wird durch das Antriebssystem ein rechtes und ein linkes Rad einer Achse eines Fahrzeugs angetrieben.Drive system and drive method for driving wheels on one axle. In particular, a right and a left wheel of an axle of a vehicle are driven by the drive system.

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem und ein Antriebsverfahren zum Antrieb eines rechten und eines linken Rads einer Achse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, und insbesondere ein Antriebssystem und ein Antriebsverfahren, bei welchem eine Elektroantriebseinrichtung mit zwei gegenläufig drehbaren Rotoren die Funktion eines Differentialgetriebes übernimmt.The invention relates to a drive system and a drive method for driving a right and a left wheel of an axle of a vehicle, in particular an electric vehicle, and in particular a drive system and a drive method in which an electric drive device with two counter-rotating rotors takes over the function of a differential gear.

Derzeit sind elektrische Antriebssysteme für Fahrzeuge bekannt, bei welchen die Fahrzeugachsen und somit die Räder des Fahrzeugs mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Hierbei ist auch bekannt, Elektromotore mit zwei Rotoren und einem Stator zu verwenden.Currently, electric drive systems for vehicles are known in which the vehicle axles and thus the wheels of the vehicle are driven by means of an electric motor. It is also known to use electric motors with two rotors and a stator.

Beispielsweise beschreibt die EP 1 117 173 A2 einen Motor/Generator, der einen ersten Rotor und einen zweiten Rotor aufweist, die gegenüber einem gemeinsamen Stator drehbar sind. Der erste Rotor ist mit einem Rad eines Fahrzeugs verbunden und der zweite Rotor ist mit einer in dem Fahrzeug montierten Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die Drehung des zweiten Rotors kann in einer bestimmten Richtung mittels Freilauf beschränkt werden, der zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem zweiten Rotor angeordnet ist. Auf diese Weise soll eine unabhängige Bewegung der Rotoren voneinander ermöglicht werden.For example, this describes EP 1 117 173 A2 a motor / generator having a first rotor and a second rotor which are rotatable with respect to a common stator. The first rotor is connected to a wheel of a vehicle, and the second rotor is connected to an internal combustion engine mounted in the vehicle. The rotation of the second rotor can be limited in a certain direction by means of freewheel, which is arranged between the internal combustion engine and the second rotor. In this way, an independent movement of the rotors is to be made possible from each other.

US 2003 019 674 A1 offenbart einen Vielphasen-Wechselstrom-Induktionstraktionsmotor für ein Allrad-Hybridfahrzeug. Der Motor weist zwei zu einer Fahrzeugachse des Allrad-Hybridfahrzeugs koaxial angeordnete Rotoren auf. Zwischen den Rotoren ist ein zweiteiliger Stator vorgesehen, der ebenfalls zur Fahrzeugachse des Allrad-Hybridfahrzeugs koaxial angeordnet ist. Alternativ befinden sich beide Rotoren zwischen einem zweiteiligen Stator. Der eine Rotor dient zum Antrieb eines rechten Rads an einer Fahrzeugachse des Allrad-Hybridfahrzeugs und der andere Rotor dient zum Antrieb eines linken Rads an dieser Fahrzeugachse des Allrad-Hybridfahrzeugs. US 2003 019 674 A1 discloses a multi-phase AC induction traction motor for a four-wheel drive hybrid vehicle. The engine has two rotors coaxially disposed with a vehicle axle of the four-wheel drive hybrid vehicle. Between the rotors, a two-part stator is provided, which is also arranged coaxially to the vehicle axle of the four-wheel drive hybrid vehicle. Alternatively, both rotors are located between a two-part stator. The one rotor serves to drive a right wheel on a vehicle axle of the four-wheel drive hybrid vehicle and the other rotor serves to drive a left wheel on this vehicle axle of the four-wheel drive hybrid vehicle.

Bei beiden aus dem Stand der Technik bekannten Antriebssystemen handelt es sich um Elektromotore, die zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine in einem Fahrzeug angeordnet sind. Das heißt, die Elektromotore sind Teile eines Hybridantriebssystems. Derartige Elektromotore für ein Elektrofahrzeug, welches ausschließlich elektrisch angetrieben wird, sind derzeit nicht bekannt.Both known from the prior art drive systems are electric motors, which are arranged in addition to an internal combustion engine in a vehicle. That is, the electric motors are parts of a hybrid drive system. Such electric motors for an electric vehicle, which is exclusively driven electrically, are currently unknown.

Bei einem Elektrofahrzeug ist in der Regel der Elektromotor für eine größere Last auszulegen, als bei einem Hybridfahrzeug, das einen Elektromotor als eine von mehreren Antriebsquellen hat. Bei dem Hybridfahrzeug wird in der Regel der größte Anteil der Antriebslast von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, während der Elektromotor oft, vor Allem zum Abfangen von Lastspitzen, beispielsweise beim Beschleunigen, eingesetzt wird. Somit unterscheiden sich die Funktionen eines Elektromotors für ein Elektrofahrzeug und damit auch die Anforderungen an diesen von den Anforderungen für einen Elektromotor für ein Hybridfahrzeug.In an electric vehicle, the electric motor is usually designed for a larger load than a hybrid vehicle having an electric motor as one of plural drive sources. In the hybrid vehicle, the majority of the drive load is usually provided by the internal combustion engine, while the electric motor is often, especially for intercepting load peaks, for example when accelerating, is used. Thus, the functions of an electric motor for an electric vehicle and thus also the requirements for these differ from the requirements for an electric motor for a hybrid vehicle.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem und ein Antriebsverfahren zum Antrieb eines rechten und eines linken Rads einer Achse eines Fahrzeugs und insbesondere eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen, bei welchen der Antriebsstrang möglichst kompakte Abmessungen hat und kostengünstig herstellbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a drive system and a drive method for driving a right and a left wheel of an axle of a vehicle and in particular of an electric vehicle, in which the drive train has compact dimensions and is inexpensive to produce.

Die Aufgabe wird durch ein Antriebssystem nach Anspruch 1 gelöst, welches zum Antrieb eines rechten und eines linken Rads einer Achse eines Fahrzeugs dient. Das Antriebssystem umfasst eine Elektroantriebseinrichtung, welche einen ersten und einen zweiten Rotor umfasst, die koaxial zueinander und zu der Achse angeordnet sind, wobei die Elektroantriebseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der erste und der zweite Rotor gegenläufig zueinander drehbar sind, und wobei der erste Rotor zum Antrieb des rechten Rads angeordnet ist und der zweite Rotor zum Antrieb des linken Rads angeordnet ist.The object is achieved by a drive system according to claim 1, which serves to drive a right and a left wheel of an axle of a vehicle. The drive system comprises an electric drive device comprising a first and a second rotor, which are arranged coaxially to each other and to the axis, wherein the electric drive means is configured such that the first and the second rotor are rotatable in opposite directions, and wherein the first rotor for Drive of the right wheel is arranged and the second rotor is arranged to drive the left wheel.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Antriebssystems sind in den Unteransprüchen dargelegt.Advantageous further embodiments of the drive system are set forth in the subclaims.

Vorzugsweise hat das Antriebssystem eine Getriebeeinrichtung zur Kopplung des ersten oder zweiten Rotors mit dem rechten oder linken Rad der Achse ausgebildet, wobei die Getriebeeinrichtung eine Übersetzung von n = –1 aufweist, so dass das rechte und linke Rad an der Achse in derselben Richtung drehbar sind.Preferably, the drive system has a transmission means for coupling the first or second rotor to the right or left wheel of the axle, the transmission means having a ratio of n = -1 so that the right and left wheels are rotatable on the axle in the same direction ,

Alternativ kann das Antriebssystem zudem eine erste Getriebeeinrichtung zur Kopplung des ersten Rotors mit dem rechten Rad, und eine zweite Getriebeeinrichtung zur Kopplung des zweiten Rotors mit dem linken Rad umfassen, wobei die erste und die zweite Getriebeeinrichtung eine entgegengesetzte Übersetzung haben, damit das rechte und linke Rad in derselben Richtung drehbar sind. Hierbei ist es auch möglich, dass die erste und die zweite Getriebeeinrichtung zur Drehzahluntersetzung von mittels der Rotoren angetriebenen Antriebsachsen auf mit dem rechten und linken Rad jeweils verbundenen Getriebeabtriebsachsen dienen.Alternatively, the drive system may further comprise a first gear means for coupling the first rotor to the right wheel, and a second gear means for coupling the second rotor to the left wheel, the first and second gear means having an opposite gear ratio, so that the right and left Wheel are rotatable in the same direction. In this case, it is also possible for the first and the second transmission device to serve for speed reduction of drive axles driven by the rotors to transmission output axles respectively connected to the right and left wheels.

Es ist von Vorteil, wenn der erste Rotor zwischen Achse und zweitem Rotor angeordnet ist. It is advantageous if the first rotor is arranged between the axis and the second rotor.

Die Elektroantriebseinrichtung kann auch einen Stator aufweisen, der zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor drehfest angeordnet ist. Hierbei kann der erste Rotor gegenüber dem Stator ein Innenrotor sein, der zweite Rotor gegenüber dem Stator ein Außenrotor sein, und der erste Rotor in dem zweiten Rotor drehbar angeordnet sein.The electric drive device may also have a stator, which is arranged rotationally fixed between the first rotor and the second rotor. In this case, the first rotor may be an inner rotor relative to the stator, the second rotor may be an outer rotor relative to the stator, and the first rotor may be rotatably arranged in the second rotor.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Elektroantriebseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass eine Relativdrehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor bei Kurvenfahrt eines mit der Achse ausgestatteten Fahrzeugs konstant bleibt.Moreover, it is conceivable that the electric drive device is designed such that a relative speed between the first and the second rotor remains constant when cornering of a vehicle equipped with the axle.

Bevorzugt sind bei dem Antriebssystem die Massenträgheitsmomente des ersten und zweiten Rotors gleich.In the case of the drive system, the moments of inertia of the first and second rotors are preferably the same.

Die zuvor genannte Aufgabe wird ferner durch ein Antriebsverfahren nach Anspruch 10 gelöst, welches zum Antrieb eines rechten und linken Rads einer Achse eines Fahrzeugs dient. Das Antriebsverfahren umfasst die Schritte:

  • – Antreiben des rechten Rads mittels eines ersten Rotors einer Elektroantriebseinrichtung,
  • – Antreiben des linken Rads mittels eines zweiten Rotors der Elektroantriebseinrichtung, bei welcher der erste und zweite Rotor koaxial zueinander und zu der Achse angeordnet sind, wobei die Elektroantriebseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der erste und der zweite Rotor gegenläufig zueinander gedreht werden.
The aforementioned object is further achieved by a drive method according to claim 10, which serves to drive a right and left wheel of an axle of a vehicle. The driving method comprises the steps:
  • Driving the right wheel by means of a first rotor of an electric drive device,
  • - Driving the left wheel by means of a second rotor of the electric drive device, wherein the first and second rotor are arranged coaxially to each other and to the axis, wherein the electric drive means is configured such that the first and the second rotor are rotated in opposite directions.

Bei dem beschriebenen Antriebssystem und Antriebsverfahren zum Antrieb von Rädern einer Achse eines Fahrzeugs ist eine Elektroantriebseinrichtung ausreichend, welche bei einem geforderten Radmoment von 250 Nm nur ein Gesamtdrehmoment von 250 Nm erzeugt. Demgegenüber muss eine herkömmliche Elektroantriebseinrichtung bei herkömmlicher Ausgestaltung des Antriebs ein Gesamtdrehmoment von 500 Nm erzeugen. Somit hat das zuvor beschriebene Antriebssystem im Vergleich zu einem herkömmlichen Antriebssystem sehr kompakte Abmessungen und ist kostengünstig herstellbar.In the described drive system and drive method for driving wheels of an axle of a vehicle, an electric drive device is sufficient, which only generates a total torque of 250 Nm with a required wheel torque of 250 Nm. In contrast, a conventional electric drive device with conventional design of the drive must produce a total torque of 500 Nm. Thus, the drive system described above has compared to a conventional drive system very compact dimensions and is inexpensive to produce.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:In the following, the invention will be described in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1 a schematic sectional view of a vehicle with a drive system according to a first embodiment of the invention; and

2 eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a schematic sectional view of a vehicle with a drive system according to a second embodiment of the invention.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung sind identische Bezugszeichen verwendet. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Antriebssystem ausgestaltet sein kann. Sie stellen keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. The illustrated embodiments are only examples of how the drive system according to the invention can be configured. They do not represent a final limitation of the invention.

1 zeigt bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Fahrzeug 1, mit einer Achse 10, an welcher ein rechtes Rad RR und ein linkes Rad RL angeordnet sind. An der Achse 10 ist zudem eine Elektroantriebseinrichtung 20 vorgesehen, welche zum Antrieb des rechten und linken Rads RR und RL dient. Hierzu weist die Elektroantriebseinrichtung 20 einen ersten Rotor 21, welcher zum Antrieb des rechten Rads RR dient, einen zweiten Rotor 22, welcher zum Antrieb des linken Rads RL dient, und einen Stator 23 auf. Der erste Rotor 21 ist über eine Getriebeeinrichtung 30 mit der Achse 10 gekoppelt. 1 shows a vehicle in a first embodiment of the invention 1 , with an axis 10 to which a right wheel RR and a left wheel RL are arranged. At the axis 10 is also an electric drive device 20 provided, which serves to drive the right and left wheels RR and RL. For this purpose, the electric drive device 20 a first rotor 21 , which serves to drive the right wheel RR, a second rotor 22 , which serves to drive the left wheel RL, and a stator 23 on. The first rotor 21 is via a transmission device 30 with the axis 10 coupled.

Wie aus 1 ersichtlich, sind der erste und der zweite Rotor 21, 22 sowohl koaxial an der Achse 10 als auch koaxial zueinander angeordnet. Das heißt, der erste Rotor 21 ist in dem zweiten Rotor 22 angeordnet. Der Stator 23 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor 21, 22 angeordnet, so dass sich zwar die Rotoren 21, 22 gegenüber dem Stator 23 drehen können, jedoch der Stator 23 gegenüber dem ersten und dem zweiten Rotor 21, 22 fest steht. Dadurch kann der erste Rotor 21 auch als Innenrotor und der zweite Rotor 22 auch als Außenrotor bezeichnet werden. Beim Antrieb der Achse 10 drehen sich der erste Rotor 21 und der zweite Rotor 22 gegenläufig. Demzufolge ist die Getriebeeinrichtung 30 ein Getriebe mit einer Übersetzung von n = –1, um zu gewährleisten, dass sich das rechte und linke Rad RR, RL an der Achse 10 in derselben Richtung drehen.How out 1 can be seen, are the first and the second rotor 21 . 22 both coaxial to the axis 10 as well as arranged coaxially with each other. That is, the first rotor 21 is in the second rotor 22 arranged. The stator 23 is between the first and the second rotor 21 . 22 arranged so that while the rotors 21 . 22 opposite the stator 23 but the stator can rotate 23 opposite the first and the second rotor 21 . 22 is fixed. This allows the first rotor 21 also as inner rotor and the second rotor 22 also be referred to as outer rotor. When driving the axle 10 turn the first rotor 21 and the second rotor 22 in opposite directions. Consequently, the transmission device 30 a gear with a ratio of n = -1, to ensure that the right and left wheels RR, RL on the axle 10 turn in the same direction.

Die Elektroantriebseinrichtung 20 ist derart ausgestaltet, dass sich bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1 beide Räder gleich schnell drehen. Genauer gesagt, das von der Elektroantriebseinrichtung 20 erzeugte Drehmoment wird gleichmäßig auf das rechte und linke Rad RR, RL verteilt. Dies resultiert aus der Bedingung actio = reactio, das heißt das Drehmoment am ersten Rotor 21 ist gleich groß wie das Drehmoment am Rotor 22 und entgegengesetzt gerichtet, so dass die Getriebeeinrichtung 30 als Zwischenstufe notwendig wird.The electric drive device 20 is configured such that when driving straight ahead of the vehicle 1 Turn both wheels at the same speed. More precisely, that of the electric drive device 20 generated torque is evenly distributed to the right and left wheels RR, RL. This results from the condition actio = reactio, that is the torque at the first rotor 21 is the same size as the torque on the rotor 22 and oppositely directed so that the transmission device 30 becomes necessary as an intermediate.

Zudem ist die Elektroantriebseinrichtung 20 derart ausgestaltet, dass bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 die Relativdrehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor 21, 22 konstant bzw. gleich bleibt. Somit wird, wenn bei Kurvenfahrt das kurveninnere Rad abgebremst wird, das kurvenäußere Rad gleichzeitig beschleunigt. Demnach übernimmt die Elektroantriebseinrichtung 20 neben der Antriebsfunktion auch die Funktion eines Differentialgetriebes. Somit ist die Elektroantriebseinrichtung 20 ein Differentialmotor.In addition, the electric drive device 20 designed such that when cornering of the vehicle 1 the relative rotational speed between the first and the second rotor 21 . 22 remains constant or the same. Thus, when cornering the inside the wheel is decelerated, which simultaneously accelerates the outside wheel. Accordingly, the electric drive device takes over 20 In addition to the drive function and the function of a differential gear. Thus, the electric drive device 20 a differential motor.

Vorzugsweise ist die Getriebeeinrichtung 30 ein Getriebe mit Funktionsprinzip eines Stirnraddifferenzials. Auf diese Weise können bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 unterschiedliche Drehmomente auf das rechte und linke Rad RR, RL übertragen werden, so dass zusätzlich ein Unter- bzw. Übersteuern des Fahrzeugs 1 vermieden bzw. diesem entgegengewirkt werden kann.Preferably, the transmission device 30 a gearbox with functional principle of a spur gear differential. In this way, when cornering the vehicle 1 different torques are transmitted to the right and left wheels RR, RL, so that in addition to understeer or oversteer of the vehicle 1 avoided or counteracted this can be counteracted.

Die Gesamtleistung der Elektroantriebseinrichtung 20 entspricht der Antriebsleistung eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs 1 von der Elektroantriebseinrichtung 20 auf die Räder RR, RL. Das Drehmoment der Elektroantriebseinrichtung 20 steht am rechten und linken Rad RR, RL zur Verfügung. Die Drehzahl wird auf das rechte und linke Rad RR, RL gleichmäßig verteilt, so dass letztendlich bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1 an jedem Rad RR, RL die halbe Drehzahl zur Verfügung steht.The overall performance of the electric drive device 20 corresponds to the drive power of a drive train of the vehicle 1 from the electric drive device 20 on the wheels RR, RL. The torque of the electric drive device 20 is available on the right and left wheels RR, RL. The speed is evenly distributed to the right and left wheels RR, RL, so that when driving straight ahead of the vehicle 1 at each wheel RR, RL half the speed is available.

Es ist vorteilhaft, wenn die Massenträgheitsmomente des ersten und zweiten Rotors 21, 22 aneinander angeglichen sind. Dadurch kann im Fall von nicht stationären Betriebszuständen, wie beispielsweise Beschleunigungsvorgängen, die Beibehaltung einer gleichmäßigen Drehmomentverteilung bei Geradeausfahrt bzw., wie zuvor beschrieben, sichergestellt werden.It is advantageous if the moments of inertia of the first and second rotor 21 . 22 are aligned with each other. Thereby, in the case of non-stationary operating states, such as acceleration processes, the maintenance of a uniform torque distribution when driving straight ahead or, as described above, can be ensured.

Bevorzugt ist die Elektroantriebseinrichtung 20 zentral an der Achse 10 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Elektroantriebseinrichtung 20 kann ein permanenterregter Sychronmotor, ein Asynchronmotor oder ein fremderregter Elektromotor sein. Im Falle eines permanenterregten Sychronmotors können die Magnete die Erregerseite übernehmen. Dadurch ist es nicht erforderlich, Energie in den Rotor mit den Permanentmagneten einzubringen. Analog dazu benötigt ein Kurzschlussläufer eines Asynchronmotors keine äußere Versorgung mit Energie. Demgegenüber benötigt ein fremderregter Elektromotor ein Erregerfeld, dessen Generierung verhältnismäßig unproblematisch realisierbar ist, da der mittels Schleifkontakten zu übertragende elektrische Strom nur ein Bruchteil des Leistungsteils des fremderregten Elektromotors ist. Jedoch ist eine Leistungsübertragung in den eigentlichen Leistungsteil des fremderregten Elektromotors schwieriger, da über die hier vorhandenen Schleifkontakte mehrere Hundert Ampere zu übertragen sind. Um dieses Problem zu lösen, kann beispielsweise eine Anhebung der Betriebsspannung des Leistungsteils erfolgen, wodurch sich eine Absenkung des Stroms ergibt.The electric drive device is preferred 20 central to the axis 10 of the vehicle 1 arranged. The electric drive device 20 can be a permanent-magnet synchronous motor, an asynchronous motor or a separately excited electric motor. In the case of a permanent magnet synchronous motor, the magnets can take over the exciter side. As a result, it is not necessary to introduce energy into the rotor with the permanent magnets. Similarly, a squirrel-cage rotor of an asynchronous motor needs no external supply of energy. In contrast, requires a field-excited electric motor exciter field whose generation is relatively easy to implement, since the electrical current to be transmitted by means of sliding contacts is only a fraction of the power unit of the externally excited electric motor. However, a power transmission in the actual power section of the externally excited electric motor is more difficult, since several hundred amperes are to be transmitted via the sliding contacts present here. In order to solve this problem, for example, an increase in the operating voltage of the power unit, resulting in a reduction of the current results.

Das Fahrzeug 1 ist insbesondere ein Elektrofahrzeug, kann jedoch auch ein Hybridfahrzeug sein, welches zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine einen Elektromotor aufweist, wie zuvor beschrieben.The vehicle 1 is in particular an electric vehicle, but may also be a hybrid vehicle, which in addition to an internal combustion engine having an electric motor, as described above.

2 zeigt bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiederum ein Fahrzeug 1 mit einem rechten und linken Rad RR, RL und der Elektroantriebseinrichtung 20, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in 1 beschrieben, auch wenn in 2 der Stator 23 nicht dargestellt ist. Zudem weist das Fahrzeug 1 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein erstes Achsteil 11, an dem ein rechtes Rad RR angeordnet ist, ein zweites Achsteil 12, an dem ein linkes Rad RL angeordnet ist, und ein drittes Achsteil 13, an welchem die Elektroantriebseinrichtung 20 angeordnet ist, auf. Das erste bis dritte Achsteil 11, 12, 13 bilden zusammen die Achse 10 des Fahrzeugs 1. Das erste Achsteil 11 ist mit dem dritten Achsteil 13 mittels einer ersten Getriebeeinrichtung 40 gekoppelt. Das zweite Achsteil 12 ist mit dem dritten Achsteil 13 mittels einer zweiten Getriebeeinrichtung 50 gekoppelt. Somit dient der erste Rotor 21 wiederum zum Antrieb des rechten Rads RR und der zweite Rotor 22 dient wiederum zum Antrieb des linken Rads RL. Die erste Getriebeeinrichtung 40 ist zwischen der Elektroantriebseinrichtung 20 und dem rechten Rad RR angeordnet. Die zweite Getriebeeinrichtung 50 ist zwischen der Elektroantriebseinrichtung 20 und dem linkem Rad RL angeordnet. 2 again shows a vehicle in a second embodiment of the invention 1 with right and left wheels RR, RL and the electric drive device 20 as in the first embodiment in 1 described, even if in 2 the stator 23 not shown. In addition, the vehicle points 1 in the second embodiment, a first axle part 11 on which a right wheel RR is arranged, a second axle part 12 to which a left wheel RL is arranged, and a third axle part 13 to which the electric drive device 20 is arranged on. The first to third axle parts 11 . 12 . 13 together form the axis 10 of the vehicle 1 , The first axle part 11 is with the third axle part 13 by means of a first transmission device 40 coupled. The second axle part 12 is with the third axle part 13 by means of a second transmission device 50 coupled. Thus, the first rotor is used 21 again to drive the right wheel RR and the second rotor 22 in turn serves to drive the left wheel RL. The first transmission device 40 is between the electric drive device 20 and the right wheel RR. The second transmission device 50 is between the electric drive device 20 and the left wheel RL.

Die Getriebeeinrichtungen 40, 50 dienen dem Zweck der Drehzahluntersetzung, um eine schnelllaufende Elektroantriebseinrichtung 20 realisieren zu können. Um die Drehrichtung des rechten und linken Rads RR, RL anzupassen, wenn sich die Rotoren 21, 22 der Elektroantriebseinrichtung 20 beim Antrieb der aus den Achsteilen 11, 12, 13 gebildeten Achse 10 gegenläufig drehen, ist bei einem Rad, welches entweder das rechte oder linke Rad RR, RL sein kann, ein Getriebe mit einer Übersetzung n eingesetzt. Dementsprechend kommt an dem anderen Rad, also dem linken oder rechten Rad RL, RR, ein Getriebe mit der Übersetzung -n zum Einsatz. Beispielsweise hat die Getriebeeinrichtung 40 in 2 die Übersetzung n wohingegen die Getriebeeinrichtung 50 die Übersetzung -n hat.The transmission devices 40 . 50 serve the purpose of speed reduction to a high-speed electric drive device 20 to be able to realize. To adjust the direction of rotation of the right and left wheels RR, RL when the rotors 21 . 22 the electric drive device 20 when driving out of the axle parts 11 . 12 . 13 formed axis 10 turning counter-clockwise, in a wheel, which may be either the right or left wheel RR, RL, a transmission with a translation n is used. Accordingly, at the other wheel, so the left or right wheel RL, RR, a transmission with the translation -n used. For example, the transmission device has 40 in 2 the translation n whereas the gear mechanism 50 the translation has -n.

Auf diese Weise kann die Elektroantriebseinrichtung 20 zusammen mit den Getriebeeinrichtungen 40, 50 die Funktion des Differentialgetriebes übernehmen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die Geradeausfahrt und Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 beschrieben.In this way, the electric drive device 20 together with the transmission devices 40 . 50 assume the function of the differential gear, as in the first embodiment for the straight-ahead driving and cornering of the vehicle 1 described.

Weitere Ausgestaltungen des Antriebssystems und des Antriebsverfahrens bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel und sind daher hier nicht noch einmal beschrieben.Further embodiments of the drive system and the drive method in the second embodiment are analogous to the first Embodiment and are therefore not described again here.

Alle zuvor im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Ausgestaltungen des Antriebssystems und des Antriebsverfahrens können einzeln oder in Kombination Verwendung finden.All of the embodiments of the drive system and the drive method described above in connection with the first and second embodiments can be used individually or in combination.

Insbesondere kann bei beiden Ausführungsbeispielen, im Gegensatz zu der Darstellung in 1, in welcher der Stator 23 zwischen dem ersten und zweiten Rotor 21, 22 angeordnet ist, der Stator 23 auch als zweiteiliger Stator 23 ausgebildet sein, zwischen dessen zwei Teilen der erste und zweite Rotor 21, 22 koaxial angeordnet sind.In particular, in both embodiments, in contrast to the illustration in FIG 1 in which the stator 23 between the first and second rotors 21 . 22 is arranged, the stator 23 also as a two-part stator 23 be formed, between the two parts of the first and second rotor 21 . 22 are arranged coaxially.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1117173 A2 [0004] EP 1117173 A2 [0004]
  • US 2003019674 A1 [0005] US 2003019674 A1 [0005]

Claims (10)

Antriebssystem zum Antrieb eines rechten und linken Rads (RR, RL) einer Achse (10; 11, 12, 13) eines Fahrzeugs (1), mit einer Elektroantriebseinrichtung (20), welche einen ersten und einen zweiten Rotor (21, 22) umfasst, die koaxial zueinander und zu der Achse (10; 11, 12, 13) angeordnet sind, wobei die Elektroantriebseinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass der erste und zweite Rotor (21, 22) gegenläufig zueinander drehbar sind, und wobei der erste Rotor (21) zum Antrieb des rechten Rads (RR) angeordnet ist und der zweite Rotor (22) zum Antrieb des linken Rads (RL) angeordnet ist.Drive system for driving a right and left wheel (RR, RL) of an axle ( 10 ; 11 . 12 . 13 ) of a vehicle ( 1 ), with an electric drive device ( 20 ), which have a first and a second rotor ( 21 . 22 ) coaxial with each other and with the axis ( 10 ; 11 . 12 . 13 ), wherein the electric drive device ( 20 ) is configured such that the first and second rotor ( 21 . 22 ) are rotatable in opposite directions, and wherein the first rotor ( 21 ) is arranged to drive the right wheel (RR) and the second rotor ( 22 ) is arranged to drive the left wheel (RL). Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei mit einer Getriebeeinrichtung (30) der erste oder zweite Rotor (21, 22) mit dem rechten oder linken Rad (RR, RL) der Achse koppelbar ist, wobei die Getriebeeinrichtung (30) eine Übersetzung von n = –1 aufweist, so dass das rechte und linke Rad (RR, RL) an der Achse (10) in derselben Richtung drehbar sind.Drive system according to claim 1, wherein with a transmission device ( 30 ) the first or second rotor ( 21 . 22 ) is coupled to the right or left wheel (RR, RL) of the axle, wherein the transmission device ( 30 ) has a ratio of n = -1 such that the right and left wheels (RR, RL) on the axle ( 10 ) are rotatable in the same direction. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei mit einer ersten Getriebeeinrichtung (40) der erste Rotor (21) mit dem rechten Rad (RR) koppelbar ist, einer zweiten Getriebeeinrichtung (50) der zweite Rotor (22) mit dem linken Rad (RL) koppelbar ist, wobei die erste und zweite Getriebeeinrichtung (40, 50) eine entgegengesetzte Übersetzung haben, damit das rechte und linke Rad (RR, RL) in derselben Richtung drehbar sind.Drive system according to claim 1, wherein with a first transmission device ( 40 ) the first rotor ( 21 ) is coupled to the right wheel (RR), a second transmission device ( 50 ) the second rotor ( 22 ) is coupled to the left wheel (RL), wherein the first and second transmission device ( 40 . 50 ) have an opposite translation so that the right and left wheels (RR, RL) are rotatable in the same direction. Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei die erste und zweite Getriebeeinrichtung (40, 50) zur Drehzahluntersetzung von mittels den Rotoren (21, 22) angetriebenen Antriebsachsen (11, 12) auf mit dem rechten und linken Rad (RR, RL) jeweils verbundenen Getriebeabtriebsachsen (13) dienen. Drive system according to claim 3, wherein the first and second transmission means ( 40 . 50 ) for speed reduction by means of the rotors ( 21 . 22 ) driven drive axles ( 11 . 12 ) connected to the right and left wheels (RR, RL) respectively associated transmission output axles ( 13 ) serve. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Rotor (21) zwischen Achse (10; 11) und zweitem Rotor (22) angeordnet ist.Drive system according to one of the preceding claims, wherein the first rotor ( 21 ) between axis ( 10 ; 11 ) and second rotor ( 22 ) is arranged. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektroantriebseinrichtung (20) zudem einen Stator (23) aufweist, der zwischen dem ersten Rotor (21) und dem zweiten Rotor (22) drehfest angeordnet ist.Drive system according to one of the preceding claims, wherein the electric drive device ( 20 ) also a stator ( 23 ), which between the first rotor ( 21 ) and the second rotor ( 22 ) is arranged rotationally fixed. Antriebssystem nach Anspruch 5, wobei der erste Rotor (21) gegenüber dem Stator (23) ein Innenrotor ist, der zweite Rotor (22) gegenüber dem Stator (23) ein Außenrotor ist, und der erste Rotor (21) in dem zweiten Rotor (22) drehbar angeordnet ist.Drive system according to claim 5, wherein the first rotor ( 21 ) opposite the stator ( 23 ) is an inner rotor, the second rotor ( 22 ) opposite the stator ( 23 ) is an outer rotor, and the first rotor ( 21 ) in the second rotor ( 22 ) is rotatably arranged. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektroantriebseinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass eine Relativdrehzahl zwischen dem ersten und zweiten Rotor (21, 22) bei Kurvenfahrt eines mit der Achse (10; 11, 12, 13) ausgestatteten Fahrzeugs (1) konstant bleibt.Drive system according to one of the preceding claims, wherein the electric drive device ( 20 ) is configured such that a relative rotational speed between the first and second rotor ( 21 . 22 ) when cornering one with the axis ( 10 ; 11 . 12 . 13 ) equipped vehicle ( 1 ) remains constant. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Massenträgheitsmomente des ersten und zweiten Rotors (21, 22) gleich sind.Drive system according to one of the preceding claims, wherein the mass moments of inertia of the first and second rotor ( 21 . 22 ) are the same. Antriebsverfahren zum Antrieb eines rechten und linken Rads (RR, RL) einer Achse (10; 11, 12, 13) eines Fahrzeugs (1), mit den Schritten: – Antreiben des rechten Rads (RR) mittels eines ersten Rotors (21) einer Elektroantriebseinrichtung (20), – Antreiben des linken Rads (RL) mittels eines zweiten Rotors (22) der Elektroantriebseinrichtung (20), bei welcher der erste und zweite Rotor (21, 22) koaxial zueinander und zu der Achse (10; 11, 12, 13) angeordnet sind, wobei die Elektroantriebseinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass der erste und zweite Rotor (21, 22) gegenläufig zueinander gedreht werden.Drive method for driving a right and left wheel (RR, RL) of an axle ( 10 ; 11 . 12 . 13 ) of a vehicle ( 1 ), comprising the steps of: - driving the right wheel (RR) by means of a first rotor ( 21 ) an electric drive device ( 20 ), - driving the left wheel (RL) by means of a second rotor ( 22 ) of the electric drive device ( 20 ), in which the first and second rotor ( 21 . 22 ) coaxial with each other and with the axis ( 10 ; 11 . 12 . 13 ), wherein the electric drive device ( 20 ) is configured such that the first and second rotor ( 21 . 22 ) are rotated in opposite directions.
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EP1117173A2 (en) 2000-01-17 2001-07-18 Nissan Motor Company Limited Motor/Generator
US20030019674A1 (en) 2001-07-28 2003-01-30 Zhihui Duan Hybrid electric all-wheel-drive system

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