DE102015215393A1 - Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug und Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug und Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsachse (2) zum Antrieb von Rädern (3a, 3b) des Kraftfahrzeugs sowie einen ersten Elektromotor (4) und einen zweiten Elektromotor (5), wobei die Antriebsachse (2) sowohl durch den ersten Elektromotor (4) als auch durch den zweiten Elektromotor (5) antreibbar ist, wobei der Antriebsstrang (1) mindestens eine Kupplung (6) aufweist, mittels derer der erste Elektromotor (4) von der Antriebsachse (2) vollständig abtrennbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug umfassend einen derartigen Antriebsstrang sowie ein Verfahren zum elektrischen Antrieb eines mit einem derartigen Antriebsstrang ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
  • Steigende Kraftstoffpreise sowie ein zunehmendes Umweltbewusstsein, welches mit dem Bestreben einhergeht, den Betrieb von Kraftfahrzeugen emissionsärmer zu gestalten, haben in der Automobilbranche in jüngerer Zeit die Weiterentwicklung von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen deutlich vorangetrieben.
  • Bei Elektroautos werden die Räder über Elektromotoren angetrieben. Die Antriebsenergie wird dabei in einer aufladbaren Traktionsbatterie gespeichert. Gegenüber dem Antrieb mit Verbrennungsmotor weist der Elektroantrieb verschiedene Vorteile auf. So hat der Elektromotor einen deutlich besseren Wirkungsgrad als der Verbrennungsmotor, was mit geringerem Energieverbrauch einhergeht. Zudem ist der Antriebsstrang bei Elektroantrieb im Allgemeinen einfacher aufgebaut und es besteht im Betrieb eine nahezu vollständige Emissionsfreiheit in Bezug auf Schadstoffe und Lärm.
  • Ein Nachteil der heutigen Generation von Elektroautos liegt in der noch relativ geringen Reichweite und in vergleichsweise langen Ladezeiten für die Traktionsbatterie. Umso wichtiger ist es, den Elektromotor möglichst mit optimalem Wirkungsgrad zu betreiben und so die in der Traktionsbatterie gespeicherte Energie optimal auszunutzen.
  • Bei Elektromotoren hängt der Wirkungsgrad stark von der jeweiligen Drehzahl ab und unterschiedliche Typen von Elektromotoren variieren im Hinblick auf optimale Drehzahlbereiche. Es sind daher bereits Elektroantriebe bekannt, bei denen mehrere Elektromotoren zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Elektromotoren mehr oder weniger unterschiedlich zu belasten, um im Durchschnitt einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen als es bei einem Antrieb mit nur einem Elektromotor möglich wäre.
  • So beschreibt die DE 199 32 118 C1 einen Mehrfachmotorenantrieb für ein Kraftfahrzeug, bei dem zwei Elektromotoren vorgesehen sind, die einem gemeinsamen Abtrieb mit zweistufigem Getriebe zugeordnet sind. Eine automatische Steuerung steuert einerseits die Lastverteilung zwischen den Elektromotoren und andererseits das Getriebe, um einen optimalen Wirkungsgrad des Abtriebs zu gewährleisten. Als Elektromotoren werden hier vorzugsweise Asynchronmotoren verwendet.
  • Ein Nachteil dieses Mehrfachmotorenantriebs besteht darin, dass beide Elektromotoren über ein gemeinsames Getriebe an das Differentialgetriebe der Antriebsachse angeschlossen sind. Dies hat zur Folge, dass selbst bei ausschließlicher Belastung des einen Elektromotors der zweite Elektromotor stets mitläuft und es so zu unerwünschten Reibungsverlusten kommt, wodurch der Gesamtwirkungsgrad abgesenkt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit welchem der Wirkungsgrad des Elektroantriebs weiter gesteigert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit verbessertem Wirkungsgrad. Ferner soll ein Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen werden, welches mit einem verbesserten Wirkungsgrad einhergeht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Antriebsstrang gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 11 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß Patentanspruch 1 betrifft ein Aspekt der Erfindung einen Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsachse zum Antrieb von Rädern des Kraftfahrzeugs sowie einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor, wobei die Antriebsachse sowohl durch den ersten Elektromotor als auch durch den zweiten Elektromotor antreibbar ist, wobei der Antriebsstrang mindestens eine Kupplung aufweist, mittels derer der erste Elektromotor von der Antriebsachse vollständig abtrennbar ist.
  • Die Bezeichnungen erster und zweiter Elektromotor sind den beiden Elektromotoren beliebig zugeordnet und dienen lediglich deren Unterscheidung, machen jedoch keinerlei Aussage etwa über die Anordnung oder über den Typ der jeweiligen Elektromotoren. Auch schließen diese Bezeichnungen nicht aus, dass der Antriebsstrang über den ersten und zweiten Elektromotor hinaus weitere Motoren aufweisen kann.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist somit der Antriebsstrang eine Kupplung auf, durch deren Betätigung einer der beiden Elektromotoren zu- oder abschaltbar ist und zwar derart, dass eine vollständige Abtrennung dieses Elektromotors vom restlichen Antriebsstrang möglich ist. Vollständige Abtrennung vom Antriebsstrang bedeutet im Sinne der Erfindung, dass bei alleiniger Belastung des einen der beiden Elektromotoren ein Mitlaufen des anderen, durch die Kupplung abgetrennten Elektromotors im Leerlauf und damit einhergehende Reibungsverluste effizient vermieden werden können. Auf diese Weise kann die in der Traktionsbatterie gespeicherte Energie ohne größere Verluste für den elektrischen Antrieb zur Verfügung gestellt werden, so dass insgesamt ein höherer Wirkungsgrad erreicht wird.
  • Der erfindungsgemäße Antriebsstrang eignet sich für den Einsatz sowohl in Personenkraftwagen als auch in Lastkraftwagen, Bussen oder anderen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Die Elektromotoren können dabei grundsätzlich eine beliebige Achse des Kraftfahrzeugs antreiben, insbesondere können sie die Vorderachse oder die Hinterachse eines Kraftfahrzeugs antreiben. In jedem Falle sind aber beide Elektromotoren an die gleiche Antriebsachse angeschlossen.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung weist die Antriebsachse ein Differenzialgetriebe auf, über welches die Elektromotoren an die Antriebsachse angeschlossen sind. Differenzialgetriebe sorgen, beispielsweise in Kurven, für den Ausgleich der Drehzahlen zwischen den beiden Rädern.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Kupplung zwischen dem ersten Elektromotor und dem Differenzialgetriebe angeordnet. Auf diese Weise kann der über die Kupplung an das Differenzialgetriebene angeschlossene Elektromotor vollständig von der Antriebsachse abgetrennt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Differenzialgetriebe und wenigstens einem Elektromotor ein Getriebe angeordnet. Dadurch sind unterschiedliche Übersetzungen zwischen Motordrehzahl und Antriebsdrehzahl realisierbar. Das Getriebe kann beispielsweise als Planetengetriebe oder als Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Es sind aber auch beliebige andere geeignete Getriebe einsetzbar.
  • Die Erfindung kann auch derart ausgeführt sein, dass zwischen dem Differenzialgetriebe und jedem der beiden Elektromotoren jeweils ein Getriebe angeordnet ist. Auf diese Weise sind für beide Elektromotoren jeweils unterschiedliche Übersetzungen zwischen Motordrehzahl und Antriebsdrehzahl realisierbar und der Antrieb wird insgesamt flexibler. Es kann sich in diesem Fall um zwei gleichartige Getriebe oder aber auch um zwei Getriebe unterschiedlichen Typs und/oder mit unterschiedlichen Übersetzungen handeln.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist der Antriebsstrang zwei Kupplungen auf, mittels derer beide Elektromotoren von der Antriebswelle vollständig abtrennbar sind. Damit wird eine noch größere Flexibilität beim Antrieb und eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades erreicht, da beide Elektromotoren völlig unabhängig voneinander den Antrieb bewirken können, ohne dass der jeweils andere Motor mitlaufen müsste.
  • Jeweils eine Kupplung kann dabei zwischen dem Differenzialgetriebe und jeweils einem der beiden Elektromotoren angeordnet sein.
  • Bei den beiden Elektromotoren kann es sich um Elektromotoren unterschiedlichen Typs handeln. Auf diese Weise können Elektromotoren ausgewählt werden, die ihren optimalen Wirkungsgrad in unterschiedlichen Drehzahlbereichen haben. Entsprechend kann ein Elektromotor, welcher bei niedrigen Drehzahlen sehr effizient arbeitet, vornehmlich oder ausschließlich in diesem Bereich angesteuert werden, während ein Elektromotor, dessen optimaler Wirkungsgrad in höheren Drehzahlbereichen liegt, erst bei Erreichen dieser höheren Drehzahlen voll angesteuert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei einem der beiden Elektromotoren um einen permanent erregten Synchronmotor (PSM-Motor) handeln. PSM-Motoren arbeiten im unteren Drehzahlbereich höchsteffizient, während es bei hohen Drehzahlen zu hohen Ummagnetisierungsverlusten kommt. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei einem der beiden Elektromotoren um einen fremderregten Synchronmotor handeln, welcher seinen optimalen Wirkungsgrad, im Vergleich zum PSM-Motor, in einem höheren Drehzahlbereich erreicht. Eine Kombination eines fremderregten Synchronmotors und eines permanent erregten Synchronmotors führt im Sinne der Erfindung zu einem besonders hohen Wirkungsgrad, da der Antrieb in Bereichen niedriger Drehzahlen zunächst über den PSM-Motor erfolgen kann, welcher dann mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Kupplung bei Erreichen höherer Drehzahlen abgeschaltet wird, so dass der Antrieb bei hohen Drehzahlen ausschließlich über den fremderregten Synchronmotor erfolgt.
  • Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs mit nur einer Kupplung würde in Bereichen niedriger Drehzahlen der fremderregte Synchronmotor zumindest im Leerlauf mitlaufen, während bei hohen Drehzahlen der fremderregte Motor den Antrieb ausschließlich übernimmt und der PSM-Motor mittels der vorgesehenen Kupplung vollständig vom Antriebsstrang abtrennbar ist, so dass Reibungsverluste und Ummagnetisierungsverluste hier keine Rolle spielen.
  • Verfügt der Antriebsstrang über zwei Kupplungen, so sind beide Elektromotoren jeweils in den für sie ungünstigen Drehzahlbereichen vollständig vom Antrieb abtrennbar, so dass ein Mitlaufen des jeweils nicht angesteuerten Elektromotors vollständig vermieden werden kann. Auf diese Weise ist der Gesamtwirkungsgrad des elektrischen Antriebs optimal.
  • Grundsätzlich ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang aber selbstverständlich auch mit zwei gleichartigen Elektromotoren realisierbar, beispielsweise mit zwei permanent erregten Synchronmotoren, mit zwei fremderregten Synchronmotoren oder mit zwei Asynchronmotoren.
  • Gemäß Patentanspruch 11 betrifft ein Aspekt der Erfindung ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, welches einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang umfasst. Derartige Kraftfahrzeuge können aufgrund der vollständigen Abschaltbarkeit eines Elektromotors in bestimmten Drehzahlbereichen mit einem deutlich besseren Wirkungsgrad betrieben werden als Kraftfahrzeuge, die mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrang ausgestattet sind.
  • Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich gleichermaßen um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus oder ein anderes elektrisch angetriebenes Fahrzeug handeln.
  • Ein besonders guter Wirkungsgrad lässt sich erreichen, wenn das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit zwei Elektromotoren unterschiedlichen Typs ausgerüstet ist, beispielsweise mit einem permanent erregten Synchronmotor und mit einem fremderregten Synchronmotor. Die beiden unterschiedlichen Elektromotoren können in ihren jeweils optimalen Drehzahlbereichen betrieben werden, wobei aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen Kupplung mindestens einer der beiden Elektromotoren in dem für ihn ungünstigen Drehzahlbereich vollständig von der Antriebsachse abgetrennt werden kann.
  • Schließlich betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung gemäß Patentanspruch 12 ein Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, welches einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor und mindestens einer ersten Kupplung aufweist, mittels derer der erste Elektromotor von der Antriebsachse vollständig abtrennbar ist, umfassend die Schritte:
    • – Schließen der ersten Kupplung;
    • – Ansteuern des ersten Elektromotors zum Antrieb des Kraftfahrzeugs;
    • – Öffnen der ersten Kupplung bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des ersten Elektromotors;
    • – Ansteuern des zweiten Elektromotors zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.
  • Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angetriebenes Kraftfahrzeug erreicht einen besonders hohen Wirkungsgrad, da durch Öffnen der ersten Kupplung bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des ersten Elektromotors dieser vollständig von der Antriebsachse abtrennbar ist, so dass hier im oberen Drehzahlbereich keinerlei Reibungs- und Ummagnetisierungsverluste durch Mitlaufen des ersten Elektromotors auftreten. Sofern der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs eine zweite Kupplung aufweist, mittels derer auch der zweite Elektromotor vollständig von der Antriebsachse abtrennbar ist, umfasst das vorgeschlagene Verfahren die folgenden Schritte:
    • – Schließen der ersten Kupplung;
    • – Öffnen der zweiten Kupplung;
    • – Ansteuern des ersten Elektromotors zum Antrieb des Kraftfahrzeugs;
    • – Öffnen der ersten Kupplung bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des ersten Elektromotors;
    • – Schließen der zweiten Kupplung;
    • – Ansteuern des zweiten Elektromotors zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.
  • Mit anderen Worten sieht das Verfahren bei Vorhandensein von zwei Kupplungen das wechselweise Öffnen und Schließen der beiden Kupplungen vor, so dass der Antrieb des Kraftfahrzeugs jeweils nur über einen Elektromotor erfolgt, während der andere Elektromotor in dem für ihn ungünstigen Drehzahlbereich vollständig vom Antriebsstrang abgetrennt ist.
  • Das Verfahren kann jedoch auch derart weitergebildet werden, dass in bestimmten Drehzahlbereichen ein Schließen beider Kupplungen erfolgt, so dass dann die Motorleistungen beider Elektromotoren zum Antrieb des Kraftfahrzeugs beitragen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs;
  • 2: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs;
  • 3: ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt schematisch einen im Ganzen mit 1 bezeichneten Antriebsstrang eines PKW, von dem hier die als Antriebsachse 2 ausgeführte Vorderachse sowie die auf der Antriebsachse 2 sitzenden Räder 3a, 3b dargestellt sind. Die Antriebsachse 2 weist ein Differenzialgetriebe 7 auf. Ein erster Elektromotor 4 ist über eine Welle 10 an eine Kupplung 6 angeschlossen, die ihrerseits über eine Welle 11 mit dem Differenzialgetriebe 7 verbunden ist. Ein zweiter Elektromotor 5 ist über eine Welle 12 mit einem Getriebe 8 verbunden, dessen Ausgang über eine Welle 13 ebenfalls an das Differenzialgetriebe 7 angeschlossen ist. Die für die Ansteuerung der Elektromotoren 4 und 5 erforderlichen elektrischen Zuleitungen sind in 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
  • Der erste Elektromotor 4 ist ein permanent erregter Synchronmotor, welcher in unteren Drehzahlbereichen seinen maximalen Wirkungsgrad aufweist. Der zweite Elektromotor 5 ist ein fremderregter Synchronmotor, welcher seinen optimalen Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlen erreicht. Bei dem Getriebe 8 handelt es sich um ein Planetengetriebe, durch welches unterschiedliche Übersetzungen zwischen der Motordrehzahl des zweiten Elektromotors 5 und der Antriebsdrehzahl der Welle 13 bzw. der Antriebsachse 2 realisierbar sind.
  • Die Antriebsachse 2 ist sowohl durch den ersten Elektromotor 4 als auch durch den zweiten Elektromotor 5 antreibbar. Über die Kupplung 6 ist der erste Elektromotor 4 allerdings vollständig von der Antriebsachse 2 abtrennbar. Mit anderen Worten kann der erste Elektromotor 4 die Antriebsachse 2 bei geschlossener Kupplung 6 antreiben, während er bei geöffneter Kupplung 6 vollständig von der Antriebsachse 2 abgetrennt ist. Aufgrund der vollständigen Abtrennung des ersten Elektromotors 4 bei geöffneter Kupplung 6 läuft der Elektromotor 4 in diesem Zustand auch nicht im Leerlauf mit dem zweiten Elektromotor 5 mit.
  • In 2 ist eine weitere Ausführungsform des Antriebsstrangs 1 dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Antriebsstrang 1 aus 2 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Antriebsstrang 1 lediglich durch eine zweite Kupplung 9, welche über die Welle 13 an das Getriebe 8 und über eine weitere Welle 14 an das Differenzialgetriebe 7 angeschlossen ist. Diese zweite Kupplung 9 hat auf den zweiten Elektromotor 5 die gleiche Wirkung wie die erste Kupplung 6 auf den ersten Elektromotor 4. Mit anderen Worten lässt sich der zweite Elektromotor 5 durch Öffnen der zweiten Kupplung 9 vollständig von der Antriebsachse 2 abtrennen, so dass bei Nichtbelastung dieses Elektromotors ein Mitlaufen im Leerlauf verhindert werden kann. Das in der 2 gezeigte Ausführungsbeispiel mit einer ersten Kupplung 6 und einer zweiten Kupplung 9 bietet eine größtmögliche Flexibilität beim Antrieb und führt so zu einem optimalen Wirkungsgrad. Je nach Drehzahlbereich kann jeweils nur der in diesem Drehzahlbereich besonders effizient laufende Elektromotor 4, 5 angesteuert werden, während der jeweils andere Elektromotor 4, 5 in diesem Drehzahlbereich vermittels der ihm zugeordneten Kupplung 6, 9 vollständig abgetrennt wird. Bei besonders hoher Lastanforderung können grundsätzlich aber auch beide Kupplungen 6, 9 geschlossen werden, so dass der Antrieb dann durch beide Elektromotoren 4, 5 gleichzeitig bewirkt wird.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsvariante des Verfahrens zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang 1 des Kraftfahrzeugs einen ersten Elektromotor 4, einen zweiten Elektromotor 5 und eine erste Kupplung 6 zur Abtrennung des ersten Elektromotors 4 von der Antriebsachse 2 aufweist. In einem ersten Verfahrensschritt 100 erfolgt das Schließen der ersten Kupplung 6. Hierdurch wird der der ersten Kupplung 6 vorgeschaltete erste Elektromotor 4 an die Antriebsachse 2 angekoppelt. In einem zweiten Schritt 200 wird der erste Elektromotor 4 angesteuert, so dass ein Drehmoment von dem ersten Elektromotor 4 auf die Antriebsachse 2 übertragen wird und das Kraftfahrzeug angetrieben wird. Der zweite Elektromotor 5 läuft in diesem Zustand im Leerlauf mit. Aufgrund des zwischengeschalteten Getriebes 8 dreht er sich aber langsamer als der Elektromotor 4, so dass Reibungsverluste hier vergleichbar gering sind. Bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl wird die erste Kupplung 6 in einem Verfahrensschritt 300 geöffnet. Durch Öffnen der ersten Kupplung 6 wird der erste Elektromotor 4 vollständig von der Antriebsachse 2 entkoppelt und steht still. In einem Verfahrensschritt 400 wird schließlich der zweite Elektromotor 5 angesteuert, so dass der Antrieb des Kraftfahrzeugs im oberen Drehzahlbereich nun ausschließlich über diesen zweiten Elektromotor 5 erfolgt. Durch die vollständige Abtrennung des ersten Elektromotors 4 im oberen Drehzahlbereich von der Antriebsachse 2 wird ein Mitlaufen des ersten Elektromotors 2 in diesem Drehzahlbereich verhindert, so dass Reibungsverluste hier praktisch keine Rolle spielen. Auf diese Weise ermöglicht das beschriebene Verfahren einen elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit deutlich verbessertem Wirkungsgrad.
  • Grundsätzlich kann das in 3 beschriebene Verfahren auch dahingehend abgewandelt werden, dass im Verfahrensschritt 200 bereits beide Elektromotoren 4, 5 angesteuert werden und im Verfahrensschritt 300 durch Öffnen der ersten Kupplung 6 dann der erste Elektromotor 4 vom Antrieb abgekoppelt wird, während der zweite Elektromotor 5 weiterläuft. Verfahrensschritt 400 entfällt in diesem Fall.
  • Bei Vorhandensein einer zweiten Kupplung 9 zum vollständigen Abtrennen des zweiten Elektromotors 5 von der Antriebsachse 2 kann das Verfahren dahingehend erweitert werden, dass ein wechselweises Öffnen und Schließen der Kupplungen 6 und 9 erfolgt. In diesem Fall kann in einem weiteren, zwischen den Verfahrensschritten 100 und 200 ausgeführten Verfahrensschritt das Öffnen der zweiten Kupplung 9 erfolgen und in einem zwischen den Verfahrensschritten 300 und 400 ausgeführten Verfahrensschritt das Schließen der zweiten Kupplung 9 erfolgen. Auf diese Weise ist jeweils nur einer der beiden Elektromotoren 4, 5 an die Antriebsachse 2 angeschlossen und ein Mitlaufen eines der beiden Elektromotoren 4, 5 im Leerlauf kann vollständig vermieden werden.
  • Schließlich kann das Verfahren auch vorsehen, dass bei Volllastanforderung beide Kupplungen 6, 9 geschlossen werden und das Kraftfahrzeug von beiden Elektromotoren 4, 5 gleichzeitig angetrieben wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebsstrang
    2
    Antriebsachse
    3a
    Rad
    3b
    Rad
    4
    erster Elektromotor
    5
    zweiter Elektromotor
    6
    erste Kupplung
    7
    Differenzialgetriebe
    8
    Getriebe
    9
    zweite Kupplung
    10
    Welle
    11
    Welle
    12
    Welle
    13
    Welle
    14
    Welle
    100
    Schritt
    200
    Schritt
    300
    Schritt
    400
    Schritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19932118 C1 [0006]

Claims (13)

  1. Antriebsstrang (1) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsachse (2) zum Antrieb von Rädern (3a, 3b) des Kraftfahrzeugs sowie einen ersten Elektromotor (4) und einen zweiten Elektromotor (5), wobei die Antriebsachse (2) sowohl durch den ersten Elektromotor (4) als auch durch den zweiten Elektromotor (5) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) mindestens eine Kupplung (6) aufweist, mittels derer der erste Elektromotor (4) von der Antriebsachse (2) vollständig abtrennbar ist.
  2. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse (2) ein Differenzialgetriebe (7) aufweist, über welches die Elektromotoren (4, 5) an die Antriebsachse (2) angeschlossen sind.
  3. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (6) zwischen dem ersten Elektromotor (4) und dem Differenzialgetriebe (7) angeordnet ist.
  4. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Differenzialgetriebe (7) und wenigstens einem Elektromotor (4, 5) ein Getriebe (8) angeordnet ist.
  5. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8) ein Planetengetriebe ist.
  6. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Differentialgetriebe (7) und jedem Elektromotor (4, 5) jeweils ein Getriebe (8) angeordnet ist.
  7. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) zwei Kupplungen (6, 9) aufweist, mittels derer beide Elektromotoren (4, 5) von der Antriebswelle (2) vollständig abtrennbar sind.
  8. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromotoren (4, 5) Elektromotoren unterschiedlichen Typs sind.
  9. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Elektromotoren (4, 5) ein permanent erregter Synchronmotor ist.
  10. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Elektromotoren (4, 5) ein fremderregter Synchronmotor ist.
  11. Elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsstrang (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Antriebsstrang (1) des Kraftfahrzeugs mit einem ersten Elektromotor (4) und einem zweiten Elektromotor (5) und mindestens einer ersten Kupplung (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, wobei der erste Elektromotor (5) mittels der ersten Kupplung (6) vollständig von der Antriebsachse (2) abtrennbar ist, umfassend die Schritte: – Schließen der ersten Kupplung (6); – Ansteuern des ersten Elektromotors (4) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs; – Öffnen der ersten Kupplung (6) bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des ersten Elektromotors (4); – Ansteuern des zweiten Elektromotors (5) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Antriebsstrang (1) des Kraftfahrzeugs eine zweite Kupplung (9) aufweist, mittels derer der zweite Elektromotor (5) vollständig von der Antriebsachse (2) abtrennbar ist, umfassend die Schritte: – Schließen der ersten Kupplung (6); – Öffnen der zweiten Kupplung (9); – Ansteuern des ersten Elektromotors (4) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs; – Öffnen der ersten Kupplung (6) bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des ersten Elektromotors (4); – Schließen der zweiten Kupplung (9); – Ansteuern des zweiten Elektromotors (5) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019122553A1 (fr) * 2017-12-21 2019-06-27 Valeo Equipements Electriques Moteur Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes
EP3623193A1 (de) * 2018-09-13 2020-03-18 Iveco S.p.A. Layout eines hybriden oder elektrischen industriefahrzeugs
WO2020197463A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Scania Cv Ab A powertrain for a vehicle, an all-electric vehicle, and a method of controlling a powertrain
WO2021063789A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsachse eines elektrofahrzeuges und lastschaltverfahren
US11279241B2 (en) 2019-08-01 2022-03-22 System73 Ltd Multi-motor switching control system and method for increased efficiency and energy savings
IT202100023243A1 (it) * 2021-09-08 2023-03-08 Fpt Ind Spa Metodo di gestione di un sistema di propulsione elettrica e sistema di propulsione elettrica implementante il metodo
US11958348B2 (en) 2022-03-30 2024-04-16 Zf Friedrichshafen Ag Drive unit for a drive axle of a vehicle
US11970064B2 (en) 2022-10-31 2024-04-30 System73 Ltd Multi-motor selection system and method for increased efficiency and energy savings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19932118C1 (de) 1999-07-09 2000-10-26 Daimler Chrysler Ag Elektrischer Mehrfachmotorenantrieb für ein Kraftfahrzeug
US6886648B1 (en) * 1999-01-13 2005-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power output device, hybrid vehicle, and method of controlling them
EP2116412A2 (de) * 2008-05-05 2009-11-11 Renault S.A.S. Vorrichtung zum Elektroantrieb oder -betrieb eines Fahrzeugs
DE102012110269A1 (de) * 2012-10-26 2014-04-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6886648B1 (en) * 1999-01-13 2005-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power output device, hybrid vehicle, and method of controlling them
DE19932118C1 (de) 1999-07-09 2000-10-26 Daimler Chrysler Ag Elektrischer Mehrfachmotorenantrieb für ein Kraftfahrzeug
EP2116412A2 (de) * 2008-05-05 2009-11-11 Renault S.A.S. Vorrichtung zum Elektroantrieb oder -betrieb eines Fahrzeugs
DE102012110269A1 (de) * 2012-10-26 2014-04-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019122553A1 (fr) * 2017-12-21 2019-06-27 Valeo Equipements Electriques Moteur Chaîne de traction améliorée de véhicule automobile comprenant deux machines électriques tournantes
FR3075700A1 (fr) * 2017-12-21 2019-06-28 Valeo Equipements Electriques Moteur Chaine de traction amelioree de vehicule automobile comprenant deux machines electriques tournantes
EP3623193A1 (de) * 2018-09-13 2020-03-18 Iveco S.p.A. Layout eines hybriden oder elektrischen industriefahrzeugs
WO2020197463A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Scania Cv Ab A powertrain for a vehicle, an all-electric vehicle, and a method of controlling a powertrain
US11485237B2 (en) 2019-08-01 2022-11-01 System73 Ltd. Multi-motor switching system and method for optimized performance
US11279241B2 (en) 2019-08-01 2022-03-22 System73 Ltd Multi-motor switching control system and method for increased efficiency and energy savings
CN114514388A (zh) * 2019-09-30 2022-05-17 Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 电动车辆的驱动桥和动力换档方法
WO2021063789A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-08 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsachse eines elektrofahrzeuges und lastschaltverfahren
US11846343B2 (en) 2019-09-30 2023-12-19 Zf Friedrichshafen Ag Drive axle of an electric vehicle and powershifting method
IT202100023243A1 (it) * 2021-09-08 2023-03-08 Fpt Ind Spa Metodo di gestione di un sistema di propulsione elettrica e sistema di propulsione elettrica implementante il metodo
EP4147900A1 (de) * 2021-09-08 2023-03-15 FPT Industrial S.p.A. Verfahren zur verwaltung eines elektrischen antriebssystems und verfahren zur implementierung dieses elektrischen antriebssystems
US11958348B2 (en) 2022-03-30 2024-04-16 Zf Friedrichshafen Ag Drive unit for a drive axle of a vehicle
US11970064B2 (en) 2022-10-31 2024-04-30 System73 Ltd Multi-motor selection system and method for increased efficiency and energy savings

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