DE102021100728B3

DE102021100728B3 - Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021100728B3
Application number: DE102021100728.3A
Authority: DE
Inventors: Chi Cuong Hoang; Jingyuan Tan
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2041-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (2) für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebseinheit (2) umfasst einen ersten magnetischen Getriebemotor (3) mit einem ersten Flussmodulatorring (16) und mit einem ersten äußeren Rotor (18). Die Antriebseinheit (2) umfasst weiterhin einen zweiten magnetischen Getriebemotor (4) mit einem zweiten Flussmodulatorring (17) und mit einem zweiten äußeren Rotor (19). Ferner umfasst die Antriebseinheit (2) eine erste Ausgangswelle (5) zum Antrieb eines ersten Rades des Kraftfahrzeugs, eine zweite Ausgangswelle (8) zum Antrieb eines zweiten Rades des Kraftfahrzeugs und eine mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24). Die Antriebseinheit (2) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die erste Ausgangswelle (5) auf der Seite des ersten magnetischen Getriebemotors (3) angeordnet ist, und dass die zweite Ausgangswelle (8) auf der Seite des zweiten magnetischen Getriebemotors (4) angeordnet ist. Dabei sind der erste magnetische Getriebemotor (3) und der zweite magnetische Getriebemotor (4) als Außenläufer-Motoren aufgebaut, weisen in einer radialen Richtung (r) der Antriebseinheit (2) den gleichen Aufbau auf und sind in einer axialen Richtung (x) der Antriebseinheit (2) nebeneinander angeordnet, wobei der erste Flussmodulatorring (16) drehfest und direkt mit der zweiten Ausgangswelle (8) verbunden ist, und wobei der zweite Flussmodulatorring (17) mit der ersten Ausgangswelle (5) über die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug.
Es sind magnetische Getriebemotoren bekannt, die in elektrische Maschinen integriert sind. Diese elektrischen Maschinen können Achsen eines Kraftfahrzeugs antreiben. Die US 6 762 524 B2 offenbart in diesem Zusammenhang ein Kopplungssystem mit einer eingangsseitigen Motorwelle, an der eine Motorwellenanordnung mit einer Befestigungsscheibe befestigt ist. Ein zylindrisches Element ist an der Befestigungsscheibe am Umfang ihrer nach vorne gerichteten Fläche befestigt ist und erstreckt sich von dieser weg. Die Befestigungsscheibe und das zylindrische Element sind auf der Motorwelle entlang einer kurzen Distanz durch ein Steuerelement verschiebbar gelagert. Auf der Innenfläche des zylindrischen Elements ist ein elektrisch leitfähiger Kupferzylinder angeordnet. Auf der Ausgangsseite des Kopplungssystems befindet sich eine Maschinenwelle, die mit einer Antriebswelle für Fahrzeugräder verbunden sein kann. Auf der Maschinenwelle ist eine Montagescheibe gelagert, an deren äußerem Rand mehrere Permanentmagnete angebracht sind, die so positioniert sind, dass ihre Nordpole und Südpole sich an den gegenüberliegenden Oberflächen der Scheibe befinden. Die Permanentmagnete sind so angeordnet, dass ihre Nord- und Südflächen sich abwechseln. Die Magnete sind derart beabstandet, dass sich im Kupferzylinder ein Magnetfeld einstellt. Im Betrieb erzeugen die beabstandeten Magnete ein Magnetfeld. Die durch den Betrieb des Motors verursachte Drehung der Motorwellenanordnung führt dazu, dass sich der leitende Kupferzylinder durch das von den Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld bewegt, was dazu führt, dass in dem leitenden Kupferzylinder Wirbelströme erzeugt werden. Die Wirbelströme erzeugen ein sekundäres Magnetfeld, das dazu führt, dass sich die ausgangsseitige Maschinenwelle dreht. Damit ergibt sich eine Kopplung von zwei mechanischen Einrichtungen (Motor und Maschine/Fahrzeugräder) durch magnetische Wirkung ohne direkten mechanischen Kontakt zwischen den beiden Baugruppen.
Bei der Verwendung von konventionellen Differentialgetrieben als Antrieb wird das Getriebe komplexer, was zu einer geringeren Zuverlässigkeit und Reparierbarkeit sowie hohen Wartungskosten führt. Außerdem wird bei der Verwendung von Doppelmotor-Differentialantrieben (zwei Magnet-Getriebemotoren) die Umlenkung der Leistung/des Drehmoments von einem Motor auf das andere Rad nicht möglich sein, so dass das Vektorisieren des Drehmoments eingeschränkt ist. Wenn ein Motor ausfällt, bleibt sein Rad stecken oder wird nicht angetrieben und es gibt keine einfache Möglichkeit, Strom vom anderen Motor zu erhalten. Konventionelle Ansätze für den Differenzialantrieb eines Kraftfahrzeugs auf Basis von Elektromotoren können einen Elektromotor- und ein mechanisches Getriebesystem umfassen (System 1), ein direkt angetriebenes (ohne Getriebe) Elektromotorsystem (System 2) oder ein magnetischgetriebenes Motorsystem (System 3).
Was Größe und Kompaktheit angeht, so leiden die Systeme 1 und 2 in der Regel unter einer geringen Drehmomentdichte, was zu einem sperrigen und einem wenig kompakten Design führt. Das System 3 sollte eine bessere Drehmomentdichte als die anderen beiden haben. Da es aber typischerweise zwei separate magnetische Getriebemotoren bei dem System 3 gibt, ist die Größe und Kompaktheit nicht optimal. Bezüglich der Drehmomentausgabe weisen die Systeme 2 und 3 ein viel geringeres maximales Ausgangsdrehmoment auf als das System 1. Was die Vektorisierung des Drehmoments angeht, so ist die Drehmomentausgabe für einen Motor nur auf das entsprechende Rad beschränkt, da es keine mechanische Verbindung zwischen den Motoren in den Systemen 2 und 3 gibt. Es gibt keine Möglichkeit, das Drehmoment/die Leistung des einen Motors auf das andere Rad zu übertragen, um die Vektorisierung des Drehmoments zu verbessern. Bezüglich der Manövrierbarkeit ist zu beobachten, dass das System 3 - obwohl es eine höhere Drehmomentabgabe als das System 2 hat - aufgrund des geschwindigkeitsreduzierenden Effekts der magnetischen Zahnräder auch eine niedrigere Ausgangsgeschwindigkeit hat als die Systeme 1 und 2. Dies wiederum reduziert die maximale Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Antriebsrädern, was nachteilig sein kann, indem es die Manövrierfähigkeit der Antriebsräder auf engem Raum beim Tragen schwerer Lasten reduziert.
Eine Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die den vorstehend beschriebenen Problemstellungen Rechnung trägt.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Antriebseinheit ist dazu eingerichtet, zwei Räder eines Kraftfahrzeugs anzutreiben, wobei die Räder auf zwei entgegengesetzten Seiten eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die Antriebseinheit kann insbesondere als elektrischer Achsantrieb ausgeführt sein. Die Antriebseinheit umfasst einen ersten magnetischen Getriebemotor mit einem ersten Flussmodulatorring und mit einem ersten äußeren Rotor. Die Antriebseinheit umfasst weiterhin einen zweiten magnetischen Getriebemotor mit einem zweiten Flussmodulatorring und mit einem zweiten äußeren Rotor. Ferner umfasst die Antriebseinheit eine erste Ausgangswelle zum Antrieb eines ersten Rades des Kraftfahrzeugs, eine zweite Ausgangswelle zum Antrieb eines zweiten Rades des Kraftfahrzeugs und eine mechanische Umkehr-Getriebeeinheit.
Die Antriebseinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die erste Ausgangswelle auf der Seite des ersten magnetischen Getriebemotors angeordnet ist, und dass die zweite Ausgangswelle auf der Seite des zweiten magnetischen Getriebemotors angeordnet ist. Dabei sind der erste magnetische Getriebemotor und der zweite magnetische Getriebemotor als Außenläufer-Motoren aufgebaut, weisen in einer radialen Richtung der Antriebseinheit den gleichen Aufbau auf und sind in einer axialen Richtung der Antriebseinheit nebeneinander angeordnet, wobei der erste Flussmodulatorring drehfest und direkt mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist, und wobei der zweite Flussmodulatorring mit der ersten Ausgangswelle über die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit gekoppelt ist. Durch die vorstehend beschriebene drehfeste Verbindung bzw. Kopplung der Flussmodulatorringe mit den Ausgangswellen kann ein besonders kompakter Achsantrieb mit einem hohen maximalen Ausgangsdrehmoment geschaffen werden, wobei gleichzeitig eine Vektorisierung des Drehmoments ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform ist der erste Flussmodulatorring drehfest mit dem zweiten äußeren Rotor verbunden, wobei der zweite Flussmodulatorring drehfest mit dem ersten äußeren Rotor verbunden ist. Diese radial über Kreutz verlaufenden drehfesten Verbindungen ermöglichen eine besonders Kompakte Bauart der Antriebseinheit.
Die Antriebseinheit kann ein erstes Kopplungselement umfassen, welches den ersten Flussmodulatorring drehfest und direkt mit der zweiten Ausgangswelle sowie mit dem zweiten äußeren Rotor verbindet, wobei das erste Kopplungselement eine radiale Stufe aufweist, welche in der radialen Richtung einen Versatz zwischen dem ersten Flussmodulatorring und dem zweiten äußeren Rotor ausgleicht. Ein derartiges Kopplungselement schafft in einfacher, verlässlicher und platzsparender Weise eine Verbindung des Flussmodulatorrings mit der zweiten Ausgangswelle auf einer Seite der Antriebseinheit und mit dem zweiten äußeren Rotor auf der anderen Seite der Antriebseinheit.
Die Antriebseinheit kann weiterhin ein zweites Kopplungselement umfassen, welches den zweiten Flussmodulatorring mit der ersten Ausgangswelle über die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit koppelt, wobei das zweite Kopplungselement einen zylinderförmigen Wandabschnitt, einen Radialsteg und einen Axialsteg aufweist, welche sowohl den ersten äußeren Rotor und den zweiten äußeren Rotor als auch das erste Kopplungselement außen umgeben. Diese Kombination der beiden Kopplungselemente ist besonders effektiv und nutzt vorhanden Bauraum äußerst effizient.
In einer Ausführungsform umfasst die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit einen Satz einfacher richtungsumkehrender Zahnräder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:(-1). Zum Einsatz kommen können dabei insbesondere ein 2-Gangsystem oder ein Planetensystem.
Die Antriebseinheit kann weiterhin einen Satz von Drehzahlerfassungsgeräten umfassen, der dazu eingerichtet ist, als Basis für eine Differential-Drehzahlregelung eine Drehzahlerfassung durchzuführen, wobei die Drehzahlerfassung das Messen der Drehgeschwindigkeiten eines ersten inneren Rotors des ersten magnetischen Getriebemotors, eines zweiten inneren Rotors des zweiten magnetischen Getriebemotors, der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle umfasst. Die Drehzahlerfassungsgeräte können auf beliebigen Drehzahlerfassungstechnologien basieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Resolver, Encoder, Hall-Effekt-Sensoren usw., um die Drehgeschwindigkeiten der Rotoren und Wellen zu messen. Damit wird die Basis geschaffen, die Ausgangsleistungen, Drehmomente und Drehzahlen der beiden Ausgangswellen einzeln steuern bzw. regeln zu können.
Die Antriebseinheit kann in diesem Zusammenhang wenigstens ein Motorsteuerungsgerät umfassen, das dazu eingerichtet ist, basierend auf Ergebnissen der Drehzahlerfassung die Drehzahlen der äußeren Rotoren, der inneren Rotoren sowie der Ausgangswellen zu regeln. So kann ein elektronisches Steuersystem einen oder zwei (oder bei Bedarf auch mehre) Motorsteuerungsgeräte umfassen, die auf beliebigen eingebetteten Systemlösungen und Algorithmen basieren können, die mindestens eine Drehzahlregelung der Rotoren und Wellen ermöglich. Sofern erforderlich, kann das wenigstens eine Motorsteuerungsgerät auch andere Regelungsmethoden durchführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Drehzahl-, Strom-, Drehmoment- und Positionsregelung.
Das wenigstens eine Motorsteuerungsgerät ist in einer Ausführungsform dazu eingerichtet, eine erste Statorwicklung eines ersten Stators des ersten magnetischen Getriebemotors und eine zweite Statorwicklung eines zweiten Stators des zweiten magnetischen Getriebemotors derart zu bestromen, dass sich vorgegebene Drehzahlen der inneren Rotoren und damit auch vorgegebene Drehzahlen der Ausgangswellen einstellen. Auf diese Weise können die Ausgangsleistungen, Drehmomente und Drehzahlen der beiden Ausgangswellen einzeln gesteuert bzw. geregelt werden.
Dabei können in einem ersten Fall, gemäß welchem sich beide Ausgangswellen 5, 8 mit der gleichen Drehzahl drehen sollen, die Eingangsströme in den Statorwicklungen der Statoren die gleiche Frequenz aufweisen, aber in entgegengesetzter Richtung kommutiert sein, sodass sich die inneren Rotoren mit gleicher Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung drehen. Ein resultierendes Übersetzungsverhältnis zwischen dem jeweiligen inneren Rotor und der entsprechenden Ausgangswelle ist dabei viel höher, d. h. mehr als doppelt so hoch, als bei bekannten Übersetzungsverhältnisse eines einzelnen magnetischen Getriebemotors.
In einem zweiten Fall, gemäß welchem die Drehzahl einer der Ausgangswellen null sein soll, können die Eingangsströme in den Statorwicklungen der Statoren unterschiedliche Frequenzen aufweisen und in entgegengesetzter Richtung kommutiert sind, sodass sich die inneren Rotoren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und in entgegengesetzten Richtungen drehen.
In einem dritten Fall, gemäß welchem sich die Ausgangswellen mit unterschiedlichen Drehzahlen (ungleich Null) drehen sollen, können die Eingangsströme in den Statorwicklungen der Statoren unterschiedliche Frequenzen aufweisen und die Kommutierungsrichtung als Variable genutzt werden, sodass sich die inneren Rotoren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, wobei sich die Drehrichtung der inneren Rotoren in Abhängigkeit von der gewählten Kommutierung einstellt.
Ferner kann das wenigstens eine Motorsteuerungsgerät dazu eingerichtet sein, die Drehmomente der magnetischen Getriebemotoren derart einzustellen, dass vorgegebene Drehzahlen der Ausgangswellen während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs erreicht und gehalten werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, technische Effekte und Vorteile werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei zwei Räder des Kraftfahrzeugs durch eine Antriebseinheit mit zwei magnetischen Getriebemotoren angetrieben wird, und
2 eine Schnittansicht entlang einer Längsachse einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit für den Antriebsstrang nach 1.

1 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 1 umfasst in dem gezeigten Beispiel eine Antriebseinheit 2, die einen ersten magnetischen Getriebemotor 3 und einen zweiten magnetischen Getriebemotor 4 aufweist. Einzelheiten der Antriebseinheit 2 sind durch 2 gezeigt.
Eine erste Ausgangswelle 5 ist gemäß 2 links neben dem ersten magnetischen Getriebemotor 3 angeordnet und treibt eine in 1 links dargestellte erste Teilachse 6 des Antriebsstrangs 1 an. Die erste Ausgangswelle 5 und die erste Teilachse 6 können einteilig ausgeführt sein. Alternativ können die erste Ausgangswelle 5 und die erste Teilachse 6 jedoch auch als zwei voneinander getrennte Bauteile ausgeführt sein, die drehfest miteinander verbunden sind. Die erste Teilachse 6 ist drehfest mit einem in 1 links dargestellten ersten Rad 7 verbunden, welches durch die erste Teilachse 6 angetrieben wird. Bei dem ersten Rad 7 kann es sich beispielsweise um ein Vorderrad oder um ein Hinterrad des Kraftfahrzeugs handeln.
Eine zweite Ausgangswelle 8 verläuft gemäß 2 sowohl durch den ersten magnetischen Getriebemotor 3 als auch durch den zweiten magnetischen Getriebemotor 4. Die zweite Ausgangswelle 8 ragt gemäß 2 rechts aus dem zweiten magnetischen Getriebemotor 4 heraus und treibt eine in 1 rechts dargestellte zweite Teilachse 9 des Antriebsstrangs 1 an. Die zweite Ausgangswelle 8 und die zweite Teilachse 9 können einteilig ausgeführt sein. Alternativ können die zweite Ausgangswelle 8 und die zweite Teilachse 9 jedoch auch als zwei voneinander getrennte Bauteile ausgeführt sein, die drehfest miteinander verbunden sind. Die zweite Teilachse 9 ist drehfest mit einem in 1 rechts dargestellten zweiten Rad 10 verbunden, welches durch die zweite Teilachse 9 angetrieben wird. Bei dem zweiten Rad 10 kann es sich ebenfalls um ein Vorderrad oder um ein Hinterrad des Kraftfahrzeugs handeln. Die erste Teilachse 6 und die zweite Teilachse 9 verlaufen insbesondere entlang einer gemeinsamen gedachten Längsachse L des Antriebsstrangs 1 und der Antriebseinheit 2, wobei die Längsachse L in einer axialen Richtung des Antriebsstrangs 1 und der Antriebseinheit 2 verläuft.
2 zeigt, dass der erste magnetische Getriebemotor 3 in einer radialen Richtung r der Antriebseinheit 2 auf jeweils gleicher Höhe die gleichen Komponenten aufweist wie der zweite magnetische Getriebemotor 4.
So weisen sowohl der erste magnetische Getriebemotor 3 als auch der zweite magnetische Getriebemotor 4 in der radialen Richtung r innen beginnend auf gleicher radialer Höhe jeweils einen ersten Stator 11 (erster magnetischer Getriebemotor 3) bzw. einen zweiten Stator 12 (zweiter magnetischer Getriebemotor 4) auf. Der erste Stator 11 und der zweite Stator 12 umgeben die zweite Ausgangswelle 8 der Antriebseinheit 2. Während die Ausgangswelle 8 rotiert, drehen sich der erste Stator 11 und der zweite Stator 12 nicht. Beispielsweise kann ein Spalt zwischen dem ersten Stator 11 der zweiten Ausgangswelle 8 sowie zwischen dem zweiten Stator 12 und der Ausgangswelle 8 vorgesehen sein. Der erste Stator 11 und der zweite Stator 12 können beispielsweise ortsfest in einem Gehäuse der Antriebseinheit 2 gelagert sein. Durch den ersten Stator 11 verläuft eine erste Statorwicklung 13.1 zur Bestromung des ersten Stators 11. Durch den zweiten Stator 12 verläuft eine zweite Statorwicklung 13.2 zur Bestromung des zweiten Stators 12.
Der erste Stator 11 wird in der radialen Richtung r von einem ersten inneren Rotor 14 umgeben. In 2 ist in deren oberer Hälfte ein Schnitt durch einen Nordpol N eines Permanentmagneten des ersten inneren Rotors 14 gezeigt, wohingegen in der unteren Hälfte der 2 ein Schnitt durch einen Südpol S eines weiteren Permanentmagneten des ersten inneren Rotors 14 gezeigt ist. Der erste innere Rotor 14 rotiert um den ersten Stator 11. Der zweite Stator 12 wird in der radialen Richtung r auf gleicher Höhe wie der erste Stator 11 von einem zweiten inneren Rotor 15 umgeben. In 2 ist in deren oberer Hälfte ein Schnitt durch einen Nordpol N eines Permanentmagneten des zweiten inneren Rotors 15 zeigt, wohingegen in der unteren Hälfte der 2 ein Schnitt durch einen Südpol S eines weiteren Permanentmagneten des zweiten inneren Rotors 15 gezeigt ist. Der zweite innere Rotor 15 rotiert um den zweiten Stator 12.
Der erste innere Rotor 14 wird in der radialen Richtung r von einem ersten Flussmodulatorring 16 umgeben. Der erste Flussmodulatorring 16 rotiert um den ersten inneren Rotor 14. Der zweite innere Rotor 15 wird in der radialen Richtung r auf gleicher Höhe wie der erste innere Rotor 14 von einem zweiten Flussmodulatorring 17 umgeben. Der zweite Flussmodulatorring 17 rotiert um den zweiten inneren Rotor 15. Der erste Flussmodulatorring 16 und der zweite Flussmodulatorring 17 können jeweils abwechselnd um den Umfang angeordnete magnetisch leitfähige und nicht leitfähige Segmente aufweisen und dienen der magnetischen Flusslenkung.
Der erste Flussmodulatorring 16 wird in der radialen Richtung r von einem ersten äußeren Rotor 18 umgeben. In 2 ist in deren oberer Hälfte ein Schnitt durch einen Nordpol N eines Permanentmagneten des ersten äußeren Rotors 18 gezeigt, wohingegen in der unteren Hälfte der 2 ein Schnitt durch einen Südpol S eines weiteren Permanentmagneten des ersten äußeren Rotors 18 gezeigt ist. Der erste äußere Rotor 18 rotiert um den ersten Flussmodulatorring 16. Der zweite Flussmodulatorring 17 wird in der radialen Richtung r auf gleicher Höhe wie der erste Flussmodulatorring 16 von einem zweiten äußeren Rotor 19 umgeben. In 2 ist in deren oberer Hälfte ein Schnitt durch einen Nordpol N eines Permanentmagneten des zweiten äußeren Rotors 19 gezeigt, wohingegen in der unteren Hälfte der 2 ein Schnitt durch einen Südpol S eines weiteren Permanentmagneten des zweiten äußeren Rotors 19 gezeigt ist. Der zweite äußere Rotor 19 rotiert um den zweiten Flussmodulatorring 17.
Ein erster Abschnitt 20.1 eines ersten Kopplungselements 20 verbindet den ersten Flussmodulatorring 16 drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Abschnitt 20.1 des ersten Kopplungselements 20 topfförmig ausgebildet. Ein scheibenförmiger Boden 21 des topfförmigen ersten Abschnitts 20.1 des ersten Kupplungselements 20 ist in der Ebene der radialen Richtung r der Antriebseinheit 2 angeordnet. Ein axialer Endbereich 33 der zweiten Ausgangswelle 8 ragt gemäß 2 in der axialen Richtung x der Antriebseinheit 2 ein Stück weit links aus dem ersten Stator 11 der ersten magnetischen Getriebemotors 3 heraus. Der axiale Endbereich 33 der zweiten Ausgangswelle 8 ist drehfest mit dem scheibenförmigen Boden 21 des topfförmigen ersten Abschnitts 20.1 des ersten Kupplungselements 20 verbunden. Ein zylinderförmiger Wandabschnitt 22 des ersten Abschnitts 20.1 des ersten Kupplungselements 20 ist drehfest mit dem ersten Flussmodulatorring 16 verbunden ist. Eine Rotation des ersten Abschnitts 20.1 des ersten Kupplungselements 20 führt somit zu einer Rotation der zweiten Ausgangswelle 8. Der erste Flussmodulatorring 16 ist über den ersten Abschnitt 20.1 des ersten Kupplungselements 20 direkt mit der zweiten Ausgangswelle 8 verbunden, d. h. die zweite Ausgangswelle 8 rotiert mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung wie der erste Flussmodulatorring 16.
Ein zweiter Abschnitt 20.2 des ersten Kopplungselements 20 verbindet den ersten Flussmodulatorring 16 drehfest mit dem in der axialen Richtung x von dem ersten Flussmodulatorring 16 beabstandeten zweiten äußeren Rotor 19. Um den Abstand, der zwischen dem ersten Flussmodulatorring 16 und dem zweiten äußeren Rotor 19 in der radialen Richtung r besteht, auszugleichen, weist der zweite Abschnitt 20.2 des ersten Kopplungselement 20 eine radiale Stufe 27 auf. Durch die drehfeste Verbindung rotiert der zweite äußere Rotor 19 mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung wie der erste Flussmodulatorring 16. Der erste Abschnitt 20.1 des ersten Kopplungselements 20 kann einteilig mit dem zweiten Abschnitt 20.2 des ersten Kopplungselements 20 geformt sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. Alternativ können der erste Abschnitt 20.1 und der zweite Abschnitt 20.2 des ersten Kopplungselements 20 auch zwei voneinander getrennte Bauteile sein.
Ein zweites Kopplungselement 23 koppelt den zweiten Flussmodulatorring 17 über eine mechanische Umkehr-Getriebeeinheit 24 mit der ersten Ausgangswelle 5. Die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit 24 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der ersten Ausgangswelle 5 angeordnet. Die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit 24 weist ein Übersetzungsverhältnis von eins zu minus 1 auf („1:(-1“)). Die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit 24 kann beispielsweise einen Satz einfacher richtungsumkehrender Zahnräder umfassen, z.B. ein 2-Gangsystem oder ein Planetensystem. Die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit 24 bewirkt, dass der zweite Flussmodulatorring 17 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:(-1) (umgekehrte Richtung) mit der ersten Ausgangswelle 5 verbunden ist. Somit dreht sich die erste Ausgangswelle 5 betragsmäßig mit der gleichen Drehzahl wie der zweite Flussmodulatorring 17, jedoch in der entgegengesetzten Drehrichtung wie der zweite Flussmodulatorring 17.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch das zweite Kopplungselement 23 topfförmig ausgebildet. Ein scheibenförmiges Teil 30 des zweiten Kopplungselements 23 verläuft in der radialen Richtung r der Antriebseinheit 2 und ist drehfest mit der ersten Ausgangswelle 5 verbunden. In einem äußeren radialen Randbereich weist der scheibenförmige Teil 30 eine Stufe 25 auf, die in der axialen Richtung x der Antriebseinheit 2 von dem scheibenförmigen Teil 30 absteht. Die Stufe 25 umgibt das erste topfförmige Kupplungselement 20 in der radialen Richtung r. An einer axialen Stirnseite der Stufe 25 ist der erste äußere Rotor 18 drehfest befestigt. Somit dreht sich der erste äußere Rotor 18 mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Drehrichtung wie das zweite Kopplungselement 23 und damit auch wie der zweite Flussmodulatorring 17.
Ein zylinderförmiger Wandabschnitt 26 des zweiten Kopplungselements 23 schließt sich in der axialen Richtung an die Stufe 25 an und umgibt beide Abschnitte 20.1, 20.2 des ersten Kopplungselements 20 vollständig. In dem Beispiel nach 2 ist somit das komplette erste Kupplungselement 20 innerhalb des zweiten Kopplungselements 23 aufgenommen. An den zylinderförmigen Wandabschnitt 26 schließt sich weiterhin auf der Seite des zweiten magnetischen Getriebemotors 4 ein sich radial nach innen erstreckender Radialsteg 28 an. Der Radialsteg 28 ist in der axialen Richtung x mit kleinem Abstand an dem zweiten äußeren Rotor 19 vorbeigeführt und umschließt den zweiten äußeren Rotor 19 in der radialen Richtung r. An den Radialsteg 28 schließt sich ein Axialsteg 29 an, der von dem Radialsteg 28 in axialer Richtung x absteht und den Radialsteg 28 mit dem zweiten Flussmodulatorring 17 verbindet.
Bei einem magnetischen Getriebemotor, z.B. wie durch 2 gezeigt, kann eine Beziehung zwischen der Anzahl der Permanentmagnet-Polpaare p_outer des äußeren Rotors (z.B. des ersten äußeren Rotors 18), der Anzahl der Permanentmagnet-Polpaare des inneren Rotors pinner (z.B. des ersten inneren Rotors 14) und der Anzahl ns von Flussmodulatoren des Flussmodulatorrings (z.B. des ersten Flussmodulatorrings 16) durch Gleichung (1) wie folgt angegeben werden gegeben: $p_{o u t e r} = | m p_{i n n e r} + k n_{s} | (1); mit m = 1, 3, 5, \dots, \infty$
und mit k = 0, ±1, ±2, ±3.
Die Beziehung zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten kann durch Gleichung (2) wie folgt angegeben werden: $Ω_{o u t e r} = \frac{m p_{i n n e r}}{m p_{i n n e r} + k n_{s}} Ω_{i n n e r} + \frac{k n_{s}}{m p_{i n n e r} + k n_{s}} Ω_{s} .$
Hierbei ist:

Ω_outer: Rotationsgeschwindigkeit des äußeren Rotors,
Ω_inner: Rotationsgeschwindigkeit des inneren Rotors,
Ω_s: Rotationsgeschwindigkeit des Flussmodulatorrings (ferromagnetische Polschuhe).

Damit der äußere Rotor mit den höchsten asynchronen Raumharmonischen der von dem inneren Rotor erzeugten Flussdichte im Luftspalt neben der Seite mit niedriger Drehzahl interagieren kann, gilt m=1 und k=-1.
Damit vereinfacht sich Gleichung (1) zu Gleichung (3) wie folgt: $p_o u t e r = n_s - p_i n n e r .$
Weiterhin vereinfacht sich Gleichung (2) zu Gleichung (4) wie folgt: $Ω_{o u t e r} = \frac{p_{i n n e r}}{p_{i n n e r} - n_{s}} Ω_{i n n e r} + \frac{- n_{s}}{p_{i n n e r} - n_{s}} Ω_{s} = \frac{n_{s}}{p_{o u t e r}} Ω_{s} - \frac{p_{i n n e r}}{p_{o u t e r}} Ω_{i n n e r}$
Was die Getriebeübersetzungen angeht, so gilt für den Fall, dass der äußere Rotor Abtrieb und der innere Rotor Antrieb ist, während der Flussmodulatorring stillsteht: $G_1 = Ω_i n n e r / Ω_o u t e r = - p_o u t e r / p_i n n e r .$
Für den Fall, dass der Flussmodulatorring Abtrieb ist und der innere Rotor Antrieb, während der äußere Rotor stillsteht, gilt: $G_2 = Ω_i n n e r / Ω_s = n_s / p_i n n e r$
Vorstehendes ist u.a. beschrieben durch K. Atallah and D. Howe, „A Novel High-Performance Magnetic Gear“, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 37, No.4, Juli 2001, und durch K. Atallah, S.D. Calverley and D. Howe, „Design, analysis and realization of a high-performance magnetic gear“, IEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 151, No. 2, März 2004.
Für die folgende Analyse der Differential-Drehzahlregelung der Antriebseinheit 2 nach 1 und 2 sei

p_outer: Anzahl der Polpaare des ersten äußeren Rotors 18 und des zweiten äußeren Rotors 19,
p_inner: Anzahl der Polpaare des ersten inneren Rotors 14 und des zweiten inneren Rotors 15,
n_s: Anzahl der ferromagnetischen Polpaare oder sogenannten Flussmodulatoren des ersten Flussmodulatorrings 16 und des zweiten Flussmodulatorrings 17,
Ω_outer1: Drehgeschwindigkeit des ersten äußeren Rotors 18,
Ω_outer2: Drehgeschwindigkeit des zweiten äußeren Rotors 19,
Ω_inner1: Drehgeschwindigkeit des ersten inneren Rotors 14,
Ω_inner2: Drehgeschwindigkeit des zweiten inneren Rotors 15,
Ω_s1: Drehgeschwindigkeit des ersten Flussmodulatorrings 16,
Ω_s2: Drehgeschwindigkeit des zweiten Flussmodulatorrings 17,
Ω_shaft1: Drehgeschwindigkeit der ersten Ausgangswelle 5 und
Ω_shaft2: Drehgeschwindigkeit der zweiten Ausgangswelle 8.

Da der Flussmodulatorring 16/17 des einen Motors 3/4 mit dem inneren Rotor 15/14 des anderen Motors 4/3 verbunden ist und basierend auf Gleichung (4) ergibt sich für die Beziehungen der beiden Sätze von Motorvariablen $Ω_{o u t e r 1} = \frac{n_{s}}{p_{o u t e r}} Ω_{s 1} - \frac{p_{i n n e r}}{p_{o u t e r}} Ω_{i n n e r 1}$
$Ω_{o u t e r 2} = \frac{n_{s}}{p_{o u t e r}} Ω_{s 2} - \frac{p_{i n n e r}}{p_{o u t e r}} Ω_{i n n e r 2}$
$Ω_{o u t e r 1} = Ω_{s 2} = - Ω_{s h a f t 1}$
$Ω_{o u t e r 2} = Ω_{s 1} = Ω_{s h a f t 2}$
Durch Umstellen der Gleichungen ergibt sich $p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 1} = n_{s} Ω_{s h a f t 2} + p_{o u t e r} Ω_{s h a f t 1}$
$p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 2} = - n_{s} Ω_{s h a f t 1} - p_{o u t e r} Ω_{s h a f t 2}$
Bei einem geforderten Betriebspunkt von (Ω_shaft1, Ω_shaft2; Soll-Drehzahl) kann ein Satz von (Ω_inner1, Q_inner2) unter Verwendung der Gleichungen (6a, 6b) berechnet werden, und das Ergebnis kann zur Bestimmung der erforderlichen Steuerströme in den Statorwicklungen 13.1, 13.2 der Statoren 11, 12 verwendet werden. Somit kann eine Vektorisierung von Drehmomenten durch die Steuerung der Stromeingänge in die Statorwicklungen 13.1, 13.2 der Statoren 11, 12 realisiert werden. Beide magnetische Getriebemotoren 3, 4 werden dabei gleichzeitig gesteuert, um das jeweils geforderte Drehmoment und Leistung für die Ausgangswellen 5, 8 zu erzeugen.
Die Antriebseinheit 2 nach 2 umfasst einen Satz von Drehzahlerfassungsgeräten, die auf beliebigen Drehzahlerfassungstechnologien basieren können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Resolver, Encoder, Hall-Effekt-Sensoren usw., um die Drehgeschwindigkeiten der inneren Rotoren 14, 15, der äußeren Rotoren 18, 19 und der Ausgangswellen 5, 8 zu messen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Drehzahlerfassungsgerät 31.1 im Bereich der ersten Ausgangswelle 5 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Drehzahl der ersten Ausgangswelle 5 zu messen. Das erste Drehzahlerfassungsgerät 31.1 ist über eine Datenleitung mit einem ersten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.1 verbunden, sodass von dem ersten Drehzahlerfassungsgerät 31.1 gemessene Drehzahlen der ersten Ausgangswelle 5 dem ersten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.1 als Messdaten zugeführt werden können.
Ein zweites Drehzahlerfassungsgerät 31.2 ist im Bereich der zweiten Ausgangswelle 8 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Drehzahl der zweiten Ausgangswelle 8 zu messen. Das zweite Drehzahlerfassungsgerät 31.2 ist über eine weitere Datenleitung mit einem zweiten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.2 verbunden, sodass von dem zweiten Drehzahlerfassungsgerät 31.2 gemessene Drehzahlen der zweiten Ausgangswelle 8 dem zweiten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.2 als Messdaten zugeführt werden können.
Ein drittes Drehzahlerfassungsgerät 31.3 ist im Bereich des ersten inneren Rotors 14 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Drehzahl des ersten inneren Rotors 14 zu messen. Das dritte Drehzahlerfassungsgerät 31.3 ist über eine weitere Datenleitung mit dem ersten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.1 verbunden, sodass von dem dritten Drehzahlerfassungsgerät 31.3 gemessene Drehzahlen des ersten inneren Rotors 14 dem ersten elektronischen Motorsteuerungsgerät 31.1 als Messdaten zugeführt werden können.
Schließlich ist ein viertes Drehzahlerfassungsgerät 31.4 im Bereich des zweiten inneren Rotors 15 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Drehzahl des zweiten inneren Rotors 15 zu messen. Das vierte Drehzahlerfassungsgerät 31.4 ist über eine weitere Datenleitung mit dem zweiten elektronischen Motorsteuerungsgerät 32.2 verbunden, sodass von dem vierten Drehzahlerfassungsgerät 31.4 gemessene Drehzahlen des zweiten inneren Rotors 15 dem zweiten elektronischen Motorsteuerungsgerät 31.2 als Messdaten zugeführt werden können. Die vorstehend beschriebenen Datenleitungen können beispielsweise durch Kabel aber auch kabellos realisiert sein, z.B., durch eine Funkverbindung.
Die Motorsteuerungsgeräte 32.1, 32. 2 können auf beliebigen eingebetteten Systemlösungen und Algorithmen basieren, die mindestens eine Drehzahlregelung der Rotoren 14, 15, 18, 19 und Ausgangswellen 5, 8 und bei Bedarf auch andere Regelungsmethoden durchführen können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Drehzahl-, Strom-, Drehmoment- und Positionsregelung. Die im Folgenden beschriebene Regelung der magnetischen Getriebemotoren 3, 4 kann insbesondere mittels der Motorsteuerungsgeräte 32.1, 32.2 und basierend auf ermittelten Messwerten der Drehzahlerfassungsgeräte 31.1, 32.2, 31.3, 31.4 erfolgen.
In einem ersten Fall sollen sich beide Ausgangswellen 5, 8 mit der gleichen Drehzahl drehen, sodass gilt: $Ω_{s h a f t 1} = Ω_{s h a f t 2} = Ω_{s h a f t}$
Nach den Gleichungen (6a, 6b) folgt dann $Ω_{i n n e r 1} = \frac{n_{s} + p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t}$
und $Ω_{i n n e r 2} = - \frac{n_{s} + p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t} = - Ω_{o u t e r 1} .$
Es kann beobachtet werden, dass sich die inneren Rotoren 14, 15 mit gleicher Geschwindigkeit drehen, aber in entgegengesetzter Richtung. In der Regelung wird dies berücksichtigt, indem die Eingangsströme in den Statorwicklungen 13.1, 13.2 die gleiche Frequenz haben, aber in entgegengesetzter Richtung kommutiert sind.
Das resultierende Übersetzungsverhältnis zwischen dem jeweiligen inneren Rotor 14/15 und der entsprechenden Ausgangswelle 5/8 ist: $G = | \frac{Ω_{i n n e r}}{Ω_{s h a f t}} | = \frac{n_{s} + p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}}$
Dieses Übersetzungsverhältnis ist viel höher, d. h. mehr als doppelt so hoch, als bei einem bekannten Übersetzungsverhältnis mit einem einzelnen magnetischen Getriebemotor.
In einem zweiten Fall soll die Drehzahl einer der Ausgangswellen null sein. Beispielsweise sei die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 5 null, d.h. Ω_shaft1 = 0.
Aus den Gleichung 6a und 6b ergibt sich dann: $p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 1} = n_{s} Ω_{s h a f t 2} + 0$
und $p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 2} = 0 - p_{o u t e r} Ω_{s h a f t 2}$
Durch Auflösen nach Ω_inner1 und Ω_inner2 ergibt sich: $Ω_{i n n e r 1} = \frac{n_{s}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2}$
$Ω_{i n n e r 2} = - \frac{p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2} .$
Es kann beobachtet werden, dass sich die inneren Rotoren 14, 15 mit unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Richtungen drehen. In der Regelung wird dies berücksichtigt, indem die Eingangsströme in die Wicklungen 13.1, 13.2 der Statoren 11, 12 unterschiedliche Frequenzen aufweisen und in entgegengesetzte Richtungen kommutiert werden.
In einem dritten Fall (Allgemeines Szenario) sollen sich die Ausgangswellen mit unterschiedlichen Drehzahlen (ungleich Null) drehen. In diesem Fall gilt: $Ω_{s h a f t 1} \neq Ω_{s h a f t 2} \neq 0$
Aus den Gleichungen (6a, 6b) folgt: $p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 1} = n_{s} Ω_{s h a f t 2} + p_{o u t e r} Ω_{s h a f t 1}$
und $p_{i n n e r} Ω_{i n n e r 2} = - n_{s} Ω_{s h a f t 1} - p_{o u t e r} Ω_{s h a f t 2} .$
Durch Auflösen nach Ω_inner1 und Ω_inner2 ergibt sich: $Ω_{i n n e r 1} = \frac{n_{s}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2} + \frac{p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 1}$
und $Ω_{i n n e r 2} = - \frac{n_{s}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 1} - \frac{p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2}$
Es kann beobachtet werden, dass sich die inneren Rotoren 14, 15 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, dass die Richtung jedoch eine Variable ist. In der Regelung kann diese umgesetzt werden, indem die Eingangsströme in den Wicklungen 13.1, 13.2 der Statoren 12, 13 unterschiedlich in Bezug auf die Frequenz gewählt werden, die Kommutierungsrichtung jedoch eine Variable ist. Dieser dritte Fall 3 kann zur Lösung des ersten Falls und des zweiten Falls verwendet werden.
Angenommen, das Kraftfahrzeug fährt mit einer höheren Drehzahl der ersten Ausgangswelle 5 als der zweiten Ausgangswelle 8 in einer Kurve, dann gilt: $Ω_{s h a f t 1} = k Ω_{s h a f t 2} (k > 1)$
Löst man die Gleichungen 7a und 7b nach Ω_inner1 und Ω_inner2 auf, so erhält man: $Ω_{i n n e r 1} = \frac{n_{s} + k p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2}$
$Ω_{i n n e r 2} = - \frac{k n_{s} + p_{o u t e r}}{p_{i n n e r}} Ω_{s h a f t 2}$
Die magnetischen Getriebemotoren 3, 4 werden durch die Verwendung geeigneter Drehzahlregler 32 derart geregelt, dass die entsprechenden Ausgangsdrehmomente erzeugt werden, um die Betriebswellendrehzahlen wie gewünscht während der Kurvenfahrt zu erreichen und zu halten.
Bezugszeichenliste

L: Längsachse Antriebseinheit
N: Nordpol Permanentmagnet
r: radiale Richtung Antriebseinheit
S: Südpol Permanentmagnet
x: Richtung Antriebseinheit
1: Antriebsstrang
2: Antriebseinheit
3: erster magnetischer Getriebemotor
4: zweiter magnetischer Getriebemotor
5: erste Ausgangswelle
6: erste Teilachse
7: erstes Rad
8: zweite Ausgangswelle
9: zweite Teilachse
10: zweites Rad
11: erster Stator
12: zweiter Stator
13.1: Statorwicklung erster Stator
13.2: Statorwicklung zweiter Stator
14: erster innerer Rotor
15: zweiter innerer Rotor
16: erster Flussmodulatorring
17: zweiter Flussmodulatorring
18: erster äußerer Rotor
19: zweiter äußerer Rotor
20: erstes Kopplungselement
20.1: erster Abschnitt erstes Kopplungselement
20.2: zweiter Abschnitt erstes Kopplungselement
21: scheibenförmiger Boden
22: zylinderförmiger Wandabschnitt
23: zweites Kopplungselement
24: mechanische Umkehr-Getriebeeinheit
25: Stufe
26: zylinderförmiger Wandabschnitt
27: radiale Stufe
28: Radialsteg
29: Axialsteg
30: scheibenförmiges Teil
31.1: erstes Drehzahlerfassungsgerät
31.2: zweites Drehzahlerfassungsgerät
31.3: drittes Drehzahlerfassungsgerät
31.4: viertes Drehzahlerfassungsgerät
32.1: erstes Motorsteuerungsgerät
32.2: erstes Motorsteuerungsgerät
33: axialer Endbereich zweite Ausgangswelle

Claims

Antriebseinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, die Antriebseinheit (2) umfassend - einen ersten magnetischen Getriebemotor (3) mit einem ersten Flussmodulatorring (16) und mit einem ersten äußeren Rotor (18), - einen zweiten magnetischen Getriebemotor (4) mit einem zweiten Flussmodulatorring (17) und mit einem zweiten äußeren Rotor (19), - eine erste Ausgangswelle (5) zum Antrieb eines ersten Rades (7) des Kraftfahrzeugs, - eine zweite Ausgangswelle (8) zum Antrieb eines zweiten Rades (10) des Kraftfahrzeugs, - eine mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24), wobei - die erste Ausgangswelle (5) auf der Seite des ersten magnetischen Getriebemotors (3) angeordnet ist, - die zweite Ausgangswelle (8) auf der Seite des zweiten magnetischen Getriebemotors (4) angeordnet ist, - der erste magnetische Getriebemotor (3) und der zweite magnetische Getriebemotor (4) als Außenläufer-Motoren aufgebaut sind, in einer radialen Richtung (r) der Antriebseinheit (2) den gleichen Aufbau aufweisen und in einer axialen Richtung (x) der Antriebseinheit (2) nebeneinander angeordnet sind, wobei der erste Flussmodulatorring (16) drehfest und direkt mit der zweiten Ausgangswelle (8) verbunden ist, und wobei der zweite Flussmodulatorring (17) mit der ersten Ausgangswelle (5) über die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24) gekoppelt ist.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flussmodulatorring (16) drehfest mit dem zweiten äußeren Rotor (19) verbunden ist, wobei der zweite Flussmodulatorring (17) drehfest mit dem ersten äußeren Rotor (18) verbunden ist.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kopplungselement (20) den ersten Flussmodulatorring (16) drehfest und direkt mit der zweiten Ausgangswelle (8) sowie mit dem zweiten äußeren Rotor (19) verbindet, wobei das erste Kopplungselement eine radiale Stufe (27) aufweist, welche in der radialen Richtung (r) einen Versatz zwischen dem ersten Flussmodulatorring (16) und dem zweiten äußeren Rotor (19) ausgleicht.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Kopplungselement (23) den zweiten Flussmodulatorring (17) mit der ersten Ausgangswelle (5) über die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24) koppelt, wobei das zweite Kopplungselement (23) einen zylinderförmigen Wandabschnitt (26), einen Radialsteg (28) und einen Axialsteg (29) aufweist, welche sowohl den ersten äußeren Rotor (18) und den zweiten äußeren Rotor (19) als auch das erste Kopplungselement (20) außen umgeben.
Antriebseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Umkehr-Getriebeeinheit (24) einen Satz einfacher richtungsumkehrender Zahnräder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:(-1) umfasst.
Antriebseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Drehzahlerfassungsgeräten (31.1, 31.2, 31.3, 31.4) dazu eingerichtet ist, als Basis für eine Differential-Drehzahlregelung eine Drehzahlerfassung durchzuführen, wobei die Drehzahlerfassung das Messen der Drehgeschwindigkeiten eines ersten inneren Rotors (14) des ersten magnetischen Getriebemotors (3), eines zweiten inneren Rotors (15) des zweiten magnetischen Getriebemotors (4), der ersten Ausgangswelle (5) und der zweiten Ausgangswelle (8) umfasst.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Motorsteuerungsgerät (32.1, 32.2) dazu eingerichtet ist, basierend auf Ergebnissen der Drehzahlerfassung die Drehzahlen der äußeren Rotoren (18, 19), der inneren Rotoren (14, 15) sowie der Ausgangswellen (5, 8) zu regeln.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Motorsteuerungsgerät (32.1, 32.2) dazu eingerichtet ist, eine erste Statorwicklung (13.1) eines ersten Stators (11) des ersten magnetischen Getriebemotors (3) und eine zweite Statorwicklung (13.2) eines zweiten Stators (12) des zweiten magnetischen Getriebemotors (4) derart zu bestromen, dass sich vorgegebene Drehzahlen der inneren Rotoren (14, 15) und damit auch vorgegebene Drehzahlen der Ausgangswellen (5, 8) einstellen.
Antriebseinheit (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - Eingangsströme in den Statorwicklungen (13.1, 13.2) der Statoren (11, 12) die gleiche Frequenz aufweisen, aber in entgegengesetzter Richtung kommutiert sind, sodass sich die inneren Rotoren (14, 15) mit gleicher Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung drehen, oder - Eingangsströme in den Statorwicklungen (13.1, 13.2) der Statoren (11, 12) unterschiedliche Frequenzen aufweisen und in entgegengesetzter Richtung kommutiert sind, sodass sich die inneren Rotoren (14, 15) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und in entgegengesetzten Richtungen drehen, oder - Eingangsströme in den Statorwicklungen (13.1, 13.2) der Statoren (11, 12) unterschiedliche Frequenzen aufweisen und die Kommutierungsrichtung als Variable genutzt wird, sodass sich die inneren Rotoren (14, 15) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, wobei sich die Drehrichtung der inneren Rotoren (14, 15) in Abhängigkeit von der gewählten Kommutierung einstellt.
Antriebseinheit (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Motorsteuerungsgerät (32.1, 32.2) dazu eingerichtet ist, die Drehmomente der magnetischen Getriebemotoren (3, 4) derart einzustellen, dass vorgegebene Drehzahlen der Ausgangswellen (5, 8) während einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs erreicht und gehalten werden.