DE102020100606A1 - Antriebssystem für ein Hybridkraftfahrzeug, mit zwei elektrischen Maschinen und einer längs eingebauten Verbrennungskraftmaschine; sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebssystem für ein Hybridkraftfahrzeug, mit zwei elektrischen Maschinen und einer längs eingebauten Verbrennungskraftmaschine; sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Lionel Huber
Dierk Reitz
Andreas Kaksa
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem (1) für ein Hybridkraftfahrzeug (2), mit einer Verbrennungskraftmaschine (3), einer seitens ihrer Rotorwelle (4) permanent mit einer Ausgangswelle (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch gekoppelten sowie koaxial zu dieser Ausgangswelle (5) angeordneten, ersten elektrischen Maschinen (6), einer ebenfalls mit ihrer Rotorwelle (7) koaxial zu der Ausgangswelle (5) angeordneten, über eine Kupplung (8) von der ersten elektrischen Maschine (6) abkoppelbaren, zweiten elektrischen Maschine (9), sowie zumindest einem zwei Ausgänge (10a, 10b; 11a, 11b) aufweisenden Differenzialgetriebe (12, 13), wobei die Rotorwelle (7) der zweiten elektrischen Maschine (9) über eine feste Getriebestufe (16) permanent mit einem Eingang (14, 15) des zumindest einen Differenzialgetriebes (12, 13) verbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2) mit diesem Antriebssystem (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Hybridkraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine, einer seitens ihrer Rotorwelle permanent mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine rotatorisch gekoppelten sowie koaxial zu dieser Ausgangswelle angeordneten, ersten elektrischen Maschine, einer ebenfalls mit ihrer Rotorwelle koaxial zu der Ausgangswelle angeordneten, über eine Kupplung von der ersten elektrischen Maschine abkoppelbaren, zweiten elektrischen Maschine, sowie zumindest einem zwei Ausgänge aufweisenden Differenzialgetriebe. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit diesem Antriebssystem.
  • Gattungsgemäße Antriebssysteme sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart bspw. die WO 2007/004356 A1 eine Antriebsvorrichtung für Hybridfahrzeuge mit zwei elektrischen Motoren. Weiterer Stand der Technik ist mit der DE 10 2017 127 695 A1 , der DE 10 2018 103 245 A1 sowie der US 2004/0084233 A1 bekannt.
  • Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Antriebssysteme besteht jedoch darin, dass diese häufig relativ großbauend sowie komplex im Aufbau ausgebildet sind. Insbesondere werden meist zusätzliche komplexe Schaltgetriebe, wie Automatikgetriebe, eingesetzt, die neben der Tatsache, dass sie zusätzlichen Bauraum einnehmen, auch den Herstell- und Montageaufwand des Antriebssystems nachteilig beeinflussen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein effizient arbeitendes Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, das in seinem Aufbau möglichst einfach und bauraumsparend umgesetzt ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine über eine feste / fest eingestellte / unveränderbare Getriebestufe permanent mit einem Eingang des zumindest einen Differenzialgetriebes rotatorisch gekoppelt / verbunden ist.
  • Dadurch wird die Verbindung zwischen der Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine und dem Differenzialgetriebe direkt und unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl zusätzlicher Bestandteile realisiert. Eine deutliche Bauraumeinsparung gegenüber bekannten Ausführungen ist die Folge. Des Weiteren ist es möglich zumindest die zweite elektrische Maschine kleiner zu dimensionieren.
  • Weiterführende, erfindungsgemäße Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Ist die Getriebestufe als eine Planetengetriebestufe ausgebildet, wird der benötigte Bauraum weiter reduziert.
  • Zur Erzielung einer optimierten Übersetzung hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn ein Sonnenrad der Getriebestufe mit der Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine verbunden ist.
  • Dabei ist es ebenfalls von Vorteil, wenn ein Hohlrad der Getriebestufe mit einer Verbindungswelle, die über die Kupplung mit der Rotorwelle der ersten elektrischen Maschine koppelbar ist, und/oder mit dem Eingang des zumindest einen Differenzialgetriebes permanent rotatorisch gekoppelt ist.
  • Ein Planetenträger der Getriebestufe ist vorzugsweise gehäusefest abgestützt.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn eine Kardanwelle als Koppelelement zwischen der Getriebestufe und dem Eingang eines ersten Differenzialgetriebes eingesetzt ist. Diese Art von Koppelung bewirkt eine weitere Einsparung an Bauraum.
  • Diesbezüglich ist es auch zweckmäßig, wenn die Kardanwelle über eine Verzahnungsstufe mit dem Eingang des ersten Differenzialgetriebes verbunden ist. Die Verzahnungsstufe ist bevorzugt als Kegelradverzahnungsstufe umgesetzt.
  • Ist ein Bestandteil der Getriebestufe, alternativ oder zusätzlich zu dessen Koppelung mit dem ersten Differenzialgetriebe, über zumindest eine Verzahnungsstufe mit einem Eingang eines zweiten Differenzialgetriebes verbunden, ist die Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine auch permanent mit einem weiteren Differenzialgetriebe gekoppelt. Dadurch lässt sich auf einfache Weise entweder ein Vorderradantrieb, ein Hinterradantrieb oder ein Allradantrieb verwirklichen.
  • In diesem Zusammenhang hat es sich zudem als vorteilhaft für eine kompakte Bauweise herausgestellt, wenn das Hohlrad über eine erste Verzahnungsstufe mit einer parallel zu der Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine angeordneten Zwischenwelle rotatorisch gekoppelt ist, welche Zwischenwelle weiter mit dem Eingang des zweiten Differenzialgetriebes verbunden ist.
  • Zudem ist es von Vorteil, wenn die Zwischenwelle über eine zweite Verzahnungsstufe mit dem Eingang des zweiten Differenzialgetriebes verbunden ist. Die zweite Verzahnungsstufe ist weiter bevorzugt als Kegelradverzahnungsstufe umgesetzt.
  • Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine über einen Torsionsschwingungsdämpfer, der vorzugsweise als ein Zweimassenschwungrad umgesetzt ist, mit der Rotorwelle der ersten elektrischen Maschine verbunden ist. Dadurch wird die Verbrennungskraftmaschine in dem jeweiligen Betriebsmodus auf geschickte Weise gedämpft an den weiteren Antriebsstrang angekoppelt.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine parallel oder koaxial zu einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
  • In diesem Bezug ist es auch von Vorteil, wenn jeder Ausgang des ersten Differenzialgetriebes mit einem Hinterrad (des Kraftfahrzeuges) drehfest verbunden ist und/oder jeder Ausgang des zweiten Differenzialgetriebes mit einem Vorderrad (des Kraftfahrzeuges) drehfest verbunden ist.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein einfaches Hybridgetriebe mit zwei elektrischen Maschinen für einen längs eingebauten Verbrennungsmotor (/Verbrennungskraftmaschine) umgesetzt.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel, in dem eine Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine sowie zwei Rotorwellen zweier elektrischer Maschinen koaxial zueinander angeordnet sind und über eine Getriebestufe und eine Kardanwelle mit einem Hinterraddifferenzial gekoppelt sind, sowie
    • 2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, in dem die mit einer Rotorwelle einer zweiten elektrischen Maschine direkt gekoppelte Getriebestufe sowohl mit der Kardanwelle als auch, unter Zwischenschaltung zweier Verzahnungsstufen, mit einem zweiten Differenzialgetriebe gekoppelt ist.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Mit 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Antriebssystem 1 ist als hybrides Antriebssystem 1 realisiert und folglich in einem bevorzugten Einsatzbereich in einem Hybridkraftfahrzeug 2, das in 1 schematisch angedeutet ist, eingesetzt.
  • Das Antriebssystem 1 weist eine Verbrennungskraftmaschine 3, bspw. in Form eines Otto- oder Dieselmotors, auf, die mit ihrer Ausgangswelle 5 (Kurbelwelle) entlang, d.h. parallel oder koaxial zu einer gedachten Fahrzeuglängsachse 22 / Fahrzeugmittelachse des Kraftfahrzeugs 2 ausgerichtet ist.
  • Das Antriebssystem 1 dient in dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1, wie nachfolgend näher beschrieben, zum Antrieb zweier Hinterräder 24 einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges 2. In weiteren Ausführungsbeispielen, wie nachfolgend in Verbindung mit 2 beschrieben, ist dieses Antriebssystem 1 alternativ zum Antrieb zweier Vorderräder 25 einer Vorderachse des Kraftfahrzeuges 2 oder gar als Allradantrieb, d. h. zum Antrieb aller Räder 24, 25 des Kraftfahrzeuges 2 ausgebildet.
  • Die Ausgangswelle 5 ist koaxial zu einer (ersten) Rotorwelle 4 einer ersten elektrischen Maschine 6 angeordnet. Die Ausgangswelle 5 ist permanent mit der ersten Rotorwelle 4 rotatorisch gekoppelt / verbunden. In dieser Ausführung ist die Ausgangswelle 5 über einen Torsionsschwingungsdämpfer 21, hier in Form eines Federdämpfers (bspw. Zweimassenschwungrad), mit der ersten Rotorwelle 4 verbunden.
  • Die erste elektrische Maschine 6 ist derart ausgebildet, dass sie in einem ersten Betriebsmodus des Antriebssystems 1 als eine Generatormaschine schaltbar ist. Die erste elektrische Maschine 6 weist einen (ersten) Stator 26 auf, der fest in einem Gehäuse 27 aufgenommen ist. Relativ zu dem ersten Stator 26 ist ein (erster) Rotor 28 der ersten elektrischen Maschine 6 verdrehbar gelagert. Der erste Rotor 28 ist drehfest mit der ersten Rotorwelle 4 verbunden. Die erste Rotorwelle 4 ist über zwei Lager 29a, 29b relativ zu dem Gehäuse 27 gelagert.
  • Neben der ersten elektrischen Maschine 6 ist eine zweite elektrische Maschine 9 vorhanden. Die zweite elektrische Maschine 9 dient in dem ersten Betriebsmodus des Antriebssystems 1 als eine Antriebsmaschine / eine Fahrmaschine. Auch die zweite elektrische Maschine 9 weist einen gehäusefest aufgenommenen (zweiten) Stator 30 und einen relativ zu dem zweiten Stator 30 verdrehbar aufgenommenen (zweiten) Rotor 31 auf. Der zweite Rotor 31 ist direkt mit einer, der zweiten elektrischen Maschine 9 zugeordneten, zweiten Rotorwelle 7 verbunden. Insbesondere nimmt die zweite Rotorwelle 7 den zweiten Rotor 31 direkt an einer Mantelfläche eines die zweite Rotorwelle 7 ausbildenden Rohres drehfest auf. Die zweite Rotorwelle 7 ist koaxial zu der ersten Rotorwelle 4 sowie zu der Ausgangswelle 5 angeordnet. Die zweite Rotorwelle 7 ist über zwei weitere Lager 29c, 29d relativ zu dem Gehäuse 27 gelagert.
  • Des Weiteren ist zu erkennen, dass die zweite Rotorwelle 7 als Hohlwelle ausgeformt ist und von einer Verbindungswelle 36 axial durchdrungen ist. Diese Verbindungswelle 36 ist ebenfalls koaxial zu den Rotorwellen 4, 7 und der Ausgangswelle 5 angeordnet. Die Verbindungswelle 36 ist über eine Kupplung 8, die vorzugsweise als Reibkupplung realisiert ist, an die erste Rotorwelle 4 ankoppelbar oder von dieser entkoppelbar. In einer geschlossenen Stellung der Kupplung 8 ist die erste Rotorwelle 4 folglich drehfest mit der Verbindungswelle 36 verbunden; in einer geöffneten Stellung der Kupplung 8 sind die erste Rotorwelle 4 und die Verbindungswelle 36 voneinander entkoppelt, d. h. frei relativ zueinander verdrehbar. Es ist zu erkennen, dass die Kupplung 8 axial zwischen einem Flanschbereich 32 der ersten Rotorwellen 4, an dem der erste Rotor 28 aufgenommen ist, und dem zweiten Rotor 31 / einem Mantelbereich 33 der zweiten Rotorwelle 7, an dem der zweite Rotor 31 aufgenommen ist, angeordnet ist. Die Verbindungswelle 36 ist über ein weiteres Lager 29e relativ zu der zweiten Rotorwelle 7 gelagert.
  • Die Verbindungswelle 36 ist über eine (optional) zwischengeschaltete Abtriebswelle 41 mit einer Kardanwelle 23, an ihrem der ersten elektrischen Maschine 6 abgewandten Ende, mit einem Eingang 14 des ersten Differenzialgetriebes 12 verbunden. Demnach sind die Ausgangswelle 5, die erste Rotorwelle 4, die zweite Rotorwelle 7 und die Verbindungswelle 36 koaxial zueinander angeordnet. Die Ausgangswelle 5, die erste Rotorwelle 4 und die Verbindungswelle 36 sind in Reihe zueinander angeordnet, während die zweite Rotorwelle 7 die Verbindungswelle 36 radial von außen umgibt.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen der zweiten Rotorwelle 7 und der Verbindungswelle 36 und folglich zwischen der zweiten Rotorwelle 7 und der Kardanwelle 23 eine feste Getriebestufe 16 wirkend eingesetzt. Die Getriebestufe 16 ist in dieser Ausführung durch ein Planetengetriebe zur Verfügung gestellt und somit als feste Planetengetriebestufe alternativ bezeichnet.
  • Die Getriebestufe 16 weist ein Sonnenrad 34 auf, das direkt drehfest an der zweiten Rotorwelle 7 angebracht ist bzw. durch diese zweite Rotorwelle 7 ausgebildet ist. Mehrere, mit dem Sonnenrad 34 in Zahneingriff befindliche Planetenräder 37 der Getriebestufe 16 sind an einem gehäusefest gehaltenen Planetenträger 38 aufgenommen / gelagert. Ein wiederum mit den Planetenrädern 37 in Zahneingriff befindliches Hohlrad 35 der Getriebestufe 16 ist direkt mit der Verbindungswelle 36 drehfest verbunden. Die Getriebestufe 16 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass von der zweiten Rotorwelle 7 zur Verbindungswelle 36 hin eine Übersetzung ins Langsame erfolgt.
  • Des Weiteren ist zu erkennen, dass in dieser Ausführung die Abtriebswelle 41, axial versetzt zu den Lagern 29a bis 29e, mit zwei weiteren Lagern 29f, 29g relativ zu dem Gehäuse 27 gelagert ist. Somit sind in dieser Ausführung zur Lagerung der beiden Rotorwellen 4, 7, der Verbindungswelle 36 und der Abtriebswelle 41 nicht mehr als sieben Lager eingesetzt.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel dient die Kardanwelle 23 zur Umsetzung der Drehverbindung der Abtriebswelle 41 / der Verbindungswelle 36 / der zweiten Rotorwelle 7 mit dem Eingang 14 des ersten Differenzialgetriebes 12, wobei die Kardanwelle 23 an einem der ersten elektrischen Maschine 6 abgewandten Ende der Abtriebswelle 41 anschließt. Die Kardanwelle 23 ist über eine (dritte) Verzahnungsstufe 19 mit dem Eingang 14 des ersten Differenzialgetriebes 12 gekoppelt. Der Eingang 14 ist auf typische Weise als ein Eingangszahnrad realisiert. Der Eingang 14 ist in dieser Ausführung als ein Kegelzahnrad umgesetzt und die dritte Verzahnungsstufe 19 somit als Kegelradverzahnung ausgebildet.
  • Zwei, jeweils mit einem Hinterrad 24 in diesem ersten Ausführungsbeispiel verbundene Ausgänge 10a, 10b des ersten Differenzialgetriebes 12 sind schräg, nämlich im Wesentlichen senkrecht, zu der Ausgangswelle 5 und den Rotorwellen 4, 7 angeordnet.
  • Bei geschlossener Kupplung 8 treibt die Verbrennungskraftmaschine 3 das Kraftfahrzeug 2 in einem zweiten Betriebsmodus somit direkt an (unter wahlweiser Antriebsunterstützung durch die zweite elektrische Maschine 9).
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 ist eine alternative Ausbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 ersichtlich. Der grundlegende Aufbau dieses zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels, weshalb der Kürze wegen nachfolgend lediglich die Unterschiede zwischen diesen beiden Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
  • In Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel der 2 ist zu erkennen, dass das Hohlrad 35 gleichzeitig eine Verbindung zu einer Zwischenwelle 20, die weiter mit einem zweiten Differenzialgetriebe 13 verbunden ist, bildet. Das Hohlrad 35 weist demzufolge eine Außenverzahnung 39 auf, die sich mit einem Verzahnungsabschnitt 40 der Zwischenwelle 20 in Zahneingriff befindet. Durch die Außenverzahnung 39 und den Verzahnungsabschnitt 40 ist eine erste Verzahnungsstufe 17 (in Form einer Stirnradverzahnungsstufe) zwischen dem Hohlrad 35 der Getriebestufe 16 und der Zwischenwelle 20 wirkend eingesetzt.
  • Die Zwischenwelle 20 ist parallel zu den Rotorwellen 4, 7 angeordnet. Die Zwischenwelle 20 ist über eine weitere zweite Verzahnungsstufe 18, hier in Form einer Kegelradverzahnung ausgebildet, mit einem Eingang 15 des zweiten Differenzialgetriebes 13 verbunden. Der Eingang 15 ist folglich als Kegelzahnrad realisiert. Somit kommt es zu einer permanenten rotatorischen Koppelung der zweiten Rotorwelle 7 mit dem Eingang 15 des zweiten Differenzialgetriebes 13. Die Drehverbindung der Verbindungswelle 36 / zweiten Rotorwelle 7 mit dem Eingang 15 des zweiten Differenzialgetriebes 13 ist demnach durch die Zwischenwelle 20 und die beiden ersten und zweiten Verzahnungsstufen 17, 18 umgesetzt.
  • Somit ist mit 2 die Verbindungswelle 36 / zweite Rotorwelle 7 mit einem weiteren zweiten Differenzialgetriebe 13 (Vorderraddifferenzial), unter Umsetzung eines Allradantriebes, gekoppelt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 auch lediglich das zweite Differenzialgetriebe 13, d. h. ohne das erste Differenzialgetriebe 12, unter Umsetzung eines Vorderradantriebes, vorhanden ist.
  • Die beiden Ausgänge 11a, 11b des zweiten Differenzialgetriebes 13 sind ebenfalls schräg, nämlich im Wesentlichen senkrecht, zu den Rotorwellen 4, 7 sowie der Ausgangswelle 5 ausgerichtet. In diesen Zusammenhang sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass die Darstellung nach 2 derart zu verstehen ist, dass der erste Ausgang 11a des zweiten Differenzialgetriebes 13 die erste Rotorwelle 4 unterhalb oder oberhalb der Zeichnungsebene kreuzt, sodass selbstverständlich die erste Rotorwelle 4 nicht mit dem ersten Ausgang 11 a direkt verbunden ist.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, kommt es somit erfindungsgemäß zu einem direkten Antrieb aller Maschinen (umfassend Verbrennungskraftmaschine 3, erste elektrische Maschine 6 und zweite elektrische Maschine 9) ohne variable Übersetzungen bis zum Differenzial 12, 13 hin. 1 stellt den denkbar einfachsten Antrieb für ein Getriebe mit zwei elektrischen Maschinen 6, 9 dar. Die Verbrennungskraftmaschine 3 leitet in einem (ersten Betriebsmodus) über einen Torsionsdämpfer 21 Drehmoment auf eine Generatormaschine 6. Bei offener Kupplung 8 (Kupplung K0) erzeugt diese erste elektrische Maschine 6 somit elektrische Energie zum Laden einer Batterie des Kraftfahrzeuges 2 oder zum elektrischen Betrieb / Antrieb der Fahrmaschine (zweite elektrische Maschine 9). Diese zweite elektrische Maschine 9 treibt bei offener Kupplung 8 eine Kardanwelle 23 an, die die Drehbewegung auf ein Hinterraddifferenzial 12 leitet und damit das Fahrzeug 2 antreibt. Bei geschlossener Kupplung 8 (zweiter Betriebsmodus) kann die Verbrennungskraftmaschine 3 das Fahrzeug 2 direkt antreiben. Dies geschieht ohne nachgeschaltetes Getriebe. Die Übersetzung der drei Maschinen 3, 6, 9 zum Rad 24 wird nur über die feste Differenzialübersetzung definiert.
  • Durch das Antriebssystem 1 der 1 ist eine Ausbaustufe gezeigt, mit der eine höher drehende zweite elektrische Maschine 9 einsetzbar ist, wobei ein Planetensatz 16 mit einer festen Übersetzung vorgeschaltet ist. Dies kann vorteilhaft sein, um die zweite elektrische Maschine 9 bei gleicher Leistung im Vergleich zum Stand der Technik kleiner zu bauen. Zusätzlich zu den Rotorwellen 4, 7 ist eine weitere Rotorwelle (Verbindungswelle) 36 vorhanden, ebenso eine mit der Verbindungswelle 36 gekoppelte Abtriebswelle 41. Ohne betrachtete Planetenlagerung sind somit nicht mehr als sieben Lager vorhanden.
  • Mit 2 ist eine Variante zu 1 dargestellt, wiederum mit einem Längseinbau der Verbrennungskraftmaschine 3, jedoch mit Frontantrieb, wobei optional durch Beibehaltung der Kardanwelle 23 und des Hinterraddifferenzials 12 auch ein Allradantrieb umgesetzt ist. Für den Frontantrieb wird über eine (feste) Übersetzungsstufe das Drehmoment auf eine weitere Welle (Zwischenwelle 20) auf das Differenzial 13 übertragen. Vorteilhaft ist dabei die Auslegung der Übersetzungsstufe (über die erste und zweite Verzahnungsstufe 17, 18) mit einer Übersetzung i=1, die jedoch nicht zwingend notwendig ist. Bei dem Vorsehen eines Allradantriebs ist auf jeden Fall die Übersetzung so zu wählen, dass die Abtriebsdrehzahlen beider Differenziale 12, 13 gleich sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebssystem
    2
    Kraftfahrzeug
    3
    Verbrennungskraftmaschine
    4
    erste Rotorwelle
    5
    Ausgangswelle
    6
    erste elektrische Maschine
    7
    zweite Rotorwelle
    8
    Kupplung
    9
    zweite elektrische Maschine
    10a
    erster Ausgang des ersten Differenzialgetriebes
    10b
    zweiter Ausgang des ersten Differenzialgetriebes
    11a
    erster Ausgang des zweiten Differenzialgetriebes
    11b
    zweiter Ausgang des zweiten Differenzialgetriebes
    12
    erstes Differenzialgetriebe
    13
    zweites Differenzialgetriebe
    14
    Eingang des ersten Differenzialgetriebes
    15
    Eingang des zweiten Differenzialgetriebes
    16
    Getriebestufe
    17
    erste Verzahnungsstufe
    18
    zweite Verzahnungsstufe
    19
    dritte Verzahnungsstufe
    20
    Zwischenwelle
    21
    Torsionsschwingungsdämpfer
    22
    Fahrzeuglängsachse
    23
    Kardanwelle
    24
    Hinterrad
    25
    Vorderrad
    26
    erster Stator
    27
    Gehäuse
    28
    erster Rotor
    29a
    erstes Lager
    29b
    zweites Lager
    29c
    drittes Lager
    29d
    viertes Lager
    29e
    fünftes Lager
    29f
    sechstes Lager
    29g
    siebtes Lager
    30
    zweiter Stator
    31
    zweiter Rotor
    32
    Flanschbereich der ersten Rotorwelle
    33
    Mantelbereich der zweiten Rotorwelle
    34
    Sonnenrad der Getriebestufe / zweiten Getriebestufe
    35
    Hohlrad der Getriebestufe / zweiten Getriebestufe
    36
    Verbindungswelle
    37
    Planetenrad der Getriebestufe / zweiten Getriebestufe
    38
    Planetenträger der Getriebestufe / zweiten Getriebestufe
    39
    Außenverzahnung
    40
    Verzahnungsabschnitt
    41
    Abtriebswelle
  • 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
    • WO 2007/004356 A1 [0002]
    • DE 102017127695 A1 [0002]
    • DE 102018103245 A1 [0002]
    • US 2004/0084233 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Antriebssystem (1) für ein Hybridkraftfahrzeug (2), mit einer Verbrennungskraftmaschine (3), einer seitens ihrer Rotorwelle (4) permanent mit einer Ausgangswelle (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) rotatorisch gekoppelten sowie koaxial zu dieser Ausgangswelle (5) angeordneten, ersten elektrischen Maschinen (6), einer ebenfalls mit ihrer Rotorwelle (7) koaxial zu der Ausgangswelle (5) angeordneten, über eine Kupplung (8) von der ersten elektrischen Maschine (6) abkoppelbaren, zweiten elektrischen Maschine (9), sowie zumindest einem zwei Ausgänge (10a, 10b; 11a, 11b) aufweisenden Differenzialgetriebe (12, 13), dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (7) der zweiten elektrischen Maschine (9) über eine feste Getriebestufe (16) permanent mit einem Eingang (14, 15) des zumindest einen Differenzialgetriebes (12, 13) verbunden ist.
  2. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufe (16) als eine Planetengetriebestufe ausgebildet ist.
  3. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (34) der Getriebestufe (16) mit der Rotorwelle (7) der zweiten elektrischen Maschine (9) verbunden ist.
  4. Antriebssystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (35) der Getriebestufe (16) mit einer Verbindungswelle (36), die über die Kupplung (8) mit der Rotorwelle (4) der ersten elektrischen Maschine (6) koppelbar ist, und/oder mit dem Eingang (14, 15) des zumindest einen Differenzialgetriebes (12, 13) permanent rotatorisch gekoppelt ist.
  5. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kardanwelle (23) als Koppelelement zwischen der Getriebestufe (16) und dem Eingang (14) eines ersten Differenzialgetriebes (12) eingesetzt ist.
  6. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil (35) der Getriebestufe (16) über zumindest eine Verzahnungsstufe (17) mit einem Eingang (15) eines zweiten Differenzialgetriebes (13) verbunden ist.
  7. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) über einen Torsionsschwingungsdämpfer (21) mit der Rotorwelle (4) der ersten elektrischen Maschine (6) verbunden ist.
  8. Kraftfahrzeug (2) mit einem Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ausgangswelle (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) parallel oder koaxial zu einer Fahrzeuglängsachse (22) des Kraftfahrzeuges (2) angeordnet ist.
  9. Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausgang (10a, 10b) des ersten Differenzialgetriebes (12) mit einem Hinterrad (24) drehfest verbunden ist.
  10. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausgang (11a, 11b) des zweiten Differenzialgetriebes (13) mit einem Vorderrad (25) drehfest verbunden ist.
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