DE102019208856A1

DE102019208856A1 - Electric vehicle transmission

Info

Publication number: DE102019208856A1
Application number: DE102019208856.2A
Authority: DE
Inventors: Tamas Gyarmati
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeuggetriebe (G), umfassend eine Elektromaschine (EM), eine Antriebswelle (GW1), eine Abtriebswelle (GW2) und einen Radsatz (RS), wobei mehrere Schaltelemente vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung die Antriebswelle (GW1) über den Radsatz (RS) mit der Abtriebswelle (GW2) unter Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse koppelbar ist. Die Elektromaschine (EM) ist an der Antriebswelle (GW1) angebunden. Um die Elektromaschine (EM) nun auf möglichst effektive Art und Weise einzubinden, weist der Radsatz (RS) mehrere Planetenradsätze auf, die jeweils mehrere Elemente umfassen.The invention relates to an electric vehicle transmission (G), comprising an electric machine (EM), a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2) and a gear set (RS), with several switching elements being provided, through whose selective actuation the drive shaft (GW1) over the wheel set (RS) can be coupled to the output shaft (GW2) showing different gear ratios. The electric machine (EM) is connected to the drive shaft (GW1). In order to integrate the electric machine (EM) as effectively as possible, the gear set (RS) has several planetary gear sets, each of which includes several elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeuggetriebe, umfassend eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und einen Radsatz, wobei zudem mehrere Schaltelemente vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung die Antriebswelle über den Radsatz mit der Abtriebswelle unter Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse koppelbar ist, und wobei die Elektromaschine an der Antriebswelle angebunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein Elektrofahrzeug mit einem vorgenannten Elektrofahrzeuggetriebe.The invention relates to an electric vehicle transmission, comprising an electric machine, a drive shaft, an output shaft and a gear set, with several switching elements also being provided, through the selective actuation of which the drive shaft can be coupled via the gear set with the output shaft showing different gear ratios, and with the electric machine on the drive shaft is connected. The invention also relates to a motor vehicle drive train for an electric vehicle with an aforementioned electric vehicle transmission.

Bei Elektrofahrzeugen sind Kraftfahrzeugantriebsstränge bekannt, bei welchen einer jeweiligen Elektromaschine ein Getriebe nachgeschaltet ist. Üblicherweise können bei diesem Getriebe dabei mehrere, unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse geschaltet werden, um im Zusammenspiel mit der Elektromaschine höhere Endgeschwindigkeiten des Elektrofahrzeuges zu erreichen sowie einen Betrieb der Elektromaschine in einem Bereich mit einem hohen Wirkungsgrad zu ermöglichen. Insbesondere der letztgenannte Aspekt führt zu einer höheren, darstellbaren Reichweite des Elektrofahrzeuges. Teilweise wird die Elektromaschine dabei auch mit in das Getriebe integriert.In the case of electric vehicles, motor vehicle drive trains are known in which a respective electric machine is followed by a transmission. Usually, several different gear ratios can be switched in this transmission in order to achieve higher top speeds of the electric vehicle in conjunction with the electric machine and to enable the electric machine to be operated in a range with a high degree of efficiency. The last-mentioned aspect in particular leads to a higher, representable range of the electric vehicle. In some cases, the electric machine is also integrated into the transmission.

Aus der DE 10 2017 220 073 A1 geht ein Elektrofahrzeuggetriebe hervor, welches neben einer Elektromaschine, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle auch einen Radsatz sowie zwei Schaltelemente aufweist. Die Elektromaschine ist dabei an der Antriebswelle angebunden, wobei durch selektive Betätigung der beiden Schaltelemente eine Koppelung der Antriebswelle und damit auch der Elektromaschine mit der Abtriebswelle unter Darstellung je eines Übersetzungsverhältnisses realisiert werden kann. Insgesamt können dabei zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse geschaltet werden. In einer Variante setzt sich der Radsatz des Elektrofahrzeuggetriebes aus einem Planetenradsatz zusammen.From the DE 10 2017 220 073 A1 an electric vehicle transmission emerges which, in addition to an electric machine, a drive shaft and an output shaft, also has a gear set and two shifting elements. The electric machine is connected to the drive shaft, whereby a coupling of the drive shaft and thus also the electric machine with the output shaft can be realized by selective actuation of the two shifting elements, each showing a transmission ratio. In total, two different gear ratios can be switched. In one variant, the gear set of the electric vehicle transmission is composed of a planetary gear set.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektrofahrzeuggetriebe zu schaffen, bei welchem eine Elektromaschine auf möglichst effektive Art und Weise einbindbar ist. Starting from the prior art described above, the object of the present invention is to create an electric vehicle transmission in which an electric machine can be incorporated in the most effective way possible.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ist zudem Gegenstand von Anspruch 10.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The subsequent dependent claims each reproduce advantageous developments of the invention. A motor vehicle drive train of an electric vehicle is also the subject matter of claim 10.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Elektrofahrzeuggetriebe eine Elektromaschine, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und einen Radsatz, wobei mehrere Schaltelemente vorgesehen sind, durch deren selektive Betätigung die Antriebswelle über den Radsatz mit der Abtriebswelle unter Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse gekoppelt werden kann. Zudem ist die Elektromaschine an der Antriebswelle angebunden. Besonders bevorzugt können dabei durch Betätigung der Schaltelemente mehr als zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle dargestellt werden, so dass auch eine Antriebsbewegung der Elektromaschine mit mehr als zwei Gängen auf die Abtriebswelle übersetzt werden kann.According to the invention, an electric vehicle transmission comprises an electric machine, a drive shaft, an output shaft and a gear set, with several switching elements being provided, through the selective actuation of which the drive shaft can be coupled via the gear set with the output shaft showing different gear ratios. In addition, the electric machine is connected to the drive shaft. Particularly preferably, more than two different transmission ratios between the drive shaft and the output shaft can be represented by actuating the shifting elements, so that a drive movement of the electric machine with more than two gears can also be translated to the output shaft.

Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird.In the context of the invention, a “shaft” is to be understood as a rotatable component of the transmission, via which associated components of the transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner or via which such a connection is established when a corresponding switching element is actuated. The respective shaft can connect the components axially or radially or both axially and radially to one another. The respective shaft can also be present as an intermediate piece, via which a respective component is connected, for example radially.

Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse gemeint, entlang welcher der Radsatz angeordnet ist. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Welle zu verstehen, die auf dieser Längsmittelachse liegt.In the context of the invention, “axially” means an orientation in the direction of a longitudinal center axis along which the wheel set is arranged. “Radial” is then to be understood as an orientation in the diameter direction of a shaft that lies on this longitudinal center axis.

Bevorzugt ist ein Abtrieb des Getriebes an einem entgegengesetzt zu einer Anschlussstelle der Antriebswelle liegenden, axialen Ende des Getriebes vorgesehen, wobei eine Anschlussstelle der Abtriebswelle dabei insbesondere an einem axialen Ende der Abtriebswelle koaxial zu einer Anschlussstelle der Antriebswelle ausgestaltet ist, so dass Antrieb und Abtrieb des Getriebes an einander entgegengesetzten axialen Enden des Getriebes platziert sind. Ein derartig gestaltetes Getriebe eignet sich dabei zur Anwendung in einem Elektrofahrzeug mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.Preferably, an output of the transmission is provided at an axial end of the transmission opposite to a connection point of the drive shaft, a connection point of the output shaft being designed coaxially to a connection point of the drive shaft, in particular at an axial end of the output shaft, so that the drive and output of the Gear are placed at opposite axial ends of the gear. A transmission designed in this way is suitable for use in an electric vehicle with a drive train oriented in the direction of travel of the motor vehicle.

Alternativ dazu kann die Abtriebswelle des Getriebes aber auch eine Verzahnung aufweisen, über welche die Abtriebswelle dann im Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem achsparallel zur Abtriebswelle angeordneten Differentialgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierbei ist die Verzahnung bevorzugt an einer Anschlussstelle der Abtriebswelle vorgesehen, wobei diese Anschlussstelle der Abtriebswelle bevorzugt axial im Bereich eines Endes des Getriebes liegt, an welchem auch eine die Verbindung zu der Elektromaschine herstellende Anschlussstelle der Antriebswelle vorgesehen ist. Diese Art der Anordnung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichteten Antriebsstrang.As an alternative to this, the output shaft of the transmission can also have a toothing, via which the output shaft is then in operative connection in the motor vehicle drive train with a differential gear arranged axially parallel to the output shaft. Here, the toothing is preferably provided at a connection point of the output shaft, this connection point of the output shaft preferably axially in the region of one end of the Transmission is located at which a connection point of the drive shaft that establishes the connection to the electric machine is provided. This type of arrangement is particularly suitable for use in a motor vehicle with a drive train oriented transversely to the direction of travel of the motor vehicle.

Die Elektromaschine umfasst erfindungsgemäß bevorzugt einen Rotor und einen Stator, von welchen der Stator stillstehend angeordnet ist, während der Rotor radial innen liegend zum Stator mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Die Elektromaschine kann bevorzugt zum einen als Elektromotor betrieben werden und dabei eine Antriebsbewegung zum Antrieb des Elektrofahrzeuges hervorrufen, sie kann zum anderen aber auch als Generator fungieren und dabei insbesondere bei Bremsvorgängen des Elektrofahrzeuges elektrische Energie rekuperieren. Unter der „Anbindung“ der Elektromaschine an die Antriebswelle des Getriebes ist im Sinne der Erfindung eine derartige Verbindung zu verstehen, dass zwischen der Elektromaschine und der Antriebswelle eine gleichbleibende Drehzahlabhängigkeit vorherrscht.According to the invention, the electric machine preferably comprises a rotor and a stator, of which the stator is arranged in a stationary manner, while the rotor is coupled to the drive shaft radially on the inside of the stator. The electric machine can preferably be operated as an electric motor on the one hand and thereby cause a drive movement to drive the electric vehicle, but on the other hand it can also function as a generator and thereby recuperate electrical energy in particular when the electric vehicle is braking. The “connection” of the electric machine to the drive shaft of the transmission is to be understood in the context of the invention as a connection such that there is a constant speed dependency between the electric machine and the drive shaft.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Radsatz mehrere Planetenradsätze aufweist, die jeweils mehrere Elemente umfassen. Mit anderen Worten sind bei dem erfindungsgemäßen Elektrofahrzeuggetriebe also mehrere Planetenradsätze vorgesehen, die sich im Einzelnen aus mehreren Elementen zusammensetzen.The invention now includes the technical teaching that the gear set has several planetary gear sets, each of which includes several elements. In other words, in the electric vehicle transmission according to the invention, several planetary gear sets are provided which are individually composed of several elements.

Eine derartige Ausgestaltung eines Elektrofahrzeuggetriebes hat dabei den Vorteil, dass sich über die mehreren Planetenradsätze bei kompaktem Aufbau eine hohe Anzahl an unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen realisieren lässt, so dass eine Antriebsbewegung der Elektromaschine auf geeignete Art und Weisen übersetzt werden kann. Hierdurch können auch mit einer kompaktbauenden Elektromaschine einerseits ein hohes Drehmoment beim Anfahren des Elektrofahrzeugs sowie andererseits hohe Endgeschwindigkeiten dargestellt werden. Zudem können die Übersetzungsverhältnisse prinzipiell so gewählt werden, dass ein Betrieb der Elektromaschine in Bereichen mit einem hohen Wirkungsgrad möglich wird, was eine höhere darstellbare Reichweite des Elektrofahrzeugs zulässt.Such a configuration of an electric vehicle transmission has the advantage that a large number of different gear ratios can be implemented via the multiple planetary gear sets with a compact design, so that a drive movement of the electric machine can be translated in a suitable manner. As a result, even with a compact electric machine, on the one hand a high torque when starting the electric vehicle and on the other hand high top speeds can be achieved. In addition, the transmission ratios can in principle be selected in such a way that the electric machine can be operated in areas with a high degree of efficiency, which allows the electric vehicle to achieve a greater range.

Dagegen setzt sich der Radsatz bei dem Elektrofahrzeuggetriebe der DE 10 2017 220 073 A1 aus nur einem Planetenradsatz zusammen, wobei im Zusammenspiel mit den beiden Schaltelementen lediglich zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse geschaltet werden können.On the other hand, the wheelset in the electric vehicle transmission sets itself apart DE 10 2017 220 073 A1 from just one planetary gear set, whereby only two different gear ratios can be switched in interaction with the two switching elements.

Im Sinne der Erfindung setzen sich die Planetenradsätze des Radsatzes bevorzugt jeweils aus je einem ersten Element, je einem zweiten Element und je einem dritten Element zusammen, von welchen ein Element als Sonnenrad, ein Element als Planetensteg und ein Element als Hohlrad vorliegt. Alternativ dazu wäre es aber auch denkbar, dass zwei Planetenradsätze zu einem reduzierten Planetengetriebe zusammengefasst sind, bei welchem sich die zusammengefassten Planetenradsätze ein Element teilen und/oder auch bei einem der Planetenradsätze ein Element, beispielsweise in Form eines Sonnenrades oder eines Hohlrades, entfallen sein kann.In the context of the invention, the planetary gear sets of the gear set are each composed of a first element, a second element and a third element, of which one element is a sun gear, one element is a planetary web and one element is a ring gear. Alternatively, it would also be conceivable that two planetary gear sets are combined to form a reduced planetary gear, in which the combined planetary gear sets share one element and / or an element, for example in the form of a sun gear or a ring gear, can be omitted from one of the planetary gear sets .

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weist der Radsatz einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz, einen dritten Planetenradsatz und einen vierten Planetenradsatz auf, denen jeweils je ein erstes Element, je ein zweites Element und je ein drittes Element zugeordnet ist. Zudem sind ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement, ein drittes Schaltelement, ein viertes Schaltelement und ein fünftes Schaltelement vorgesehen.According to one embodiment of the invention, the gear set has a first planetary gear set, a second planetary gear set, a third planetary gear set and a fourth planetary gear set, each of which is assigned a first element, a second element and a third element. In addition, a first switching element, a second switching element, a third switching element, a fourth switching element and a fifth switching element are provided.

Die Planetenradsätze sind dabei bevorzugt axial auf die Elektromaschine folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz und schließlich vierter Planetenradsatz angeordnet. Alternativ dazu kann in axialer Richtung aber eine hiervon abweichende Reihenfolge der Planetenradsätze getroffen sein, sofern die Anbindung der Elemente der Planetenradsätze dies ermöglicht.The planetary gear sets are preferably arranged axially following the electric machine in the order of the first planetary gear set, second planetary gear set, third planetary gear set and finally fourth planetary gear set. Alternatively, a different sequence of the planetary gear sets can be made in the axial direction, provided that the connection of the elements of the planetary gear sets allows this.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die Antriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, während das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung stehen. Des Weiteren ist das dritte Element des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden, wohingegen das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes drehfest miteinander in Verbindung stehen und über das erste Schaltelement festgesetzt werden können. Ferner ist das zweite Element des dritten Planetenradsatzes drehfest mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden, während die Abtriebswelle drehfest mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Das dritte Element des dritten Planetenradsatzes kann mittels des zweiten Schaltelements festgesetzt werden, wohingegen die Antriebswelle über das dritte Schaltelement drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung gebracht werden kann. Außerdem kann die Abtriebswelle mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden werden, wohingegen zwei der Elemente des ersten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement drehfest miteinander in Verbindung bringbar sind.In a further development of the aforementioned embodiment, the drive shaft is non-rotatably connected to the second element of the second planetary gear set, while the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are non-rotatably connected to one another. Furthermore, the third element of the first planetary gear set is non-rotatably connected to the first element of the fourth planetary gear set, whereas the first element of the second planetary gear set and the first element of the third planetary gear set are non-rotatably connected to one another and can be fixed via the first shift element. Furthermore, the second element of the third planetary gear set is non-rotatably connected to the third element of the fourth planetary gear set, while the output shaft is non-rotatably connected to the second element of the fourth planetary gear set. The third element of the third planetary gear set can be fixed by means of the second shifting element, whereas the drive shaft can be connected non-rotatably to the third element of the first planetary gear set via the third shifting element. In addition, the output shaft can be connected non-rotatably to the second element of the first planetary gear set by means of the fourth shift element, whereas two of the elements of the first planetary gear set can be connected via the fifth Switching element can be brought into connection with one another in a rotationally fixed manner.

Mit anderen Worten ist bei einem derartig ausgestalteten Elektrofahrzeuggetriebe also die Antriebswelle ständig drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, während die Abtriebswelle ständig drehfest mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Des Weiteren stehen das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander in Verbindung, wohingegen das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des vierten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander verbunden sind. Ebenso sind auch das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander verbunden, während auch das zweite Element des dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes ständig drehfest miteinander in Verbindung stehen.In other words, in an electric vehicle transmission designed in this way, the drive shaft is permanently connected to the second element of the second planetary gear set in a rotationally fixed manner, while the output shaft is constantly connected to the second element of the fourth planetary gear set in a rotationally fixed manner. Furthermore, the first element of the first planetary gear set and the third element of the second planetary gear set are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner, whereas the third element of the first planetary gear set and the first element of the fourth planetary gear set are constantly connected to one another in a rotationally fixed manner. Likewise, the first element of the second planetary gear set and the first element of the third planetary gear set are constantly connected to one another in a rotationally fixed manner, while the second element of the third planetary gear set and the third element of the fourth planetary gear set are constantly connected to one another in a rotationally fixed manner.

Durch Schließen des ersten Schaltelements werden das erste Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes gemeinsam festgesetzt, während eine Betätigung des zweiten Schaltelements ein Festsetzen des dritten Elements des dritten Planetenradsatzes nach sich zieht. Das dritte Schaltelement verbindet bei Betätigung die Antriebswelle drehfest mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und damit auch dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes, wohingegen ein Schließen des vierten Schaltelements eine drehfeste Verbindung des zweiten Elements des ersten Planetenradsatzes mit der Abtriebswelle zur Folge hat. Schließlich verbindet das fünfte Schaltelement bei Betätigung zwei der Elemente des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander, was ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes zur Folge hat.By closing the first shift element, the first element of the second planetary gear set and the first element of the third planetary gear set are locked together, while actuation of the second shift element entails locking the third element of the third planetary gear set. When actuated, the third switching element connects the drive shaft in a rotationally fixed manner to the third element of the first planetary gear set and thus also to the first element of the fourth planetary gear set, whereas closing the fourth switching element results in a rotationally fixed connection of the second element of the first planetary gear set to the output shaft. Finally, when actuated, the fifth switching element connects two of the elements of the first planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner, which results in the first planetary gear set being blocked.

Vorliegend sind also das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Bremsen ausgeführt, welche die eine oder die mehreren hieran angebundenen Komponenten bei Betätigung festsetzen und in der Folge an einer Drehbewegung hindern. Dagegen liegen das dritte Schaltelement, das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement als Kupplungen vor, die bei Betätigung jeweils die jeweils hieran unmittelbar anknüpfenden Komponenten des Getriebes gegebenenfalls in ihren Drehbewegungen angleichen und anschließend drehfest miteinander verbinden.In the present case, therefore, the first switching element and the second switching element are designed as brakes, which lock the one or more components connected to them when actuated and subsequently prevent them from rotating. In contrast, the third shifting element, the fourth shifting element and the fifth shifting element are clutches which, when actuated, match the respective directly linked components of the transmission in their rotational movements and then connect them to one another in a rotationally fixed manner.

Eine jeweilige drehfeste Verbindung der rotierbaren Komponenten des Getriebes ist erfindungsgemäß bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen realisiert, die dabei bei räumlich dichter Lage der Komponenten auch als kurze Zwischenstücke vorliegen können. Konkret können die Komponenten, die permanent drehfest miteinander verbunden sind, dabei jeweils entweder als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Im zweitgenannten Fall werden dann die jeweiligen Komponenten und die ggf. vorhandene Welle durch ein gemeinsames Bauteil gebildet, wobei dies insbesondere eben dann realisiert wird, wenn die jeweiligen Komponenten im Getriebe räumlich dicht beieinander liegen.According to the invention, a respective non-rotatable connection of the rotatable components of the transmission is preferably implemented via one or more intermediate shafts, which can also be present as short intermediate pieces when the components are spatially close together. Specifically, the components that are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner can each be present either as individual components which are connected to one another in a rotationally fixed manner or in one piece. In the second-mentioned case, the respective components and the possibly present shaft are then formed by a common component, this being implemented in particular when the respective components in the transmission are spatially close to one another.

Bei Komponenten des Getriebes, die erst durch Betätigung eines jeweiligen Schaltelements drehfest miteinander verbunden werden, wird eine Verbindung ebenfalls bevorzugt über eine oder auch mehrere zwischenliegende Wellen verwirklicht.In the case of components of the transmission that are only connected to one another in a rotationally fixed manner by actuating a respective shift element, a connection is also preferably implemented via one or more intermediate shafts.

Ein Festsetzen erfolgt insbesondere durch drehfestes Verbinden mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes, bei welchem es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handelt, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Bauelement.It is fixed in particular by a non-rotatable connection with a non-rotatable component of the transmission, which is preferably a permanently stationary component, preferably a housing of the transmission, a part of such a housing or a component connected to it in a rotationally fixed manner.

In Weiterbildung der Erfindung verbindet das fünfte Schaltelement bei Betätigung das erste Element und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes drehfest miteinander. Alternativ dazu wird durch Schließen des fünften Schaltelements eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Element und dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes herbeigeführt. Weiter alternativ dazu stellt das fünfte Schaltelement im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes her. Bei allen drei vorgenannten Varianten wird jeweils ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes herbeigeführt.In a further development of the invention, the fifth shift element, when actuated, connects the first element and the third element of the first planetary gear set to one another in a rotationally fixed manner. Alternatively, a rotationally fixed connection between the second element and the third element of the first planetary gear set is brought about by closing the fifth shift element. As an alternative to this, the fifth shift element in the closed state produces a non-rotatable connection between the first element and the second element of the first planetary gear set. In each of the three aforementioned variants, the first planetary gear set is blocked.

Die Planetenradsätze können, sofern es eine Anbindung der Elemente ermöglicht, im Rahmen der Erfindung jeweils als Minus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad handelt. Ein Minus-Planetensatz setzt sich auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise aus den Elementen Sonnenrad, Planetensteg und Hohlrad zusammen, wobei der Planetensteg mindestens ein, bevorzugt aber mehrere Planetenräder drehbar gelagert führt, die im Einzelnen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad, als auch dem umliegenden Hohlrad kämmen.The planetary gear sets can, if a connection of the elements is made possible, within the scope of the invention, in each case as a minus planetary gear set, the first element of the respective planetary gear set being a sun gear, the second element of the respective planetary gear set being a planetary web and the third element of the respective planetary gear set is a ring gear. A minus planetary set is made up of the elements sun gear, planetary carrier and ring gear in a manner known in principle to the person skilled in the art, the planetary carrier rotating at least one, but preferably several, planetary gears, each of which is rotatably supported with both the sun gear and the Comb surrounding ring gear.

Alternativ dazu könnten aber einer oder auch mehrere der Planetenradsätze, sofern es die Anbindung der jeweiligen Elemente zulässt, als Plus-Planetensatz vorliegen, wobei es sich bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes dann um ein Sonnenrad, bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um ein Hohlrad und bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes um einen Planetensteg handelt. Bei einem Plus-Planetensatz sind ebenfalls die Elemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetensteg vorhanden, wobei Letzterer mindestens ein Planetenradpaar führt, bei welchem das eine Planetenrad mit dem innenliegenden Sonnenrad und das andere Planetenrad mit dem umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.Alternatively, however, one or more of the planetary gear sets could, provided that the Connection of the respective elements allows, present as a plus planetary gear set, the first element of the respective planetary gear set then being a sun gear, the second element of the respective planetary gear set being a ring gear and the third element of the respective planetary gear set being a planetary web. A plus planetary set also has the elements sun gear, ring gear and planetary web, the latter leading at least one planet gear pair, in which one planet gear meshes with the inner sun gear and the other planet gear meshes with the surrounding ring gear, and the planet gears mesh with one another.

Wo es eine Anbindung der einzelnen Elemente zulässt, kann ein Minus-Planetensatz in einen Plus-Planetensatz überführt werden, wobei dann gegenüber der Ausführung als Minus-Planetensatz die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu erhöhen ist. Umgekehrt könnte auch ein Plus-Planetensatz durch einen Minus-Planetensatz ersetzt werden, sofern die Anbindung der Elemente des Getriebes dies ermöglicht. Dabei wären dann im Vergleich zu dem Plus-Planetensatz ebenfalls die Hohlrad- und die Planetensteganbindung miteinander zu tauschen, sowie eine Getriebestandübersetzung um eins zu reduzieren. Im Rahmen der Erfindung sind die Planetenradsätze jedoch bevorzugt jeweils als Minus-Planetensatz ausgeführt.Where the individual elements can be connected, a minus planetary gear set can be converted into a plus planetary gear set, whereby the ring gear and the planetary web connection have to be swapped and a gear ratio has to be increased by one compared to the negative planetary set. Conversely, a plus planetary gear set could also be replaced by a minus planetary gear set, provided that the connection of the elements of the transmission allows this. In this case, compared to the plus planetary set, the ring gear and the planetary web connection would also have to be swapped with one another, and a gear ratio reduced by one. In the context of the invention, however, the planetary gear sets are preferably each designed as a minus planetary set.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Schaltelemente jeweils als kraftschlüssiges Schaltelement realisiert. Dabei ist das jeweilige Schaltelement insbesondere als Lamellenschaltelement ausgeführt. Kraftschlüssige Schaltelemente haben den Vorteil, dass ein Schließen des jeweiligen Schaltelements auch unter Last vollzogen werden kann. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, ein oder mehrere der Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente und hierbei insbesondere als Klauenschaltelement oder als Sperrsynchronisation auszuführen. Formschlüssige Schaltelemente haben gegenüber kraftschlüssigen Schaltelementen den Vorteil, dass im geöffneten Zustand geringere Schleppverluste auftreten, so dass sich ein besserer Wirkungsgrad des Getriebes erreichen lässt. Besonders bevorzugt sind aber alle Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente realisiert.In a further development of the invention, one or more switching elements are each implemented as a non-positive switching element. The respective switching element is designed in particular as a lamellar switching element. Non-positive switching elements have the advantage that the respective switching element can also be closed under load. As an alternative to this, however, it is also conceivable within the scope of the invention to design one or more of the switching elements as form-fitting switching elements and in particular as a claw switching element or as a locking synchronization. Positive locking shifting elements have the advantage over non-locking shifting elements that lower drag losses occur in the open state, so that a better efficiency of the transmission can be achieved. However, all switching elements are particularly preferably implemented as non-positive switching elements.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Elektromaschine koaxial zu den Planetenradsätzen platziert, wobei ein Rotor der Elektromaschine drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist oder über mindestens eine Übersetzungsstufe mit der Antriebswelle in Verbindung steht. Die Elektromaschine ist also koaxial zu den Planetenradsätzen angeordnet. Dabei kann der Rotor der Elektromaschine entweder unmittelbar drehfest mit der Antriebswelle verbunden oder aber über eine oder auch mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen mit dieser gekoppelt sein, wobei Letzteres eine günstigere Auslegung der Elektromaschine mit höheren Drehzahlen und geringerem Drehmoment ermöglicht. Die mindestens eine Übersetzungsstufe kann dabei als Stirnradstufe und/oder als Planetenstufe ausgeführt sein. Bei einer koaxialen Anordnung der Elektromaschine können einer oder mehrere der Planetenradsätze dann zudem weiter bevorzugt axial im Bereich der Elektromaschine sowie radial innenliegend zu dieser angeordnet sein, so dass sich die axiale Baulänge des Getriebes verkürzen lässt.According to one embodiment of the invention, the electric machine is placed coaxially to the planetary gear sets, with a rotor of the electric machine being non-rotatably connected to the drive shaft or being connected to the drive shaft via at least one transmission stage. The electric machine is thus arranged coaxially to the planetary gear sets. The rotor of the electric machine can either be directly connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner or it can be coupled to it via one or more intermediate gear ratios, the latter enabling a more favorable design of the electric machine with higher speeds and lower torque. The at least one transmission stage can be designed as a spur gear stage and / or as a planetary stage. In the case of a coaxial arrangement of the electric machine, one or more of the planetary gear sets can then furthermore preferably be arranged axially in the area of the electric machine and radially on the inside of the electric machine, so that the overall axial length of the transmission can be shortened.

Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform ist die Elektromaschine achsversetzt zu den Planetenradsätzen platziert, wobei ein Rotor der Elektromaschine über mindestens eine Übersetzungsstufe mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Bei dieser Variante liegt die Elektromaschine also achsversetzt zu den Planetenradsätzen, wobei eine Koppelung des Rotors der Elektromaschine mit der Antriebswelle über eine oder mehrere zwischenliegende Übersetzungsstufen erfolgt. Die eine oder die mehreren Übersetzungsstufen können hierbei auch im Einzelnen entweder als Stirnradstufe oder als Planetenstufe oder auch als Zugmitteltrieb realisiert sein. Bei letzterem kann es sich entweder um einen Riemen- oder einen Kettentrieb handeln.As an alternative to the aforementioned embodiment, the electric machine is placed axially offset to the planetary gear sets, with a rotor of the electric machine being coupled to the drive shaft via at least one transmission stage. In this variant, the electric machine is offset from the axis of the planetary gear sets, the rotor of the electric machine being coupled to the drive shaft via one or more intermediate gear ratios. The one or more translation stages can also be implemented individually either as a spur gear stage or as a planetary stage or as a traction drive. The latter can either be a belt drive or a chain drive.

Das erfindungsgemäße Elektrofahrzeuggetriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Elektrofahrzeugs und ist dann in Kraftflussrichtung zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges nachfolgenden Komponenten des Antriebsstranges vorgeschaltet. Abtriebsseitig ist das Getriebe innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges dabei bevorzugt mit einem Differentialgetriebe einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges gekoppelt, wobei hier allerdings auch eine Anbindung an ein Längsdifferential vorliegen kann, über welches eine Verteilung auf mehrere angetriebene Achsen des Kraftfahrzeuges stattfindet. Das Differentialgetriebe bzw. das Längsdifferential kann dabei mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.The electric vehicle transmission according to the invention is in particular part of a motor vehicle drive train of an electric vehicle and is then connected upstream of components of the drive train downstream in the direction of force flow to the drive wheels of the motor vehicle. On the output side, the gearbox within the motor vehicle drive train is preferably coupled to a differential gear of a drive axle of the motor vehicle, although a connection to a longitudinal differential can also be present here, via which a distribution to several driven axles of the motor vehicle takes place. The differential gear or the longitudinal differential can be arranged with the gear in a common housing.

Dass zwei Bauelemente des Getriebes „verbunden“ bzw. „gekoppelt“ sind bzw. „miteinander in Verbindung stehen“, meint im Sinne der Erfindung eine permanente Koppelung dieser Bauelemente, so dass diese nicht unabhängig voneinander rotieren können. Insofern ist zwischen diesen Bauelementen, bei welchen es sich um Elemente der Planetenradsätze und/oder auch Wellen und/oder ein drehfestes Bauelement des Getriebes handeln kann, kein Schaltelement vorgesehen, sondern die entsprechenden Bauelemente sind mit gleichbleibender Drehzahlabhängigkeit miteinander gekoppelt.The fact that two components of the transmission are “connected” or “coupled” or “are connected to one another” means in the context of the invention a permanent coupling of these components so that they cannot rotate independently of one another. In this respect, no shifting element is provided between these components, which can be elements of the planetary gear sets and / or also shafts and / or a non-rotatable component of the transmission, but the corresponding components are coupled to one another with constant speed dependency.

Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent miteinander gekoppelt, sondern eine Koppelung wird erst durch Betätigen des zwischenliegenden Schaltelements vorgenommen. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements im Sinne der Erfindung, dass das betreffende Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird und in der Folge die hieran unmittelbar angebundenen Bauelemente ggf. in ihren Drehbewegungen aneinander angleicht. Im Falle einer Ausgestaltung des betreffenden Schaltelements als formschlüssiges Schaltelement werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen, während im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements auch nach einem Betätigen desselbigen Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen können. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente über das Schaltelement bezeichnet.If, on the other hand, a switching element is provided between two components, these components are not permanently coupled to one another; In this context, actuation of the switching element within the meaning of the invention means that the relevant switching element is brought into a closed state and, as a result, the components directly connected to it, if necessary, adjust their rotational movements to one another. In the case of a design of the relevant switching element as a form-fitting switching element, the components connected directly to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed, while in the case of a non-positive switching element, the same speed differences may exist between the components even after actuation. This desired or unwanted state is nevertheless referred to in the context of the invention as a rotationally fixed connection of the respective components via the switching element.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not restricted to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. In addition, there are possibilities of combining individual features with one another, also insofar as they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings through the use of reference signs is not intended to limit the scope of protection of the claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges;
2 eine schematische Ansicht eines Elektrofahrzeuggetriebes des Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1; und
3 bis 5 jeweils eine schematische Ansicht je eines Radsatzes, wie er bei dem Elektrofahrzeuggetriebe aus 2 zur Anwendung kommen kann.

Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 a schematic view of a motor vehicle drive train;
2 a schematic view of an electric vehicle transmission of the motor vehicle drive train from 1 ; and
3 to 5 each a schematic view of a wheel set, as seen in the electric vehicle transmission 2 can be used.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines Elektrofahrzeuges, wobei in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang ein Elektrofahrzeuggetriebe G abtriebsseitig mit einem Differentialgetriebe AG verbunden ist, über welches eine Antriebsleistung auf Antriebsräder DW einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt wird. Das Getriebe G und das Differentialgetriebe AG können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Wie zudem in 1 zu erkennen ist, sind das Elektrofahrzeuggetriebe G und das Differentialgetriebe AG in Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs ausgerichtet. 1 shows a schematic view of a motor vehicle drive train of an electric vehicle, with an electric vehicle transmission in the motor vehicle drive train G on the output side with a differential gear AG is connected, via which a drive power to drive wheels DW a drive axle of the motor vehicle is distributed. The gear G and the differential gear AG can be arranged in a common housing. As also in 1 can be seen are the electric vehicle transmission G and the differential gear AG aligned in the direction of travel of the electric vehicle.

Aus 2 geht eine schematische Darstellung des Elektrofahrzeuggetriebes G gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor. Wie zu erkennen ist, umfasst das Elektrofahrzeuggetriebe G eine Elektromaschine EM, die sich aus einem Stator S und einem Rotor R zusammensetzt. Der Stator S ist dabei an einem Getriebegehäuse GG festgesetzt, wobei der Rotor R radial innen liegend zu dem Stator S platziert ist. Die Elektromaschine EM liegt koaxial zu einem Radsatz RS des Elektrofahrzeuggetriebes G, welcher zwischen einer Antriebswelle GW1 und einer Abtriebswelle GW2 des Elektrofahrzeuggetriebes G vorgesehen ist. Die Antriebswelle GW1 und die Abtriebswelle GW2 liegen dabei koaxial zueinander.Out 2 is a schematic representation of the electric vehicle transmission G according to a preferred embodiment of the invention. As can be seen, the electric vehicle includes transmission G an electric machine EM emerging from a stator S. and a rotor R. composed. The stator S. is on a gearbox GG fixed with the rotor R. lying radially inward to the stator S. is placed. The electric machine EM is coaxial with a wheel set RS of the electric vehicle transmission G , which between a drive shaft GW1 and an output shaft GW2 of the electric vehicle transmission G is provided. The drive shaft GW1 and the output shaft GW2 are coaxial with one another.

Der Rotor R der Elektromaschine EM ist mit der Antriebswelle GW1 über eine - vorliegend nur schematisch gezeigte - Übersetzungsstufe PS gekoppelt, die insbesondere als Planetenstufe vorliegt und über welche eine Drehzahl des Rotors R der Elektromaschine EM ins langsame auf die Antriebswelle GW1 übersetzt wird. Über die Abtriebswelle GW2 ist dann innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1 einer Anbindung an das nachfolgende Differentialgetriebe AG hergestellt. Außerdem ist an der Antriebswelle GW1 noch eine Ölversorgung ÖV des Elektrofahrzeuggetriebes G angebunden.The rotor R. the electric machine EM is with the drive shaft GW1 via a - in the present case only shown schematically - translation stage PS coupled, which is present in particular as a planetary stage and via which a speed of the rotor R. the electric machine EM slow down on the drive shaft GW1 is translated. Via the output shaft GW2 is then off within the motor vehicle drive train 1 a connection to the following differential gear AG manufactured. Also is on the drive shaft GW1 another oil supply for the electric vehicle transmission G tied up.

Aus 3 geht eine schematische Ansicht des Radsatzes RS des Elektrofahrzeuggetriebes G aus 2 entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor. Dabei umfasst der Radsatz RS vier Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4, wobei jeder der Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 je ein erstes Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14, je ein zweites Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 und je ein drittes Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 aufweist. Das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14 ist dabei jeweils durch je ein Sonnenrad des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 bzw. P4 gebildet, während das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 bzw. P4 als Planetensteg und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 des jeweiligen Planetenradsatzes P1 bzw. P2 bzw. P3 bzw. P4 als Hohlrad vorliegt.Out 3 goes a schematic view of the wheelset RS of the electric vehicle transmission G out 2 according to a first embodiment of the invention. The wheelset includes RS four planetary gear sets P1 , P2 , P3 and P4 , each of the planetary gear sets P1 , P2 , P3 and P4 a first element each E11 or. E12 or. E13 or. E14 , a second element each E21 or. E22 or. E23 or. E24 and a third element each E31 or. E32 or. E33 or. E34 having. The respective first element E11 or. E12 or. E13 or. E14 is in each case by a sun gear of the respective planetary gear set P1 or. P2 or. P3 or. P4 formed while the respective second element E21 or. E22 or. E23 or. E24 of the respective planetary gear set P1 or. P2 or. P3 or. P4 as a planetary bridge and the respective third element E31 or. E32 or. E33 or. E34 of the respective planetary gear set P1 or. P2 or. P3 or. P4 exists as a ring gear.

Im vorliegenden Fall liegen also der erste Planetenradsatz P1, der zweite Planetenradsatz P2, der dritte Planetenradsatz P3 und der vierte Planetenradsatz P4 jeweils als Minus-Planetensatz vor, dessen jeweiliger Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem jeweiligen radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Besonders bevorzugt sind aber bei dem ersten Planetenradsatz P1, bei dem zweiten Planetenradsatz P2, bei dem dritten Planetenradsatz P3 und auch bei dem vierten Planetenradsatz P4 jeweils mehrere Planetenräder vorgesehen.In the present case, the first planetary gear set is located P1 , the second planetary gear set P2 , the third planetary gear set P3 and the fourth planetary gear set P4 in each case as a minus planetary set, the respective planetary web of which leads rotatably mounted at least one planet gear, which both with the respective radially inner sun gear, and the respective radially surrounding ring gear is in meshing engagement. However, they are particularly preferred for the first planetary gear set P1 , at the second planetary gear set P2 , at the third planetary gear set P3 and also with the fourth planetary gear set P4 several planet gears each provided.

Sofern es die Anbindung zulässt, könnten einer oder auch mehrere der Planetenradsätze P1 bis P4 jeweils auch als Plus-Planetensatz ausgeführt werden, wobei im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz dann das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 durch das jeweilige Hohlrad und das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 durch den jeweiligen Planetensteg gebildet und zudem eine jeweilige Getriebestandübersetzung um eins erhöht werden muss. Bei einem Plus-Planetenradsatz führt der Planetensteg dann mindestens ein Planetenradpaar drehbar gelagert, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem radial innenliegenden Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.If the connection allows, one or more of the planetary gear sets could P1 to P4 each also be designed as a plus planetary gear set, the respective second element then being compared to the design as a minus planetary gear set E21 or. E22 or. E23 or. E24 by the respective ring gear and the respective third element E31 or. E32 or. E33 or. E34 formed by the respective planetary web and also a respective gear ratio must be increased by one. In the case of a plus planetary gear set, the planet carrier then has at least one pair of planet gears rotatably mounted, one of whose planet gears a planet gear meshes with the radially inner sun gear and a planet gear meshes with the radially surrounding ring gear, and the planet gears mesh with one another.

Wie in 3 zu erkennen ist, umfasst der Radsatz RS insgesamt fünf Schaltelemente in Form eines ersten Schaltelements A, eines zweiten Schaltelements B, eines dritten Schaltelements C, eines vierten Schaltelements D und eines fünften Schaltelements E. Dabei sind die Schaltelemente A, B, C, D und E jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt und liegen bevorzugt als Lamellenschaltelemente vor. Während das erste Schaltelement A und das zweite Schaltelement B als Bremsen ausgebildet sind, handelt es sich bei dem dritten Schaltelement C, dem vierten Schaltelement D und auch dem fünften Schaltelement E um Kupplungen.As in 3 can be seen, includes the wheelset RS a total of five switching elements in the form of a first switching element A. , a second switching element B. , a third switching element C. , a fourth switching element D. and a fifth switching element E. . Here are the switching elements A. , B. , C. , D. and E. each designed as non-positive switching elements and are preferably in the form of lamellar switching elements. While the first switching element A. and the second switching element B. are designed as brakes, it is the third switching element C. , the fourth switching element D. and also the fifth switching element E. to clutches.

Die Antriebswelle GW1 des Elektrofahrzeuggetriebes G ist ständig drehfest mit dem zweiten Element E22 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und kann durch Schließen des dritten Schaltelements C drehfest mit dem dritten Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 in Verbindung gebracht werden, welches ständig drehfest mit dem ersten Element E14 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden ist. Ferner sind das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E32 des zweiten Planetenradsatzes P2 ständig drehfest miteinander verbunden. Die Abtriebswelle GW2 steht ständig drehfest mit dem zweiten Element E24 des vierten Planetenradsatzes P4 in Verbindung und kann über das vierte Schaltelement D drehfest mit dem zweiten Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden werden.The drive shaft GW1 of the electric vehicle transmission G is always non-rotatably with the second element E22 of the second planetary gear set P2 connected and can by closing the third switching element C. rotatably with the third element E31 of the first planetary gear set P1 be brought into connection, which is permanently rotationally fixed with the first element E14 of the fourth planetary gear set P4 connected is. Furthermore are the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E32 of the second planetary gear set P2 permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. The output shaft GW2 is always rotationally fixed with the second element E24 of the fourth planetary gear set P4 in connection and can use the fourth switching element D. rotationally fixed to the second element E21 of the first planetary gear set P1 get connected.

Wie zudem in 3 zu erkennen ist, sind das erste Element E12 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das erste Element E13 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Betätigen des ersten Schaltelements A festgesetzt werden, wobei dies vorliegend durch drehfeste Verbindung mit dem Getriebegehäuse GG des Elektrofahrzeuggetriebes G verwirklicht wird. Ebenso kann auch das dritte Element E33 des dritten Planetenradsatzes P3 am Getriebegehäuse GG festgesetzt werden, wozu das zweite Schaltelement B zu schließen ist. Des Weiteren sind das zweite Element E23 des dritten Planetenradsatzes P3 und das dritte Element E34 des vierten Planetenradsatzes P4 ständig drehfest miteinander verbunden. Schließlich können das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 durch Betätigen des fünften Schaltelements E drehfest miteinander verbunden werden, was ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1 nach sich zieht.As also in 3 can be seen are the first element E12 of the second planetary gear set P2 and the first element E13 of the third planetary gear set P3 permanently connected to one another in a rotationally fixed manner and can be operated together by pressing the first switching element A. be fixed, this in the present case by a non-rotatable connection with the gear housing GG of the electric vehicle transmission G is realized. The third element can also E33 of the third planetary gear set P3 on the gearbox GG are set, including the second switching element B. is to close. Furthermore are the second element E23 of the third planetary gear set P3 and the third element E34 of the fourth planetary gear set P4 permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. Finally, the first item can E11 of the first planetary gear set P1 and the third element E31 of the first planetary gear set P1 by actuating the fifth switching element E. be rotatably connected to each other, what a blocking of the first planetary gear P1 entails.

Die Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 liegen koaxial zu der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2, wobei sie auf eine Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1, an welcher eine Anbindung an die Übersetzungsstufe PS hergestellt ist, axial folgend in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3 und schließlich vierter Planetenradsatz P4 angeordnet sind.The planetary gear sets P1 , P2 , P3 and P4 are coaxial with the drive shaft GW1 and the output shaft GW2 , taking them to a junction GW1-A the drive shaft GW1 , at which a connection to the translation stage PS is made, following axially in the order of the first planetary gear set P1 , second planetary gear set P2 , third planetary gear set P3 and finally fourth planetary gear set P4 are arranged.

Wie zudem aus 3 hervorgeht, ist das erste Schaltelement A radial umliegend zu den Planetenradsätzen P1 bis P4 platziert und liegt axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz P2 und dem dritten Planetenradsatz P3. Ebenso ist auch das zweite Schaltelement B radial umliegend zu den Planetenradsätzen P1 bis P4 angeordnet, wobei das zweite Schaltelement B axial auf Höhe des dritten Planetenradsatzes P3 liegt. Das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E liegen axial zwischen dem ersten Planetenradsatz P1 und dem zweiten Planetenradsatz P2, wobei das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement E hierbei axial im Wesentlichen auf derselben Höhe liegen und das fünfte Schaltelement E radial innen liegend zum dritten Schaltelement C angeordnet ist. Schließlich ist noch das vierte Schaltelement D axial auf einer dem zweiten Planetenradsatz P2 abgewandt liegenden Seite des ersten Planetenradsatzes P1 vorgesehen.How also from 3 is the first switching element A. radially surrounding the planetary gear sets P1 to P4 placed and lies axially between the second planetary gear set P2 and the third planetary gear set P3 . The second switching element is also the same B. radially surrounding the planetary gear sets P1 to P4 arranged, the second switching element B. axially at the level of the third planetary gear set P3 lies. The third switching element C. and the fifth switching element E. lie axially between the first planetary gear set P1 and the second planetary gear set P2 , the third switching element C. and the fifth switching element E. here are axially essentially at the same height and the fifth switching element E. radially inside to the third switching element C. is arranged. Finally, there is the fourth switching element D. axially on one of the second planetary gear set P2 remote side of the first planetary gear set P1 intended.

Ferner geht aus 4 eine schematische Ansicht eines Radsatzes RS entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, wie er ebenfalls bei dem Elektrofahrzeuggetriebes G in 2 zur Anwendung kommen kann. Dabei entspricht diese Ausgestaltungsmöglichkeit weitestgehend der vorhergehenden Variante nach 3, mit dem Unterschied, dass ein fünftes Schaltelement E bei Betätigung nun das erste Element E11 des ersten Planetenradsatzes P1 und das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet, was erneut ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1 nach sich zieht. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 4 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Further goes out 4th a schematic view of a wheel set RS in accordance with a second possible embodiment of the invention, as is also the case with the electric vehicle transmission G in 2 can be used. This configuration option largely corresponds to the previous variant 3 , with the difference that a fifth switching element E. when pressed the first element E11 of the first planetary gear set P1 and the second element E21 of the first planetary gear set P1 non-rotatable connects with each other, which again a blocking of the first planetary gear set P1 entails. Otherwise, the design option corresponds to 4th according to the variant 3 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Schließlich zeigt 5 noch eine schematische Darstellung eines Radsatzes RS gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wie er ebenfalls bei dem Elektrofahrzeuggetriebes G aus 2 Anwendung finden kann. Auch diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Variante nach 3, wobei im Unterschied dazu nun ein fünftes Schaltelement E im geschlossenen Zustand das zweite Element E21 des ersten Planetenradsatzes P1 und das dritte Element E31 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest miteinander verbindet. Dies bewirkt erneut ein Verblocken des ersten Planetenradsatzes P1. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 5 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Finally shows 5 Another schematic representation of a wheelset RS according to a third embodiment of the invention, as it is also in the case of the electric vehicle transmission G out 2 Can apply. This embodiment also essentially corresponds to the variant according to 3 , in contrast to this now a fifth switching element E. in the closed state the second element E21 of the first planetary gear set P1 and the third element E31 of the first planetary gear set P1 non-rotatably connected. This causes the first planetary gear set to lock again P1 . Otherwise, the embodiment corresponds to 5 according to the variant 3 , so that reference is made to what has been described in this regard.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann ein Elektrofahrzeuggetriebes geschaffen werden, bei welchem eine Elektromaschine auf effektive Art und Weise eingebunden ist.By means of the embodiments according to the invention, an electric vehicle transmission can be created in which an electric machine is integrated in an effective manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

GG: Getriebetransmission
RSRS: RadsatzWheelset
GGGG: GetriebegehäuseGear housing
P1P1: Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
E11E11: Erstes Element des ersten PlanetenradsatzesFirst element of the first planetary gear set
E21E21: Zweites Element des ersten PlanetenradsatzesSecond element of the first planetary gear set
E31E31: Drittes Element des ersten PlanetenradsatzesThird element of the first planetary gear set
P2P2: Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
E12E12: Erstes Element des zweiten PlanetenradsatzesFirst element of the second planetary gear set
E22E22: Zweites Element des zweiten PlanetenradsatzesSecond element of the second planetary gear set
E32E32: Drittes Element des zweiten PlanetenradsatzesThird element of the second planetary gear set
P3P3: Dritter PlanetenradsatzThird planetary gear set
E13E13: Erstes Element des dritten PlanetenradsatzesFirst element of the third planetary gear set
E23E23: Zweites Element des dritten PlanetenradsatzesSecond element of the third planetary gear set
E33E33: Drittes Element des dritten PlanetenradsatzesThird element of the third planetary gear set
P4P4: Vierter PlanetenradsatzFourth planetary gear set
E14E14: Erstes Element des vierten PlanetenradsatzesFirst element of the fourth planetary gear set
E24E24: Zweites Element des vierten PlanetenradsatzesSecond element of the fourth planetary gear set
E34E34: Drittes Element des vierten PlanetenradsatzesThird element of the fourth planetary gear set
AA.: Erstes SchaltelementFirst switching element
BB.: Zweites SchaltelementSecond switching element
CC.: Drittes SchaltelementThird switching element
DD.: Viertes SchaltelementFourth switching element
EE.: Fünftes SchaltelementFifth switching element
GW1GW1: Antriebswelledrive shaft
GW1-AGW1-A: AnschlussstelleJunction
GW2GW2: AbtriebswelleOutput shaft
EMEM: ElektromaschineElectric machine
SS.: Statorstator
RR.: Rotorrotor
PSPS: ÜbersetzungsstufeTranslation stage
AGAG: DifferentialgetriebeDifferential gear
DWDW: AntriebsräderDrive wheels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED 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 the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely 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 102017220073 A1 [0003, 0014]

Claims

Electric vehicle transmission (G), comprising an electric machine (EM), a drive shaft (GW1), an output shaft (GW2) and a gear set (RS), several switching elements (A, B, C, D, E) being provided through their selective Actuation, the drive shaft (GW1) can be coupled to the output shaft (GW2) via the wheelset (RS), showing different gear ratios, and the electric machine (EM) is connected to the drive shaft (GW1), characterized in that the wheelset (RS) has several planetary gear sets (P1, P2, P3, P4), each of which comprises several elements (E11, E21, E31, E12, E22, E32, E13, E23, E33, E14, E24, E34).

Electric vehicle transmission (G) according to Claim 1 , characterized in that the gear set (RS) has a first planetary gear set (P1), a second planetary gear set (P2), a third planetary gear set (P3) and a fourth planetary gear set (P4), each of which has a first element (E11, E12, E13, E14), a second element each (E21, E22, E23, E24) and a third element (E31, E32, E33, E34) are assigned, with a first switching element (A), a second switching element (B) , a third switching element (C), a fourth switching element (D) and a fifth switching element (E) are provided.

Electric vehicle transmission (G) according to Claim 2 , characterized in that - that the drive shaft (GW1) is rotatably connected to the second element (E22) of the second planetary gear set (P2), - that the first element (E11) of the first planetary gear set (P1) and the third element (E32) of the second planetary gear set (P2) are non-rotatably connected to each other, - that the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) is non-rotatably connected to the first element (E14) of the fourth planetary gear set (P4), - that the first element (E12) of the second planetary gear set (P2) and the first element (E13) of the third planetary gear set (P3) are non-rotatably connected to one another and can be fixed via the first switching element (A), - that the second element (E23) of the third planetary gear set (P3) is non-rotatable is connected to the third element (E34) of the fourth planetary gear set (P4), - that the output shaft (GW2) is non-rotatably connected to the second element (E24) of the fourth planetary gear set (P4), - that the third E element (E33) of the third planetary gear set (P3) can be fixed by means of the second shift element (B), - that the drive shaft (GW1) is connected to the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) in a rotationally fixed manner via the third shift element (C) can be brought, - that the output shaft (GW2) can be connected non-rotatably to the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) by means of the fourth shift element (D), - and that two of the elements (E11, E21, E31) of the first planetary gear set (P1) can be connected to one another in a rotationally fixed manner via the fifth switching element (E).

Electric vehicle transmission (G) according to Claim 3 , characterized in that the fifth switching element (E), when actuated, the first element (E11) and the third element (E31) of the first planetary gear set (P1) or the second element (E21) and the third element (E31) of the first planetary gear set ( P1) or the first element (E11) and the second element (E21) of the first planetary gear set (P1) non-rotatably connected to one another.

Electric vehicle transmission (G) according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the respective planetary gear set (P1; P2; P3; P4) is present as a minus planetary gear set, the respective first element (E11; E12; E13; E14) of the respective planetary gear set (P1; P2; P3; P4) around a respective sun gear, with the respective second element (E21; E22; E23; E24) of the respective planetary gear set (P1; P2; P3; P4) around a respective planetary web and with the respective third element (E31; E32; E33; E34) of the respective planetary gear set (P1; P2; P3; P4) is a respective ring gear.

Electric vehicle transmission according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the respective planetary gear set is present as a plus planetary gear set, the respective first element of the respective planetary gear set being a respective sun gear, the respective second element of the respective planetary gear set being a respective ring gear and the respective third element of the respective Planetary gear set is a respective planetary web.

Electric vehicle transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the shift elements (A, B, C, D, E) are each implemented as a non-positive shift element.

Electric vehicle transmission (G) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (EM) is placed coaxially with the planetary gear sets (P1, P2, P3, P4), a rotor (R) of the electric machine (EM) being fixed against rotation with the drive shaft is connected or is connected to the drive shaft (GW1) via at least one transmission stage (PS).

Electric vehicle transmission according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the electric machine is placed axially offset to the planetary gear sets, a rotor of the electric machine being coupled to the drive shaft via at least one transmission stage.

Motor vehicle drive train for an electric vehicle, comprising an electric vehicle transmission (G) according to one or more of the Claims 1 to 9 .