DE102018210897A1 - Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it - Google Patents
Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018210897A1 DE102018210897A1 DE102018210897.8A DE102018210897A DE102018210897A1 DE 102018210897 A1 DE102018210897 A1 DE 102018210897A1 DE 102018210897 A DE102018210897 A DE 102018210897A DE 102018210897 A1 DE102018210897 A1 DE 102018210897A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gear
- arrangement
- output shaft
- vehicle
- countershaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
- B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
- B60K17/346—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
- B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
- B60K17/346—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
- B60K17/3462—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
- B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
- B60K17/346—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
- B60K17/3467—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear combined with a change speed gearing, e.g. range gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
- B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/70—Gearings
- B60Y2400/73—Planetary gearings
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antrieb eines Elektrofahrzeuges, umfassend mindestens eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1), zwei elektrische Maschinen (E1, E2) zum Antrieb der mindestens einen Fahrzeugachse (1), ein zwischen den elektrischen Maschinen (E1, E2) und der mindestens einen Fahrzeugachse (1) angeordnetes Getriebe (3). Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung.
Es wird vorgeschlagen, dass eine der beiden elektrischen Maschinen (E1, E2) als Permanent-Synchronmaschine (E1) und die andere als Asynchronmaschine (E2) ausgebildet ist. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Permanent-Synchronmaschine (E1) mit einer geringeren Drehzahl als die Asynchronmaschine (E2) betrieben wird.
The invention relates to an arrangement for driving an electric vehicle, comprising at least one electrically drivable vehicle axle (1), two electric machines (E1, E2) for driving the at least one vehicle axle (1), one between the electric machines (E1, E2) and the at least one vehicle axle (1) arranged gear (3). The invention also relates to a method for operating the drive arrangement.
It is proposed that one of the two electrical machines (E1, E2) is designed as a permanent synchronous machine (E1) and the other as an asynchronous machine (E2). It is also proposed that the permanent synchronous machine (E1) be operated at a lower speed than the asynchronous machine (E2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antrieb eines Elektrofahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 17.The invention relates to an arrangement for driving an electric vehicle according to the preamble of
Durch die
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Antrieb eines Elektrofahrzeuges zu verbessern.An object of the invention is to improve the drive of an electric vehicle.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einer Anordnung zum Antrieb eines Elektrofahrzeuges der eingangs genannten Art vorgesehen, dass eine der beiden elektrischen Maschinen als permanent erregte Synchronmaschine, auch Permanent-Synchronmaschine oder abgekürzt PSM genannt, und die andere elektrische Maschine als Asynchronmaschine, abgekürzt ASM, ausgebildet ist. Durch die Kombination der Permanent-Synchronmaschine einerseits und der Asynchronmaschine andererseits ergibt sich der Vorteil, dass der elektrische Antrieb für einen relativ breiten Drehzahlbereich mit einem optimalen Wirkungsgrad und somit mit geringeren Verlusten betrieben werden kann. Der erfindungsgemäße elektrische Antrieb verbraucht somit weniger elektrische Energie aus der im Fahrzeug mitgeführten Batterie. Bekanntlich weisen die Permanent-Synchronmaschine und die Asynchronmaschine deutliche Unterschiede auf, die beispielsweise in einem Drehmoment-/Drehzahl-Diagramm zum Ausdruck kommen. Insbesondere unterscheiden sich die Wirkungsgradkennfelder beider Maschinen deutlich: So liegt der maximale Wirkungsgrad einer Permanent-Synchronmaschine grundsätzlich in einem Bereich geringerer Drehzahlen, beispielsweise unterhalb von 6000 Umdrehungen pro Minute, während der maximale Wirkungsgrad einer Asynchronmaschine grundsätzlich in einem Bereich höherer Drehzahlen, beispielsweise oberhalb von 6000 Umdrehungen pro Minute liegt. Dieser Effekt wird durch die Erfindung dahingehend ausgenutzt, dass die Permanent-Synchronmaschine bei geringeren Drehzahlen und die Asynchronmaschine bei höheren Drehzahlen betrieben werden, sodass beide elektrischen Maschinen jeweils in ihrem optimalen Wirkungsgradbereich arbeiten.According to a first aspect of the invention, in an arrangement for driving an electric vehicle of the type mentioned at the outset, it is provided that one of the two electrical machines as a permanently excited synchronous machine, also called a permanent synchronous machine or PSM for short, and the other electrical machine as an asynchronous machine, ASM for short , is trained. The combination of the permanent synchronous machine on the one hand and the asynchronous machine on the other hand has the advantage that the electric drive can be operated for a relatively wide speed range with optimum efficiency and thus with lower losses. The electric drive according to the invention thus consumes less electrical energy from the battery carried in the vehicle. As is known, the permanent synchronous machine and the asynchronous machine have clear differences, which are expressed, for example, in a torque / speed diagram. In particular, the efficiency maps of both machines differ significantly: The maximum efficiency of a permanent synchronous machine is basically in a range of lower speeds, for example below 6000 revolutions per minute, while the maximum efficiency of an asynchronous machine is fundamentally in a range of higher speeds, for example above 6000 Revolutions per minute. This effect is used by the invention to the effect that the permanent synchronous machine is operated at lower speeds and the asynchronous machine at higher speeds, so that both electrical machines each work in their optimal efficiency range.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe, welches zwischen den elektrischen Maschinen und der Fahrzeugachse, auch Radachse genannt, angeordnet ist, als Summiergetriebe ausgebildet, welches zwei mit den elektrischen Maschinen verbundene Eingangswellen und eine Abtriebswelle aufweist. Die Leistungen der beiden elektrischen Maschinen fließen über die Eingangswellen in das Getriebe und summieren sich auf der Abtriebs- oder Summierwelle. Die einfachste Form eines Summiergetriebes besteht aus zwei Antriebsritzeln, welche jeweils in ein Abtriebszahnrad auf der Abtriebswelle eingreifen. Über das Summiergetriebe werden die unterschiedlichen Drehzahlen und das Drehzahlverhältnis der Permanent-Synchronmaschine und der Asynchronmaschine bestimmt.According to a preferred embodiment, the gearbox, which is arranged between the electrical machines and the vehicle axle, also called the wheel axle, is designed as a summation gearbox, which has two input shafts connected to the electric machines and one output shaft. The power of the two electrical machines flows into the transmission via the input shafts and adds up on the output or summation shaft. The simplest form of a summing gear consists of two drive pinions, each of which mesh with an output gear on the output shaft. The different speeds and the speed ratio of the permanent synchronous machine and the asynchronous machine are determined via the summation gear.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Eingangswellen jeweils als Vorgelegewellen ausgebildet, wobei die erste Vorgelegewelle mit der Permanent-Synchronmaschine und die zweite Vorgelegewelle mit der Asynchronmaschine drehfest verbunden sind. Durch die Vorgelegewellen ergibt sich die Möglichkeit, das Getriebe mehrstufig bzw. mehrgängig auszubilden, wobei der Abtrieb über die Abtriebswelle erfolgt.According to a further preferred embodiment, the input shafts are each designed as countershafts, the first countershaft being connected in a rotationally fixed manner to the permanent synchronous machine and the second countershaft being connected to the asynchronous machine. The countershafts offer the possibility of designing the gearbox in multiple stages or multiple gears, the output being carried out via the output shaft.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen Maschinen parallel zur Fahrzeugachse, d. h. mit ihren Drehachsen quer zur Fahrtrichtung angeordnet. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauweise. Möglich ist auch eine Anordnung der Elektromotoren in Fahrtrichtung oder schräg zur Fahrtrichtung.According to a further preferred embodiment, the electrical machines are parallel to the vehicle axis, i. H. with their axes of rotation arranged transversely to the direction of travel. This results in a compact design. It is also possible to arrange the electric motors in the direction of travel or at an angle to the direction of travel.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abtriebswelle parallel und versetzt (achsparallel) zur Fahrzeugachse angeordnet. Dies kann bei bestimmten Einbausituationen von Vorteil sein, z. B. bei einer zusätzlichen Stirnradstufe.According to a further preferred embodiment, the output shaft is arranged parallel and offset (axially parallel) to the vehicle axle. This can be an advantage in certain installation situations, e.g. B. with an additional spur gear.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abtriebswelle des Getriebes koaxial zur Fahrzeugachse angeordnet, wobei die Abtriebswelle bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet ist. Die beiden Vorgelegewellen sind somit achsparallel angeordnet. Damit wird der Vorteil einer besonders kompakten Anordnung im Bereich der Fahrzeugachse erreicht.According to a further preferred embodiment, the output shaft of the transmission is arranged coaxially to the vehicle axis, the output shaft preferably being designed as a hollow shaft. The two countershafts are thus arranged axially parallel. The advantage of a particularly compact arrangement in the region of the vehicle axle is thus achieved.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Fahrzeugachse ein Differenzial auf, welches mit der Abtriebswelle verbunden ist. Damit ist eine vollständige Verbindung, d. h. ein durchgehender Antriebsstrang von den beiden elektrischen Maschinen bis zur Fahrzeugachse und den an der Achse angeordneten Rädern hergestellt.According to a further preferred embodiment, the vehicle axle has a differential which is connected to the output shaft. This creates a complete connection, ie a continuous drive train from the two electrical machines to the vehicle axle and the wheels arranged on the axle.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Elektrofahrzeug zwei elektrisch antreibbare Fahrzeugachsen und ein Verteilergetriebe auf, welches eingangsseitig mit der Abtriebswelle des Getriebes und ausgangsseitig mit den beiden Fahrzeugachsen, also der hinteren und der vorderen verbunden ist. Damit wird ein rein elektrischer Allradantrieb möglich.According to a further preferred embodiment, the electric vehicle has two electrically drivable vehicle axles and a transfer case which is connected on the input side to the output shaft of the transmission and on the output side to the two vehicle axles, that is to say the rear and the front. This enables a purely electric all-wheel drive.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe als Schaltgetriebe ausgebildet, d. h. es sind einzelne Gänge oder unterschiedliche Drehzahlabstufungen zwischen den elektrischen Maschinen und der Abtriebswelle schaltbar.According to a further preferred embodiment, the transmission is designed as a manual transmission, i. H. Individual gears or different speed levels can be switched between the electrical machines and the output shaft.
Vorzugsweise sind drei oder vier Gänge schaltbar, wodurch Drehmoment und Drehzahl der beiden unterschiedlichen Elektromaschinen (PSM und ASM) optimal an die Fahrbedingungen des Fahrzeuges, z. B. Anfahren, Bergfahrt (Steigfähigkeit) und maximale Fahrgeschwindigkeit angepasst werden können. Die Zahl der Gänge kann beliebig erhöht werden.Preferably, three or four gears are shiftable, whereby the torque and speed of the two different electric machines (PSM and ASM) optimally match the driving conditions of the vehicle, e.g. B. Starting, driving uphill (climbing ability) and maximum driving speed can be adjusted. The number of gears can be increased as desired.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auf der ersten Vorgelegewelle erste Gangzahnräder, auf der zweiten Vorgelegewelle zweite Gangzahnräder und auf der Abtriebswelle dritte Gangzahnräder angeordnet, welche jeweils sowohl mit den ersten als auch mit den zweiten Gangzahnrädern in Eingriff stehen. Durch das gemeinsame dritte Gangzahnrad sind alle Übersetzungsverhältnisse voneinander abhängig.According to a further preferred embodiment, first gear gears are arranged on the first countershaft, second gear gears are arranged on the second countershaft and third gear gears are arranged on the output shaft, each of which meshes with both the first and the second gear gears. The common third gear gear means that all gear ratios are interdependent.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stehen die dritten Ganzahnräder auf der Abtriebswelle teilweise nur mit den ersten Gangzahnrädern auf der ersten Vorgelegewelle und teilweise nur mit den zweiten Gangzahnrädern auf der zweiten Vorgelegewelle in Eingriff. Damit werden voneinander unabhängige Übersetzungsverhältnisse erreicht.According to a further preferred embodiment, the third all-wheel gears on the output shaft are partially engaged only with the first gear gears on the first countershaft and partially only with the second gear gears on the second countershaft. In this way, independent gear ratios are achieved.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mindestens ein erstes und ein zweites Gangzahnrad als Losräder ausgebildet. Hierbei sind die Gangzahnräder lose, d. h. drehbar auf der Vorgelegewelle gelagert und können bei Bedarf mit der Vorgelegewelle gekoppelt, d. h. drehfest verbunden werden, beispielsweise durch ein als Klauenkupplung ausgebildetes Schaltelement.According to a further preferred embodiment, at least a first and a second gear gear are designed as idler gears. Here, the gear gears are loose, i.e. H. rotatably mounted on the countershaft and can be coupled to the countershaft if necessary, d. H. are connected in a rotationally fixed manner, for example by means of a switching element designed as a dog clutch.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auf der ersten und der zweiten Vorgelegewelle Schaltelemente angeordnet, welche als form- oder reibschlüssige Schaltkupplungen ausgebildet sein können, den Kraftfluss in einer Vorgelegewelle trennen oder schließen und damit die Schaltung der Gänge ermöglichen.According to a further preferred embodiment, shift elements are arranged on the first and second countershafts, which can be designed as positive or frictional clutches, separate or close the flow of force in a countershaft and thus enable the gears to be shifted.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Abtriebswelle des Getriebes und dem Differenzial eine Stirnradstufe angeordnet. Damit wird eine weitere Untersetzung zwischen den Drehzahlen der elektrischen Maschinen und der Raddrehzahl ermöglicht. Je nach Anordnung von Getriebe und Differenzial kann auch eine Kegelradstufe vorteilhaft sein.According to a further preferred embodiment, a spur gear stage is arranged between the output shaft of the transmission and the differential. This enables a further reduction between the speeds of the electrical machines and the wheel speed. Depending on the arrangement of the gearbox and differential, a bevel gear stage can also be advantageous.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen Maschinen und das Getriebe in die Fahrzeugachse, welche einen Achskörper aufweist, integriert. Die Fahrzeugachse bzw. der Achskörper mit seinen sämtlichen Komponenten ist gegenüber dem Chassis oder Fahrzeugrahmen federnd abgestützt. Die Fahrzeugachse mit dem integrierten elektrischen Antrieb wird bevorzugt für Nutzfahrzeuge verwendet.According to a further preferred embodiment, the electrical machines and the transmission are integrated in the vehicle axle, which has an axle body. The vehicle axle or the axle body with all its components is resiliently supported in relation to the chassis or vehicle frame. The vehicle axle with the integrated electric drive is preferably used for commercial vehicles.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung vorgesehen, dass die Permanent-Synchronmaschine und die Asynchronmaschine mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, wobei die Drehzahl der Permanent-Synchronmaschine immer geringer als die Drehzahl der Asynchronmaschine ist. Damit wird den unterschiedlichen Betriebskennlinien (Drehmoment-/Drehzahl-Diagramm) und Wirkungsgradkennfeldern beider elektrischen Maschinen Rechnung getragen.According to a further aspect of the invention, a method for operating the drive arrangement provides for the permanent synchronous machine and the asynchronous machine to be operated at different speeds, the speed of the permanent synchronous machine always being lower than the speed of the asynchronous machine. This takes into account the different operating characteristics (torque / speed diagram) and efficiency maps of both electrical machines.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante liegen die erste Drehzahl im Bereich des optimalen, vorzugsweise des maximalen Wirkungsgrades der Permanent-Synchronmaschine und die zweite Drehzahl im Bereich des optimalen, vorzugsweise des maximalen Wirkungsgrades der Asynchronmaschine. Damit arbeiten beide elektrischen Maschinen gleichzeitig in ihrem optimalen Wirkungsgradbereich, wodurch der Energiebedarf des elektrischen Antriebes reduziert wird. Abhängig von der Wahl der elektrischen Maschinen kann das Verhältnis der Drehzahlen der Asynchronmaschine und der Permanent-Synchronmaschine ca. 1,8 betragen.According to a preferred method variant, the first speed is in the range of the optimal, preferably the maximum, efficiency of the permanent synchronous machine and the second speed is in the range of the optimal, preferably, the maximum efficiency of the asynchronous machine. This means that both electrical machines work simultaneously in their optimal efficiency range, which reduces the energy requirements of the electrical drive. Depending on the choice of electrical machines, the ratio of the speeds of the asynchronous machine and the permanent synchronous machine can be approximately 1.8.
Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante sind die Gänge stufenweise schaltbar, d. h. die Gangübersetzungen zwischen erster Vorgelegewelle und Abtriebswelle sowie die Gangübersetzungen zwischen zweiter Vorgelegewelle und Abtriebswelle werden nicht gleichzeitig, sondern nacheinander geschaltet. Beispielsweise wird beim Hochschalten vom zweiten in den dritten Gang, also vom unteren in den oberen Gang zunächst nur die Permanent-Synchronmaschine hoch geschaltet, während die Asynchronmaschine bei relativ hoher Drehzahl, hoher Leistung und gutem Wirkungsgrad im zweiten Gang bleibt. Die Drehzahl der Permanent-Synchronmaschine (im dritten Gang) ist dagegen relativ niedrig - bei hoher Leistung und gutem Wirkungsgrad. Durch das stufenweise Schalten wird auch eine Zugkraftunterbrechung vermieden.According to a further preferred method variant, the gears can be shifted in stages, ie the gear ratios between the first countershaft and the output shaft and the gear ratios between the second countershaft and the output shaft are not shifted simultaneously, but in succession. For example, when shifting up from second to third gear, i.e. from lower to upper gear, only the permanent synchronous machine is initially shifted up, while the asynchronous machine at relatively high speed, high performance and good efficiency remains in second gear. In contrast, the speed of the permanent synchronous machine (in third gear) is relatively low - with high performance and good efficiency. The gradual shifting also prevents an interruption in tractive power.
Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante kann eine der beiden elektrischen Maschinen, also entweder die Permanent-Synchronmaschine oder die Asynchronmaschine während des Betriebes im Fahrzeug bei optimalem Wirkungsgrad und die andere elektrische Maschine bei nicht optimalem Wirkungsgrad betrieben werden. In diesem Fall wird bei der elektrischen Maschine mit dem besseren Wirkungsgrad die Haupt- oder Primärleistung abgerufen, während die elektrische Maschine mit dem aktuell schlechteren Wirkungsgrad die noch fehlende Leistung, die Sekundärleistung, beisteuert. Damit wird eine weitere Energieeinsparung erreicht.According to a further preferred method variant, one of the two electrical machines, that is to say either the permanent synchronous machine or the asynchronous machine, can be operated during operation in the vehicle with optimal efficiency and the other electrical machine with non-optimal efficiency. In this case, the main or primary power is called up in the electric machine with the better efficiency, while the electric machine with the currently poorer efficiency contributes the still missing power, the secondary power. This will result in further energy savings.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 eine Fahrzeugachse mit einem elektrischen Antrieb durch zwei E-Motoren und ein Drei-Gang-Schaltgetriebe, -
2 das Schaltgetriebe gemäß1 im ersten/zweiten Gang, -
3 das Schaltgetriebe im zweiten Gang, -
4 das Schaltgetriebe im zweiten/dritten Gang, -
5 das Schaltgetriebe im dritten Gang, -
6 das Schaltgetriebe in einer Anordnung koaxial zur Fahrzeugachse, -
7 einen elektrischen Antrieb mit Schalt- und Verteilergetriebe für zwei Fahrzeugachsen, -
8 einen elektrischen Antrieb mit Schalt- und Verteilergetriebe in koaxialer Anordnung für zwei Fahrzeugachsen, -
9 eine Fahrzeugachse mit einem elektrischen Antrieb durch zwei E-Motoren und ein Vier-Gang-Schaltgetriebe in achsparalleler Anordnung, -
10 das Schaltgetriebe gemäß9 im zweiten/dritten Gang, -
11 das Schaltgetriebe im dritten/vierten Gang, -
12 das Schaltgetriebe im vierten Gang, -
13 einen elektrischen Antrieb mit zwei E-Motoren und Schaltgetriebe in koaxialer Anordnung zur Fahrzeugachse, -
14 einen elektrischen Antrieb für zwei Fahrzeugachsen durch zwei E-Motoren mit Vier-Gang-Schaltgetriebe und Verteilergetriebe in achsparalleler Anordnung und -
15 den elektrischen Antrieb gemäß14 , jedoch in koaxialer Anordnung von Schalt- und Verteilergetriebe.
-
1 a vehicle axle with an electric drive through two electric motors and a three-speed manual transmission, -
2 the manual transmission according1 in first / second gear, -
3 the gearbox in second gear, -
4 the gearbox in second / third gear, -
5 the manual gearbox in third gear, -
6 the manual transmission in an arrangement coaxial to the vehicle axis, -
7 an electric drive with gearbox and transfer case for two vehicle axles, -
8th an electric drive with gearbox and transfer case in a coaxial arrangement for two vehicle axles, -
9 a vehicle axle with an electric drive through two electric motors and a four-speed manual transmission in an axially parallel arrangement, -
10 the manual transmission according9 in second / third gear, -
11 the gearbox in third / fourth gear, -
12 the manual gearbox in fourth gear, -
13 an electric drive with two electric motors and gearbox in a coaxial arrangement to the vehicle axle, -
14 an electric drive for two vehicle axles through two electric motors with four-speed manual transmission and transfer case in an axially parallel arrangement and -
15 the electric drive according to14 , but in a coaxial arrangement of the gearbox and transfer case.
Das Summiergetriebe
Beim ersten Gang, welcher in der Zeichnung durch eine fette, durchgezogene Linie dargestellt ist, verläuft der Kraftfluss (Primärkraftfluss) von der ersten elektrischen Maschine, der Permanent-Synchronmaschine
Aufgrund der oben erwähnten unterschiedlichen Wirkungsgradkennfelder der Permanent-Synchronmaschine
Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß
Abweichend von der Zeichnung kann das Summiergetriebe in seiner einfachsten Form auch einstufig ausgebildet sein, d. h. beschränkt auf die beiden Zahnradstufen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 22
- elektrischer Antriebelectric drive
- 33
- Summiergetriebesumming
- 44
- Differenzialdifferential
- 55
- Antriebsräderdrive wheels
- 66
- Antriebsräderdrive wheels
- 77
- Stirnradstufespur gear
- 1111
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 1212
- elektrischer Antriebelectric drive
- 1313
- Summiergetriebesumming
- 1414
- Differenzialdifferential
- 21a21a
- erste Fahrzeugachsefirst vehicle axle
- 21b21b
- zweite Fahrzeugachsesecond vehicle axle
- 2222
- elektrischer Antriebelectric drive
- 2323
- Summiergetriebesumming
- 2424
- Längsdifferenzial/VerteilergetriebeLongitudinal differential / transfer case
- 25a25a
- Antriebswelledrive shaft
- 25b25b
- Antriebswelledrive shaft
- 2727
- Stirnradstufespur gear
- 31a31a
- erste Fahrzeugachsefirst vehicle axle
- 31b 31b
- zweite Fahrzeugachsesecond vehicle axle
- 3232
- elektrischer Antriebelectric drive
- 3333
- Summiergetriebesumming
- 3434
- VerteilergetriebeTransfer Case
- 35a35a
- Antriebswelledrive shaft
- 35b35b
- Antriebswelledrive shaft
- 4141
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 4242
- elektrischer Antriebelectric drive
- 4343
- Summiergetriebesumming
- 4444
- Differenzialdifferential
- 4545
- Antriebsräderdrive wheels
- 4646
- Antriebsräderdrive wheels
- 4747
- Stirnradstufespur gear
- 5151
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 51a51a
- erster Achsabschnittfirst axis section
- 51b51b
- zweiter Achsabschnittsecond axis section
- 5252
- elektrischer Antriebelectric drive
- 5353
- Summiergetriebesumming
- 5454
- Kegelraddifferenzialbevel gear
- 5555
- Antriebsräderdrive wheels
- 5656
- Antriebsräderdrive wheels
- 61a61a
- erste Fahrzeugachsefirst vehicle axle
- 61b61b
- zweite Fahrzeugachsesecond vehicle axle
- 6262
- elektrischer Antriebelectric drive
- 6363
- Summiergetriebesumming
- 6464
- Längsdifferenzial/VerteilergetriebeLongitudinal differential / transfer case
- 65a65a
- Antriebswelledrive shaft
- 65b65b
- Antriebswelledrive shaft
- 6767
- Stirnradstufespur gear
- 71a71a
- erste Fahrzeugachsefirst vehicle axle
- 71b71b
- zweite Fahrzeugachsesecond vehicle axle
- 7272
- elektrischer Antriebelectric drive
- 7373
- Summiergetriebesumming
- 7474
- VerteilergetriebeTransfer Case
- 75a75a
- Antriebswelledrive shaft
- 75b75b
- Antriebswelle drive shaft
- AWAW
- Abtriebswelleoutput shaft
- E1E1
- erster Elektromotor (PSM)first electric motor (PSM)
- E2E2
- zweiter Elektromotor (ASM)second electric motor (ASM)
- K1 - K6K1 - K6
- erste bis sechste Kupplungfirst to sixth clutch
- VGW1VGW1
- erste Vorgelegewellefirst countershaft
- VGW2VGW2
- zweite Vorgelegewellesecond countershaft
- Z1, Z2, Z3Z1, Z2, Z3
- erste Gangzahnräderfirst gear gears
- Z4, Z5, Z6Z4, Z5, Z6
- zweite Gangzahnrädersecond gear gears
- Z7, Z8, Z9Z7, Z8, Z9
- dritte Gangzahnräderthird gear gears
- Z11, Z12, Z13Z11, Z12, Z13
- erste Gangzahnräderfirst gear gears
- Z14, Z15Z14, Z15
- zweite Gangzahnrädersecond gear gears
- Z16 - Z19Z16 - Z19
- dritte Gangzahnräderthird gear gears
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011056046 A1 [0002]DE 102011056046 A1 [0002]
Claims (20)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018210897.8A DE102018210897A1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it |
PCT/EP2019/066961 WO2020078596A1 (en) | 2018-07-03 | 2019-06-26 | System for driving an electric vehicle and method of operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018210897.8A DE102018210897A1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018210897A1 true DE102018210897A1 (en) | 2020-01-09 |
Family
ID=67139706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018210897.8A Withdrawn DE102018210897A1 (en) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018210897A1 (en) |
WO (1) | WO2020078596A1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113335044A (en) * | 2021-07-22 | 2021-09-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | Power system of electric automobile with double transmissions and control method thereof |
EP3936357A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-12 | Volvo Truck Corporation | An electric drive module |
US11460093B2 (en) | 2020-10-28 | 2022-10-04 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Vehicle system with multi-speed transmission |
EP4074532A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-19 | Volvo Construction Equipment AB | A driveline arrangement |
US11566398B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-01-31 | Volvo Construction Equipment Ab | Transmission arrangement |
DE102021003969A1 (en) | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Electrical drive device for a vehicle axle |
IT202100021251A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-05 | Pagani S P A | HIGH PERFORMANCE ELECTRIC VEHICLE |
EP4144557A1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-03-08 | ZF Friedrichshafen AG | Drive unit for an electric vehicle |
DE102021211732A1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive arrangement and vehicle with such a drive arrangement |
DE102021212420A1 (en) | 2021-11-04 | 2023-05-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive arrangement and vehicle with such a drive arrangement |
DE102021213493A1 (en) | 2021-11-30 | 2023-06-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive assembly, vehicle with such a drive assembly, and method for operating such a drive assembly |
US11739816B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-08-29 | Volvo Construction Equipment Ab | Transmission arrangement |
US11932212B2 (en) * | 2021-11-03 | 2024-03-19 | Volvo Truck Corporation | Axle for a vehicle |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115419683A (en) * | 2022-09-22 | 2022-12-02 | 一汽解放汽车有限公司 | Speed reducer and vehicle |
CN115431745A (en) * | 2022-10-08 | 2022-12-06 | 一汽解放汽车有限公司 | Hybrid middle axle speed reducer and vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011056046A1 (en) | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Powertrain of a purely electric allradbetreibbaren motor vehicle |
DE102013007354A1 (en) * | 2013-04-27 | 2014-10-30 | Audi Ag | Method for operating a drive device of a motor vehicle and corresponding drive device |
WO2017080571A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | Volvo Truck Corporation | A vehicle powertrain |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010017966A1 (en) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vehicle with electric drive |
WO2012127656A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle drive apparatus |
DE102012110269A1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-04-30 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Drive train of a purely electrically driven motor vehicle |
DE102013005721B4 (en) * | 2013-04-03 | 2016-06-30 | Audi Ag | Drive device and method for operating a drive device |
-
2018
- 2018-07-03 DE DE102018210897.8A patent/DE102018210897A1/en not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-06-26 WO PCT/EP2019/066961 patent/WO2020078596A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011056046A1 (en) | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Powertrain of a purely electric allradbetreibbaren motor vehicle |
DE102013007354A1 (en) * | 2013-04-27 | 2014-10-30 | Audi Ag | Method for operating a drive device of a motor vehicle and corresponding drive device |
WO2017080571A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | Volvo Truck Corporation | A vehicle powertrain |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3936357A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-12 | Volvo Truck Corporation | An electric drive module |
US11460093B2 (en) | 2020-10-28 | 2022-10-04 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Vehicle system with multi-speed transmission |
EP4074532A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-19 | Volvo Construction Equipment AB | A driveline arrangement |
US11566398B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-01-31 | Volvo Construction Equipment Ab | Transmission arrangement |
US11739816B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-08-29 | Volvo Construction Equipment Ab | Transmission arrangement |
CN113335044A (en) * | 2021-07-22 | 2021-09-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | Power system of electric automobile with double transmissions and control method thereof |
WO2023011978A1 (en) | 2021-08-02 | 2023-02-09 | Mercedes-Benz Group AG | Electrical drive device for a vehicle axle |
DE102021003969A1 (en) | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Mercedes-Benz Group AG | Electrical drive device for a vehicle axle |
IT202100021251A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-05 | Pagani S P A | HIGH PERFORMANCE ELECTRIC VEHICLE |
WO2023012635A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | Horacio Pagani S.P.A. | High performance electric vehicle |
EP4144557A1 (en) * | 2021-09-01 | 2023-03-08 | ZF Friedrichshafen AG | Drive unit for an electric vehicle |
DE102021211732A1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive arrangement and vehicle with such a drive arrangement |
US11932212B2 (en) * | 2021-11-03 | 2024-03-19 | Volvo Truck Corporation | Axle for a vehicle |
DE102021212420A1 (en) | 2021-11-04 | 2023-05-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive arrangement and vehicle with such a drive arrangement |
DE102021213493A1 (en) | 2021-11-30 | 2023-06-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Drive assembly, vehicle with such a drive assembly, and method for operating such a drive assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020078596A1 (en) | 2020-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102018210897A1 (en) | Arrangement for driving an electric vehicle and method for operating it | |
DE102012021599B4 (en) | Switching device for a dual-clutch transmission | |
DE102016221060A1 (en) | Hybrid powertrain for a hybrid-powered motor vehicle | |
DE102017220165B4 (en) | Drive device for a vehicle axle of a two-lane vehicle | |
DE102018130498A1 (en) | Hybrid transmission unit with two planetary gear sets and several switching devices; as well as motor vehicle | |
DE102017206510A1 (en) | Transmission structure for a serial / parallel hybrid vehicle | |
DE102015211038B4 (en) | Transmission for a motor vehicle, as well as powertrain for a hybrid vehicle with such a transmission | |
DE102015221499A1 (en) | Drive arrangement for a hybrid vehicle and drive train with such a drive arrangement | |
DE102020201291A1 (en) | Arrangement for driving an axle of an electric vehicle | |
DE102010024599A1 (en) | Power shift transmission for vehicle, has cylindrical gear teeth arrangement for transmitting driving force for vehicle by entrance of power shift transmission at outlet | |
DE102016221059A1 (en) | Hybrid powertrain for a hybrid-powered motor vehicle | |
DE102013223462A1 (en) | Motor vehicle transmission for a drive train of a hybrid vehicle, and powertrain of a hybrid vehicle | |
EP0717217A1 (en) | Automotive gear box | |
DE102016221058A1 (en) | Hybrid powertrain for a hybrid-powered motor vehicle | |
DE102020115664B4 (en) | Electric vehicle drive with multi-speed gearbox | |
DE102017204971B3 (en) | Multi-stage hybrid transmission | |
EP3492295B1 (en) | Axle transmission system | |
DE102015206160A1 (en) | Powertrain for an agricultural work vehicle | |
DE102015208756A1 (en) | Transmission device for a hybrid drive system | |
DE102014004396A1 (en) | Drive device for a hybrid-powered motor vehicle | |
DE102020211061A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102018207992A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE10130886A1 (en) | Manual gearbox with six gear ratios for vehicles with a transverse engine | |
DE102016220138A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
AT520456B1 (en) | HYBRID DRIVE TRAIN |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |