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
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Abstract
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
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
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.
- 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:
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.
Wie aus
Die Elektroantriebseinrichtung
Zudem ist die Elektroantriebseinrichtung
Vorzugsweise ist die Getriebeeinrichtung
Die Gesamtleistung der Elektroantriebseinrichtung
Es ist vorteilhaft, wenn die Massenträgheitsmomente des ersten und zweiten Rotors
Bevorzugt ist die Elektroantriebseinrichtung
Das Fahrzeug
Die Getriebeeinrichtungen
Auf diese Weise kann die Elektroantriebseinrichtung
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
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]
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EP1117173A2 (en) | 2000-01-17 | 2001-07-18 | Nissan Motor Company Limited | Motor/Generator |
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2010
- 2010-06-01 DE DE102010022326A patent/DE102010022326A1/en not_active Withdrawn
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