DE102019206963A1 - Antriebsachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug - Google Patents

Antriebsachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern (R1, R2) und einer gemeinsamen Radachse (a) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen (EM1, EM2), zwei koaxial zur Radachse (a) angeordnete, jeweils drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) aufweisende Planetensätze (PS1, PS2), welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden, wobei die Hohlradwelle (HR1) des ersten Planetensatzes (PS1) von der ersten elektrischen Maschine (EM1) und die Hohlradwelle (HR2) des zweiten Planetensatzes (PS2) von der zweiten elektrischen Maschine (EM2) antreibbar sind, und wobei die Stegwelle (ST1) des ersten Planetensatzes (PS1) eine erste Getriebeausgangswellen (AW1) und die Stegwelle (ST2) des zweiten Planetensatzes (PS2) eine zweite Getriebeausgangswelle (AW2) der Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern und einer gemeinsamen Radachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen und zwei koaxial zur Radachse angeordnete Planetensätze, welche jeweils eine Hohlradwelle, eine Sonnenwelle sowie eine Stegwelle aufweisen und jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe bilden.
  • Durch die DE 10 2009 002 437 A1 wurde ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug in mehreren Varianten bekannt, wobei eine Variante gemäß 2 eine rein elektrisch antreibbare Hinterachse mit Einzelradantrieben, d. h. einem so genannten radindividuellen Antrieb aufweist. Jedem Antriebsrad ist eine elektrische Maschine mit nachgeschaltetem Schaltgetriebe zugeordnet, wobei beide Einzelradantriebe voneinander getrennt sind. Die Schaltgetriebe sind als Zweigang-Getriebe ausgebildet und werden mittels einer Klauenschaltung geschaltet, d. h. während des Schaltvorganges tritt eine Zugkraftunterbrechung auf. Wird beispielsweise nur das Getriebe auf der rechten Seite, welches das rechte Rad antreibt, geschaltet, so tritt infolge der Zugkraftunterbrechung für das rechte Rad ein Giermoment um die Hochachse des Fahrzeuges auf, welches das Fahrzeug nach rechts zu lenken versucht. Um ein solches Giermoment zu vermeiden, werden die Schaltungen daher gleichzeitig auf beiden Seiten durchgeführt. Andererseits kann ein Giermoment, z. B. bei Kurvenfahrten erwünscht sein, um die Agilität des Fahrzeuges zu verbessern. In einem solchen Falle kann das Giermoment gezielt durch eine unterschiedliche Drehmomentverteilung am rechten und linken Antriebsrad erzeugt werden (so genanntes torque-vectoring).
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Elektrofahrzeug, d. h. einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug die Antriebskomponenten, d. h. die elektrischen Maschinen und das Getriebe Raum und Gewicht sparend im Bereich der Antriebsachse anzuordnen.
  • Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist bei einer Antriebsachse für ein Elektrofahrzeug eine achsparallele Anordnung der elektrischen Maschinen und eine zur Radachse koaxiale Anordnung von zwei Planetensätzen vorgesehen, welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe bilden, wobei die Hohlradwelle des ersten Planetensatzes von der ersten elektrischen Maschine und die Hohlradwelle des zweiten Planetensatzes von der zweiten elektrischen Maschine antreibbar sind und wobei die Stegwelle des ersten Planetensatzes eine erste Getriebeausgangswelle und die zweite Stegwelle eine zweite Getriebeausgangswelle bilden. Erfindungsgemäß handelt es sich somit um einen Einzelradantrieb, auch radindividueller Antrieb genannt, bei welchem beide Antriebsstränge vollständig voneinander getrennt sind. Jedes Antriebsrad wird somit von einer eigenen elektrischen Maschine angetrieben. Damit ist ein so genanntes torque vectoring möglich, bei welchem beide Antriebsräder mit unterschiedlichen Drehmomenten beaufschlagt werden können, so dass sich ein Giermoment für das Elektrofahrzeug ergibt. Jeder Planetensatz ist für sich schaltbar und bildet ein eigenes Zweigang-Schaltgetriebe. Damit wird den insbesondere für Nutzfahrzeuge erhöhten Zugkraftanforderungen Rechnung getragen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Planetensätze miteinander gekoppelt, indem beide Stegwellen eine gemeinsame Stegwelle oder Koppelwelle bilden, welche die Getriebeausgangswelle eines Zweigang-Schaltgetriebes bildet. Die Getriebeausgangswelle, in welcher die Leistungsflüsse beider Planetensätze zusammengeführt sind, treibt ein Achsdifferenzial an, von welchem die Leistung auf beide Antriebsräder verteilt wird. Beide Planetensätze, die separat und vorzugsweise durch Klauen schaltbar sind, bilden ein gemeinsames Zweigang-Schaltgetriebe, welches ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schaltungen im ersten und im zweiten Planetensatz zeitlich versetzt erfolgen. Tritt beispielsweise infolge einer Schaltung im ersten Planetensatz eine Zugkraftunterbrechung auf, so stützt die zweite elektrische Maschine, indem sie über den zweiten Planetensatz in das Differenzial eintreibt und damit beide Antriebsräder antreibt. Während des Schaltvorganges kann eine Synchronisation durch die erste elektrische Maschine erfolgen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Achsdifferenzial zwischen den beiden Planetensätzen und vorzugsweise in der Mitte angeordnet. Damit wird der Bauraum koaxial zur Radachse für die Anordnung der Getriebekomponenten optimal genutzt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Sonnenwellen der beiden Planetensätze als Hohlwellen ausgebildet, und die Differenzialausgangswellen sind zum Antrieb der Antriebsräder von innen nach außen durch die Hohlwellen geführt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beiden Planetensätzen Stirnradstufen vorgeschaltet, d. h. die beiden elektrischen Maschinen treiben jeweils über eine Stirnradstufe einen Planetensatz an. Damit wird eine erste Reduktion der Drehzahl der elektrischen Maschine erreicht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Hohlräder der beiden Planetensätze jeweils Außenverzahnungen auf, welche mit den Zahnrädern der Stirnradstufe in Eingriff stehen. Die Hohlräder werden somit - in einer zusätzlichen Funktion - zum abtreibenden Zahnrad der Stirnradstufe. Damit wird auch erreicht, dass sämtliche Zahnräder der Stirnradstufe und des Planetensatzes in einer Radialebene angeordnet werden können, d. h. es wird ein minimaler Bauraum in Richtung der Radachse beansprucht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Stirnradstufen jeweils Zwischenräder auf, welche zwischen dem antreibenden und dem abtreibenden Zahnrad angeordnet sind und somit eine Vergrößerung des Achsabstandes zwischen Antrieb und Abtrieb der Stirnradstufen bewirken.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind jedem Planetensatz zwei Schaltelemente zugeordnet, welche vorzugsweise als Klauen ausgebildet und auf der Außenseite der Planetensätze, d. h. auf der den Antriebsrädern zugewandten Seite angeordnet sind. Insofern sind die Schaltelemente frei zugänglich und können günstig von den Aktuatoren angesteuert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der erste Gang durch Schließen eines Schaltelements eingelegt, wodurch die Sonnenwelle des ersten Planetensatzes mit dem Gehäuse gekoppelt wird. Analog wird der erste Gang für den zweiten Planetensatz eingelegt, welcher spiegelbildlich zum ersten Planetensatz aufgebaut ist. Wie oben erwähnt, erfolgt die Schaltung, d. h. das Ein- oder Auslegen der Gänge nicht für beide Planetensätze gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt, um eine Zugkraftunterbrechung zu vermeiden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Gang durch Verblockung von zwei der drei Wellen des Planetensatzes erreicht, wobei die Verblockung eine Koppelung von zwei Wellen eines Planetensatzes bedeutet. In diesem Falle läuft der gesamte Planetensatz als Block um (Blockumlauf). Daraus ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 zwischen der Antriebs- und Abtriebsseite. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Sonnenwelle mit der Hohlradwelle verblockt, so dass die abtreibende Stegwelle mit derselben Drehzahl wie die angetriebene Hohlradwelle umläuft.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beide elektrischen Maschinen oder auch nur eine von beiden abkoppelbar, was durch Anwählen einer Neutralposition erfolgt. In der Neutralposition ist keines der beiden Schaltelemente geschlossen. Bei abgekoppelter elektrischer Maschine ist ein freies Rollen des Elektrofahrzeugs, d. h. ein so genannter Segelbetrieb ohne den Schleppwiderstand der mitdrehenden elektrischen Maschinen möglich.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in Kraftflussrichtung hinter dem Differenzial oder den Zweigang-Schaltgetrieben Konstantübersetzungsstufen auf jeder Seite im radnahen Bereich angeordnet. Damit wird eine weitere Reduktion der Drehzahl der elektrischen Maschinen erreicht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Konstantübersetzungsstufen als dritte Planetensätze ausgebildet, deren Sonnenwellen jeweils von den Differenzialausgangswellen oder den Getriebeausgangswellen angetrieben werden. Bei festgehaltenen Hohlradwellen wird über die Stegwellen abgetrieben. Aufgrund des Planetensatzes für die Konstanzübersetzungsstufe ist eine koaxiale Bauweise in Bezug auf die Radachse möglich. Optional kann der dritte Planetensatz auch in eine Radnabe integriert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Achsdifferenzial sperrbar, was vorzugsweise durch Betätigung eines Schaltelements erfolgt, welches den Differenzialkorb, d. h. das Gehäuse des Differenzials mit einer der beiden Differenzialausgangswellen koppelt. Damit wird eine starre Verbindung zwischen rechtem und linkem Antriebsrad hergestellt.
  • 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 Antriebsachse für ein Elektrofahrzeug mit zwei elektrischen Maschinen in achsparalleler Anordnung, einem Zweigang-Schaltgetriebe und einem Achsdifferenzial,
    • 2 die Antriebsachse wie in 1, jedoch mit einem Sperrdifferenzial und
    • 3 eine Antriebsachse wie in 1, jedoch ohne Achsdifferenzial.
  • 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 1 eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges, im Folgenden auch kurz Elektrofahrzeug genannt, mit zwei auf einer Radachse a angeordneten Antriebsrädern R1, R2. Achsparallel zur Radachse a, d. h. mit einem Achsversatz b sind eine erste elektrische Maschine EM1 und eine zweite elektrische Maschine EM2 angeordnet, welche über ein Zweigang-Schaltgetriebe G und ein auf der Radachse a angeordnetes Achsdifferenzial DI die Antriebsräder R1, R2 antreiben. Das Zweigang-Schaltgetriebe G umfasst zwei koaxial zur Radachse a angeordnete, miteinander gekoppelte Planetensätze PS1, PS2, denen jeweils zwei Schaltelemente A, B und C, D zugeordnet sind, welche durch einen ersten Aktuator AK1 und einen zweiten Aktuator AK2 betätigbar sind. Der erste Planetensatz PS1, welcher von der ersten elektrischen Maschine EM1 angetrieben wird, umfasst eine Sonnenwelle SO1, eine Hohlradwelle HR1 und eine Stegwelle ST1. Der zweite Planetensatz PS2, welcher von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben wird, umfasst eine Sonnenwelle SO2, eine Hohlradwelle HR2 sowie eine Stegwelle ST2, welche mit der Stegwelle ST1 des ersten Planetensatzes PS1 fest verbunden ist und eine gemeinsame Stegwelle ST1/ST2 bildet. Die gemeinsame Stegwelle, auch Koppelwelle ST1/ST2 genannt, bildet die Getriebeausgangswelle GAW des Zweigang-Schaltgetriebes G. Das Achsdifferenzial DI, welches zwei Ausgangswellen 3a, 3b aufweist, ist - in Richtung der Radachse a gesehen - mittig zwischen den beiden Planetensätzen PS1, PS2 angeordnet und wird von der Getriebeausgangswelle GAW angetrieben.
  • Jedem Planetensatz PS1, PS2 ist eine Stirnradstufe SS1, SS2 vorgeschaltet. Die Hohlräder der Hohlradwellen HR1, HR2 des ersten und des zweiten Planetensatzes PS1, PS2 weisen jeweils eine Außenverzahnung AZ1, AZ2 auf - zusätzlich zu der Innenverzahnung. Die elektrischen Maschinen EM1, EM2 weisen jeweils Antriebswellen 1a, 1b auf, welche jeweils ein Antriebszahnrad der ersten und der zweiten Stirnradstufe antreiben. Die Abtriebszahnräder der ersten und der zweiten Stirnradstufe SS1, SS2 werden durch die Hohlräder mit den Außenverzahnungen AZ1, AZ2 gebildet, d. h. die Hohlräder sind Teil der Stirnradstufen SS1, SS2. Zwischen den auf den Antriebswellen 1a, 1b angeordneten Antriebszahnrädern und den Abtriebszahnrädern AZ1, AZ2 sind Zwischenräder ZR1, ZR2 angeordnet, welche den Achsversatz b, d. h. den Abstand der elektrischen Maschinen EM1, EM2 zur Radachse a überbrücken. 1 ist eine Draufsicht auf die Antriebsachse 1, d. h. die Zeichenebene ist eine x-y-Ebene des Elektrofahrzeuges. Die achsparallele Anordnung ist insbesondere für elektrische Maschinen mit kleinerem Durchmesser vorteilhaft - dies zeigt auch deutlich die Zeichnung.
  • Zwischen dem Differenzial DI und den Antriebsräder R1, R2 sind jeweils radnahe Konstantübersetzungsstufen, ausgebildet als dritte Planetensätze PS3, jeweils mit einer Sonnenwelle SO3, einer Stegwelle ST3 und einer Hohlradwelle HR3, angeordnet. Die dritten Planetensätze PS3 werden über die Sonnenwellen SO3 von den Differenzialausgangswellen 3a, 3b angetrieben, die Hohlradwellen HR3 sind gehäusefest, und die Stegwellen ST3 bilden die Abtriebswellen 2a, 2b, welche die Antriebsräder R1, R2 antreiben.
  • Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist die Anordnung der elektrischen Maschinen EM1, EM2, der beiden Planetensätze PS1, PS2 und des Achsdifferenzials DI im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf eine Mittelebene M, welche durch das Differenzial DI verläuft. Die Abtriebswellen 1a, 1b der beiden elektrischen Maschinen EM1, EM2 sind auf entgegen gesetzten Stirnseiten angeordnet, ebenso die beiden Stirnradstufen SS1, SS2 sowie die beiden Planetensätze PS1, PS2. Die elektrischen Maschinen EM1, EM2 sind in axialer Richtung ungefähr um die Breite (axiale Erstreckung) der Planetensätze PS1, PS2 gegeneinander versetzt, sodass sich ein Bauraumgewinn in axialer Richtung ergibt. Die Sonnenwellen SO1, SO2 sind als Hohlwellen ausgebildet, so dass die beiden Differenzialausgangswellen 3a, 3b durch die Hohlwellen hindurchgeführt werden können.
  • Das Zweigang-Schaltgetriebe G wird über die Schaltelemente A, B, C, D, die vorzugsweise als Klauenschaltelemente ausgebildet sind, wie folgt betätigt: Die Schaltelemente A, B sind dem ersten Planetensatz PS1 und die Schaltelemente C, D dem zweiten Planetensatz PS2 zugeordnet und spiegelbildlich zueinander angeordnet. Infolge der Klauenschaltung ergibt sich beim Schaltvorgang eine Zugkraftunterbrechung. Es ist daher sinnvoll, dass beide Planetensätze PS1, PS2 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander geschaltet werden, weil dann die elektrische Maschine, die den nicht von der Schaltung betroffenen Planetensatz antreibt, stützt, d. h. über die gemeinsame Stegwelle ST1/ST2 und die Getriebeabtriebswelle GAW in das Differenzial DI eintreibt. Somit kann zugkraftunterbrechungsfrei geschaltet werden. Der Schaltvorgang kann durch die elektrische Maschine, die den von der Schaltung betroffenen Planetensatz antreibt, synchronisiert werden.
  • Der erste Gang für den ersten Planetensatz PS1 wird durch Schließen des Schaltelements B gebildet, wodurch die Sonnenwelle SO1 mit dem Gehäuse (dargestellt durch eine Schraffur) gekoppelt, d. h. festgehalten wird. Die Synchronisation erfolgt hier durch die erste elektrische Maschine EM1. Während der Zugkraftunterbrechung beim Schaltvorgang stützt die zweite elektrische Maschine EM2. Der erste Planetensatz PS1 läuft dann mit einer Standübersetzung zwischen der angetriebenen Hohlradwelle HR1 und der abtreibenden Stegwelle ST1. Analog wird der erste Gang für den zweiten Planetensatz PS2 gebildet, d. h. durch Schließen des Schaltelements C, wodurch die Sonnenwelle SO2 mit dem Gehäuse gekoppelt wird.
  • Der zweite Gang wird durch Schließen des Schaltelements A für den ersten Planetensatz PS1 bzw. durch Schließen des Schaltelements D für den zweiten Planetensatz PS2 gebildet. In beiden Fällen ergibt sich eine „Verblockung“ der Planetensätze, indem die Sonnenwellen jeweils mit den Hohlradwellen gekoppelt oder „verblockt“ werden, d. h. der erste und der zweite Planetensatz PS1, PS2 laufen jeweils als Block um, was einer Übersetzung von 1:1 entspricht. Die abtreibende Stegwelle ST1 bzw. ST2 läuft somit mit derselben Drehzahl wie die angetriebene Hohlradwelle HR1 bzw. HR2 um. Bei nicht geschlossenen Schaltelementen A, B bzw. D, C ergibt sich eine Neutralstellung, in welcher die erste elektrische Maschine EM1 oder die zweite elektrische Maschine EM2 oder auch beide elektrischen Maschinen EM1, EM2 abgekoppelt werden können.
  • Anstelle der Verblockung von Sonnenwelle und Hohlradwelle können ebenso die Sonnenwelle mit der Stegwelle oder die Stegwelle mit der Hohlradwelle verblockt werden. Bei allen drei Verblockungsvarianten läuft der Planetensatz als Block um, d. h. mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 zwischen Antrieb und Abtrieb.
  • 2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 2, welche eine Variante der Antriebsachse 1 gemäß 1 darstellt. Der Unterschied gegenüber der Antriebsachse 1 besteht lediglich darin, dass das Differenzial DI sperrbar ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Ein Schaltelement E verbindet in geschlossenem Zustand den Differenzialkorb DIK (auch Differenzialgehäuse genannt) mit der Differenzialausgangswelle 3b. Damit ist eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem linken Antriebsrad R1 und dem rechten Antriebsrad R2 hergestellt, so dass beide Antriebsräder R1, R2 stets dieselbe Raddrehzahl haben.
  • 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 3, welche eine Variante gegenüber der Antriebsachse 1 gemäß 1 darstellt; für gleiche Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Unterschied gegenüber der Antriebsachse 1 besteht darin, dass bei der Antriebsachse 3 das Achsdifferenzial DI (1) und die gemeinsame Stegwelle ST1/ST2, auch Koppelwelle genannt, fehlen. Vielmehr sind bei der Antriebsachse 3 beide Planetensätze PS1, PS2 vollständig voneinander getrennt - es liegt somit ein radindividueller Antrieb vor, bei welchem das rechte Antriebsrad R2 ausschließlich von der ersten elektrischen Maschine EM1 und das linke Antriebsrad R1 ausschließlich von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben werden.
  • Der erste Planetensatz PS1, der über die erste Stirnradstufe SS1 von der ersten elektrischen Maschine EM1 angetrieben wird, bildet ein erstes Zweigang-Schaltgetriebe G1, wobei die Stegwelle ST1 eine erste Getriebeausgangswelle AW1 bildet. Der zweite Planetensatz PS2, der über die zweite Stirnradstufe SS2 von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben wird, bildet ein zweites Zweigang-Schaltgetriebe G2, bei welchem die Stegwelle ST2 eine zweite Getriebeausgangswelle AW2 bildet.
  • Wie bei der Antriebsachse 1 gemäß 1 sind auch bei der Antriebsachse 3 zwei radnah angeordnete Konstantübersetzungsstufen PS3 vorgesehen, welche als dritte Planetensätze PS3 ausgebildet. Die Sonnenwellen SO3 der dritten Planetensätze PS3 werden jeweils von den Getriebeausgangswellen AW1, AW2 des ersten und des zweiten Planetensatzes PS1, PS2 angetrieben, wobei die Getriebeausgangswellen AW1, AW2 durch die als Hohlwellen ausgebildeten Sonnenwellen SO1, SO2 hindurchgeführt sind. Die Hohlradwellen HR3 sind gehäusefest, und die Stegwellen ST3 bilden die Abtriebswellen 2a, 2b, welche die Antriebsräder R1, R2 antreiben.
  • Aufgrund des radindividuellen Antriebes kann die Funktion des torque vectoring - wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt - genutzt werden, d. h. die Antriebsräder R1, R2 können unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Drehmomenten angetrieben werden, so dass ein Giermoment auf das Elektrofahrzeug ausgeübt und damit dessen Agilität verbessert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebsachse
    1a
    Antriebswelle (EM1)
    1b
    Antriebswelle (EM2)
    2
    Antriebsachse
    2a
    Abtriebswelle
    2b
    Abtriebswelle
    3
    Antriebsachse
    3a
    Differenzialausgangswelle
    3b
    Differenzialausgangswelle
    A
    Schaltelement
    a
    Radachse
    AK1
    erster Aktuator
    AK2
    zweiter Aktuator
    AW1
    Getriebeausgangswelle (G1)
    AW2
    Getriebeausgangswelle (G2)
    AZ1
    Außenverzahnung (HR1)
    AZ2
    Außenverzahnung (HR2)
    b
    Achsversatz
    B
    Schaltelement
    C
    Schaltelement
    D
    Schaltelement
    DI
    Differenzial
    DIK
    Differenzialkorb
    E
    Schaltelement
    EM1
    erste elektrische Maschine
    EM2
    zweite elektrische Maschine
    G
    Zweigang-Schaltgetriebe
    G1
    erstes Zweigang-Schaltgetriebe
    G2
    zweites Zweigang-Schaltgetriebe
    GAW
    Getriebeausgangswelle (G)
    HR1
    Hohlradwelle (PS1)
    HR2
    Hohlradwelle (PS2)
    HR3
    Hohlradwelle (PS3)
    M
    Mittelebene
    PS1
    erster Planetensatz
    PS2
    zweiter Planetensatz
    PS3
    dritter Planetensatz
    R1
    erstes Antriebsrad
    R2
    zweites Antriebsrad
    SO1
    Sonnenwelle (PS1)
    SO2
    Sonnenwelle (PS2)
    SO3
    Sonnenwelle (PS3)
    SS1
    erste Stirnradstufe
    SS2
    zweite Stirnradstufe
    ST1
    Stegwelle (PS1)
    ST2
    Stegwelle (PS2)
    ST3
    Stegwelle (PS3)
    ZR1
    Zwischenrad (SS1)
    ZR2
    Zwischenrad (SS2)
  • 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 102009002437 A1 [0002]

Claims (14)

  1. Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern (R1, R2) und einer gemeinsamen Radachse (a) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend - zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen (EM1, EM2), - zwei koaxial zur Radachse (a) angeordnete, jeweils drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) aufweisende Planetensätze (PS1, PS2), welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden, - wobei die Hohlradwelle (HR1) des ersten Planetensatzes (PS1) von der ersten elektrischen Maschine (EM1) und die Hohlradwelle (HR2) des zweiten Planetensatzes (PS2) von der zweiten elektrischen Maschine (EM2) antreibbar sind, und - wobei die Stegwelle (ST1) des ersten Planetensatzes (PS1) eine erste Getriebeausgangswellen (AW1) und die Stegwelle (ST2) des zweiten Planetensatzes (PS2) eine zweite Getriebeausgangswelle (AW2) der Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden.
  2. Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Planetensatz (PS1, PS2) mit einander gekoppelt sind, indem deren Stegwellen (ST1, ST2) fest miteinander verbunden sind und ein Zweigang-Schaltgetriebe (G) mit einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle (GAW) bilden, dass auf der Radachse (a) zwischen den Antriebsrädern (R1, R2) ein Achsdifferential (DI) mit zwei Ausgangswellen (3a, 3b) angeordnet ist und dass die gemeinsame Getriebeausgangswelle (GAW) in das Achsdifferential (DI) eintreibt.
  3. Antriebsachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsdifferential (DI) in Richtung der Radachse (a) zwischen den beiden Planetensätzen (PS1, PS2) angeordnet ist.
  4. Antriebsachse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenwellen (SO1, SO2) der beiden Planetensätze (PS1, PS2) als Hohlwellen ausgebildet und dass die Ausgangswellen (3a, 3b) des Achsdifferentials (DI) durch die Hohlwellen (SO1, SO2) hindurchgeführt sind.
  5. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten elektrischen Maschine (EM1) und dem ersten Planetensatz (PS1) eine erste Stirnradstufe (SS1) und zwischen der zweiten elektrischen Maschine (EM2) und dem zweiten Planetensatz (PS2) eine zweite Stirnradstufe (SS2) geschaltet ist.
  6. Antriebsachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlradwellen (HR1, HR2) des ersten und des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) jeweils Hohlräder mit einer Außenverzahnung (AZ1, AZ2) aufweisen und dass die Hohlräder die Abtriebszahnräder der ersten und der zweiten Stirnradstufe (SS1, SS2) bilden.
  7. Antriebsachse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufen (SS1, SS2) jeweils ein Zwischenrad (ZR1, ZR2) umfassen.
  8. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Planetensatz (PS1, PS2) zwei Schaltelemente (A, B, C, D) zugeordnet sind.
  9. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang durch Festhalten der ersten und/oder der zweiten Sonnenwelle (SO1, SO2) des ersten und/oder des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) gebildet wird.
  10. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gang durch Verblockung von zwei der drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) des ersten und/oder des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) gebildet wird.
  11. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine oder beide elektrischen Maschinen (EM1, EM2) abkoppelbar sind.
  12. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Differenzial (DI) oder den Zweigang-Schaltgetrieben (G1, G2) und den Antriebsrädern (R1, R2) jeweils eine Konstantübersetzungsstufe (PS3) angeordnet ist.
  13. Antriebsachse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konstantübersetzungsstufen jeweils als dritte Planetensätze (PS3) mit einer dritten Sonnenwelle (SO3), einer dritten Hohlradwelle (HR3) und einer dritten Stegwelle (ST3) ausgebildet sind, wobei die dritte Sonnenwelle (SO3) jeweils von einer Ausgangswelle (3a, 3b) des Differenzials (DI) oder von einer Getriebeausgangswelle (AW1, AW2) eines Zweigang-Schaltgetriebes (G1, G2) antreibbar ist, die dritte Hohlradwelle (HR3) jeweils festgehalten ist und die dritte Stegwelle (ST3) jeweils ein Antriebsrad (R1, R2) antreibt.
  14. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (DI) durch Betätigen eines Schaltelements (E) sperrbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112706598A (zh) * 2021-01-12 2021-04-27 中国重汽集团济南动力有限公司 一种具有双电机电驱动桥的车辆
WO2023093930A1 (de) * 2021-11-25 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetengetriebe mit abkoppelbarer hohlradanordnung; sowie antriebseinheit
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CN117901631A (zh) * 2020-11-30 2024-04-19 比亚迪股份有限公司 轮边驱动总成和车辆

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