DE102021132528A1

DE102021132528A1 - Modularer Hoch-/Niedrigbereichs-Gebtriebeanbau

Info

Publication number: DE102021132528A1
Application number: DE102021132528.5A
Authority: DE
Inventors: Mason Verbridge; Cameron P. Williams
Original assignee: Rivian IP Holdings LLC
Current assignee: Rivian IP Holdings LLC
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-09-29
Also published as: US11565586B2; US20220305907A1; CN115126851A

Abstract

Offenbart wird ein Getriebeanbau einer Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild für ein Antriebsstrangsystem mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs. Der Getriebeanbau beinhaltet ein Gehäuse, eine Getriebeuntersetzungsanordnung und eine Aktoranordnung. Das Gehäuse ist ausgebildet, um an einem A-Schild der Anordnung aus Radantrieb und A-Schild befestigt zu werden. Das Gehäuse beinhaltet einen Außenring. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist zumindest teilweise im Außenring aufgenommen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um einen Ausgang eines Getriebes der Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild aufzunehmen, die ausgebildet ist, um einem einzelnen Rad des Elektrofahrzeugs eine Leistung eines Motors bereitzustellen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb eine Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl bereitzustellen. Die Aktoranordnung ist ausgebildet, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und einem Standardbetrieb zu betätigen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Bereiche Automobil und Industrieanlagen. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine Radantriebsanordnung mit einem modularen Hoch-/Niedrigbereichs-Getriebeanbau.
HINTERGRUND
Antriebssysteme für Elektrofahrzeuge sind in der Lage, unter verschiedenen Bedingungen zu arbeiten, einschließlich des Betriebs mit einer hohen Drehmomentabgabe bei niedrigen Drehzahlen. Die Motoren, die hohe Drehmomente abgeben, haben jedoch häufig Mühe, diese Drehmomentabgaben über lange Zeiträume aufrechtzuerhalten, insbesondere aufgrund thermischer Grenzen des Stators des Motors und der Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) der Wechselrichter. Diese Szenarien mit hoher Drehmomentabgabe treten häufig bei Geländefahrten, beim Rock Crawling, beim Schwerlastschleppen und beim Betrieb eines Elektrofahrzeugs unter extremen Witterungsbedingungen auf.
Der vorliegende Hintergrund wird lediglich als veranschaulichender Umgebungskontext bereitgestellt. Es ist für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung in anderen Umgebungskontexten gleichermaßen umgesetzt werden können.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht ein Antriebsstrangsystem mit einzelnen Radantriebseinheiten vor, die jeweils einen Getriebeanbau beinhalten. Das Antriebsstrangsystem ist entweder ein vorderes Antriebsstrangsystem oder ein hinteres Antriebsstrangsystem einer Antriebsstranganordnung mit vier Motoren für ein Elektrofahrzeug. Der Getriebeanbau, der ein Hoch-/Niedrigbereichsgetriebe (oft als Kriechgetriebe bezeichnet) ist, führt eine Getriebeuntersetzung mit hohem Untersetzungsverhältnis herbei, die über lange Zeiträume ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl ermöglicht. Dadurch wird die Betriebsbelastung in Situationen mit hohem Drehmoment vom Motor zum Rad verschoben, wodurch die thermischen Einschränkungen des Motors bei Szenarien mit hohem Drehmoment beseitigt werden. Die Getriebeuntersetzung mit hohem Untersetzungsverhältnis ist insbesondere für Geländefahrten, das Rock Crawling, das Schwerlastschleppen und bei extremen Witterungsbedingungen nützlich, insbesondere bei der Anwendung in einer einzelnen Radantriebseinheit.
Der Getriebeanbau ist modular und kann an eine der einzelnen Radeinheiten der Antriebsstranganordnung mit vier Motoren angebracht werden. In einigen Ausführungsformen ersetzt der Getriebeanbau eines oder mehrere der inneren Gleichlaufgelenke und die A-Schild-Halterung. Durch diese Ausgestaltung kann der Getriebeanbau ohne Austausch des A-Schilds oder der Halbwelle der Radantriebseinheit einfach an einer vorhandenen Radantriebseinheit angebracht oder von einer Radantriebseinheit demontiert werden.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung einen Getriebeanbau einer Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild für ein Antriebsstrangsystem mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs bereit. Der Getriebeanbau beinhaltet ein Gehäuse, eine Getriebeuntersetzungsanordnung und eine Aktoranordnung. Das Gehäuse ist ausgebildet, um an einem A-Schild der Anordnung aus Radantrieb und A-Schild befestigt zu werden. Das Gehäuse beinhaltet einen Außenring. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist zumindest teilweise im Außenring aufgenommen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um einen Ausgang eines Getriebes der Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild aufzunehmen. Die A-Schild-Anordnung ist ausgebildet, um einem einzelnen Rad des Elektrofahrzeugs eine Leistung eines Motors bereitzustellen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb eine Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl als ein Drehmoment und eine Drehzahl in einem Standardbetrieb bereitzustellen. Die Aktoranordnung ist ausgebildet, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und dem Standardbetrieb zu betätigen.
In einigen Ausführungsformen stellt der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereit. Optional stellt die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb bereit.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Gehäuse eine Halterung, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und wobei die Halterung ausgebildet ist, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden. Optional ist das Gehäuse, einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur, die eine einzige strukturell ausgebildete Einheit ist.
In einigen Ausführungsformen ist die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung, die eine Getriebewelle, Planetenräder, Stifte, eine innere Trägeranordnung und eine äußere Trägeranordnung beinhaltet. Die Getriebewelle beinhaltet ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung, die ausgebildet ist, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen. Die Stifte lagern die Planetenräder. Die innere Trägeranordnung ist an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet. Die äußere Trägeranordnung, die an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Getriebeanbau ferner einen Kühlanbau, der ausgebildet ist, um mit einer Fläche des Getriebeanbaus verbunden zu werden, und ausgebildet ist, um der Getriebeuntersetzungsanordnung Kühlung bereitzustellen.
In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung eine A-Schild-Anordnung einer Radantriebseinheit eines Antriebsstrangsystems mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs vor. Die A-Schild-Anordnung beinhaltet einen A-Schild, ein Getriebe und einen Getriebeanbau. Der A-Schild ist ausgebildet, um einen daran angebrachten Motor zu tragen. Der Motor ist ausgebildet, um ein einzelnes Rad des Elektrofahrzeugs mit Leistung zu versorgen. Das Getriebe ist am A-Schild angebracht. Das Getriebe beinhaltet eine Getriebeanordnung, die ausgebildet ist, um eine Leistung des Motors aufzunehmen und eine erste Getriebeuntersetzung zu liefern. Der Getriebeanbau beinhaltet ein Gehäuse, eine Getriebeuntersetzungsanordnung und eine Aktoranordnung. Das Gehäuse ist mit dem A-Schild gekoppelt. Das Gehäuse beinhaltet einen Außenring. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist zumindest teilweise im Außenring aufgenommen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist mit der Getriebeanordnung gekoppelt, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb eine zweite Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl bereitzustellen als die der ersten Getriebeuntersetzung. Die Aktoranordnung ist ausgebildet, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und einem Standardbetrieb zu betätigen.
In einigen Ausführungsformen stellt der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereit. Optional ist die zweite Getriebeuntersetzung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Gehäuse eine Halterung, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und die Halterung ist ausgebildet, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden. Optional ist das Gehäuse, einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur, die eine einzige strukturell ausgebildete Einheit ist.
In einigen Ausführungsformen ist die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung, die eine Getriebewelle, Planetenräder, Stifte, eine innere Trägeranordnung und eine äußere Trägeranordnung beinhaltet. Die Getriebewelle beinhaltet ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung, die mit dem Ausgang der Getriebeanordnung des Getriebes gekoppelt ist. Die Stifte lagern die Planetenräder. Die innere Trägeranordnung ist an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet. Die äußere Trägeranordnung ist an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Getriebeanbau ferner einen Kühlanbau, der ausgebildet ist, um mit einer Fläche des Getriebeanbaus verbunden zu werden, und ausgebildet ist, um der Getriebeuntersetzungsanordnung Kühlung bereitzustellen.
In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung eine Radantriebseinheit eines Antriebsstrangsystems mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs vor. Die Radantriebseinheit beinhaltet einen A-Schild, einen Motor, ein Getriebe und einen Getriebeanbau. Der Motor ist ausgebildet, um einem einzelnen Rad Leistung abzugeben. Der Motor ist mit dem A-Schild gekoppelt. Das Getriebe ist am A-Schild angebracht. Das Getriebe beinhaltet eine Getriebeanordnung, die mit einem Ausgang des Motors gekoppelt ist, und ist ausgebildet, um eine erste Getriebeuntersetzung zu liefern. Der Getriebeanbau beinhaltet ein Gehäuse, eine Getriebeuntersetzungsanordnung und eine Aktoranordnung. Das Gehäuse ist mit dem A-Schild gekoppelt. Das Gehäuse beinhaltet einen Außenring. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist zumindest teilweise im Außenring aufgenommen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist mit der Getriebeanordnung gekoppelt, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen. Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb eine zweite Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl bereitzustellen als die der ersten Getriebeuntersetzung. Die Aktoranordnung ist ausgebildet, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und einem Standardbetrieb zu betätigen.
In einigen Ausführungsformen stellt der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereit. Optional ist die zweite Getriebeuntersetzung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Gehäuse eine Halterung, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und die Halterung ist ausgebildet, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden. Optional ist das Gehäuse, einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur, die eine einzige strukturell ausgebildete Einheit ist.
In einigen Ausführungsformen ist die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung, die eine Getriebewelle, Planetenräder, Stifte, eine innere Trägeranordnung und eine äußere Trägeranordnung beinhaltet. Die Getriebewelle beinhaltet ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung, die mit dem Ausgang der Getriebeanordnung des Getriebes gekoppelt ist. Die Stifte lagern die Planetenräder. Die innere Trägeranordnung ist an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet. Die äußere Trägeranordnung ist an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird hier unter Bezugnahme auf die verschiedenen Zeichnungen veranschaulicht und beschrieben, in denen gleiche Bezugsnummern verwendet werden, um gegebenenfalls gleiche Systemkomponenten/Verfahrensschritte zu bezeichnen und in denen:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangsystems einer Antriebsstranganordnung mit vier Motoren für ein Elektrofahrzeug ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer A-Schild-Anordnung einer Radantriebseinheit des Antriebsstrangsystems von 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht eines Getriebeanbaus der A-Schild-Anordnung von 2 ist;
4 eine alternative perspektivische Ansicht des Getriebeanbaus von 3 ist;
5 eine Explosionsansicht der A-Schild-Anordnung von 2 mit einer Halbwelle der Radantriebseinheit ist; und
6 eine Ausführungsform der A-Schild-Anordnung von 2 ist, die ferner einen Kühlanbau beinhaltet.

BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wiederum sieht die vorliegende Offenbarung ein Antriebsstrangsystem mit einzelnen Radantriebseinheiten vor, die jeweils einen Getriebeanbau beinhalten. Das Antriebsstrangsystem ist entweder ein vorderes Antriebsstrangsystem oder ein hinteres Antriebsstrangsystem einer Antriebsstranganordnung mit vier Motoren für ein Elektrofahrzeug, wie beispielsweise der Antriebsstranganordnung, die in der US-Patentanmeldung Nr. 16/695,815 mit dem Titel „Electric Vehicle Powertrain Assembly“ offenbart ist, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Der Getriebeanbau, der ein Hoch-/Niedrigbereichsgetriebe (oft als Kriechgetriebe bezeichnet) ist, führt eine Getriebeuntersetzung mit hohem Untersetzungsverhältnis herbei, die über lange Zeiträume ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl ermöglicht. Dadurch wird die Betriebsbelastung in Situationen mit hohem Drehmoment vom Motor zum Rad verschoben, wodurch die thermischen Einschränkungen des Motors bei Szenarien mit hohem Drehmoment beseitigt werden. Die Getriebeuntersetzung mit hohem Untersetzungsverhältnis ist insbesondere für Geländefahrten, das Rock Crawling, das Schwerlastschleppen und bei extremen Witterungsbedingungen nützlich, insbesondere bei der Anwendung in einer einzelnen Radantriebseinheit.
Der Getriebeanbau ist modular und kann an eine der einzelnen Radeinheiten der Antriebsstranganordnung mit vier Motoren angebracht werden. Diese Modularität erlaubt einen wählbaren niedrigen Bereich für die Anwendungen mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl. In einigen Ausführungsformen ersetzt der Getriebeanbau eines oder mehrere der inneren Gleichlaufgelenke und die A-Schild-Halterung. Durch diese Ausgestaltung kann der Getriebeanbau ohne Austausch des A-Schilds oder der Halbwelle der Radantriebseinheit einfach an einer vorhandenen Radantriebseinheit angebracht oder von einer Radantriebseinheit demontiert werden.
1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangsystems 100 einer Antriebsstranganordnung mit vier Motoren für ein Elektrofahrzeug. Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Antriebsstrangsystem 100 die Radantriebseinheiten 102. Jede der Radantriebseinheiten 102 ist ausgebildet, um eines der Räder des Elektrofahrzeugs anzutreiben. Eine Antriebsstranganordnung mit vier Motoren, beispielsweise die Antriebsstranganordnung, die in der US-Patentanmeldung Nr. 16/695,815 offenbart ist, beinhaltet typischerweise vier Radantriebseinheiten 102, die in zwei Antriebsstrangsystemen 100 angeordnet sind, wobei ein Antriebsstrangsystem 100 die Vorderräder des Elektrofahrzeugs antreibt und ein zweites Antriebsstrangsystem 100 die Hinterräder des Elektrofahrzeugs antreibt. Jede der Radantriebseinheiten 102 beinhaltet einen Motor 105, eine Halbwelle 130 und eine A-Schild-Anordnung 110. Die A-Schild-Anordnung 110 ist ausgebildet, um Leistung vom Motor 105 auf die Halbwelle 130 zu übertragen, um das Rad anzutreiben, das mit der Radantriebseinheit 102 über die Halbwelle 130 verbunden ist. In Ausführungsformen beinhaltet die Halbwelle 130 eine Welle, Anbauschnittstellen und eines oder mehrere aus einem inneren Gleichlaufgelenk und einem äußeren Gleichlaufgelenk.
Die A-Schild-Anordnung 110 beinhaltet den A-Schild 120, das Getriebe 125 und den Getriebeanbau 140. Der A-Schild 120 ist ausgebildet, um den Motor 105 zu tragen und das Getriebe 125 zu halten. Das Getriebe 125 beinhaltet den Zahnradsatz und zugehörige Wellen, Haltevorrichtungen, Schilde und dergleichen für den Zahnradsatz. Das Getriebe 125 ist ausgebildet, um eine Standardgetriebeuntersetzung für den Betrieb des Elektrofahrzeugs bei allgemeinen Betriebsbedingungen bereitzustellen, beispielsweise einem Betrieb mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment. In einer Antriebsstranganordnung mit vier Motoren stellt jedes Getriebe 125 eine Getriebeuntersetzung von einem einzelnen Motor 105 bereit und gibt lediglich Leistung an eine einzige Halbwelle 130 ab, sodass jedes Rad des Elektrofahrzeugs von einem separaten Motor über separate Getriebe 125 angetrieben wird.
2 ist eine perspektivische Ansicht der A-Schild-Anordnung 110 einer Radantriebseinheit 102 des Antriebsstrangsystems 100 von 1. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Getriebeanbaus 140 der A-Schild-Anordnung 120 von 2. 4 ist eine alternative perspektivische Ansicht des Getriebeanbaus 140 von 3. 5 ist eine Explosionsansicht der A-Schild-Anordnung 120 von 2 mit der Halbwelle 130 der Radantriebseinheit 102. Bezugnehmend auf 2-5 ist der Getriebeanbau 140 eine modulare Vorrichtung, die am Ausgang des Getriebes 125 befestigt ist und ausgebildet ist, um eine weitere Getriebeuntersetzung bei Fahrbedingungen bereitzustellen, die hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen erfordern, während sie bei allgemeinen Betriebsbedingungen keine Getriebeuntersetzung bereitstellt. In einigen Ausführungsformen ist der Getriebeanbau 140 ausgebildet, um ein Getriebeuntersetzungsverhältnis zwischen 1,5:1 und 5,0:1 in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb bereitzustellen, während ein Getriebeübersetzungsverhältnis von 1:1 in einem Standardbetrieb bereitgestellt wird.
Der Getriebeanbau 140 beinhaltet ein Gehäuse 141, eine Getriebeuntersetzungsanordnung und eine Aktoranordnung 152. Das Gehäuse 141 beinhaltet einen Außenring 143, der ausgebildet ist, um die Getriebeuntersetzungsanordnung aufzunehmen. In Ausführungsformen beinhaltet das Gehäuse 141 außerdem eine Halterung 142, die ausgebildet ist, um mit dem Fahrzeughilfsrahmen 50 (siehe 1) verbunden zu werden und insbesondere den A-Schild mit dem Fahrzeughilfsrahmen 50 zu verbinden. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Halterung 142 eine große, einzelne Buchse, die ausgebildet ist, um an einem Ende mit einem U-Bügel am Fahrzeughilfsrahmen 50 verbunden zu werden, und die an mehreren Verbindungsstellen entlang eines Umfangs einer Seite des A-Schilds 120 mit dem A-Schild 120 verbunden ist. In Ausführungsformen beinhaltet die Halterung 142 Rippen, um der Halterung 142 strukturelle Integrität zu verleihen und gleichzeitig das Gesamtgewicht des Gehäuses 141 zu reduzieren.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Gehäuse 151, einschließlich des Außenrings 143 und der Halterung 142, eine einheitliche Struktur, die eine einzige strukturell ausgebildete Einheit ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht, wie oben erwähnt, dass Hinzufügen des Getriebeanbaus 140 zu einer Standardradantriebseinheit, indem der Getriebeanbau 140 einfach anstelle mehrerer Komponenten, beispielsweise einer Standard-A-Schild-Halterung, ausgetauscht wird, ohne den A-Schild, die Halbwelle oder Verbindungsstellen zum Fahrzeugrahmen zu ändern oder auszutauschen. In anderen Ausführungsformen ist die Halterung 142 eine separate Struktur, die an einem Ende mit dem Fahrzeughilfsrahmen 50 und am anderen Ende sowohl mit dem Außenring 143 als auch mit dem A-Schild verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen ersetzt der Getriebeanbau 140 das innere Gleichlaufgelenk. In einigen dieser Ausführungsformen ist der Getriebeanbau 140 ferner ausgebildet, um die Funktion des inneren Gleichlaufgelenks auszuführen. In weiteren Ausführungsformen ist das innere Gleichlaufgelenk integraler Bestandteil der Halbwelle 130 und so angeordnet, dass sich der Einbau des Getriebeanbaus 140 in die Standardradantriebseinheit nicht auf dieses auswirkt.
Die Getriebeuntersetzungsanordnung ist ausgebildet, um die beiden Getriebeübersetzungsverhältnisse des vorstehend genannten Getriebeanbaus 140 bereitzustellen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung und beinhaltet ein Hohlrad 143, eine Getriebewelle 145, Planetenräder 148, Stifte 149, eine innere Trägeranordnung 150 und eine äußere Trägeranordnung 151.
Das Hohlrad 144 ist zumindest teilweise im Außenring 143 des Gehäuses 151 aufgenommen angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Hohlrad 144 ein Einsatz, der in den Außenring 143 eingesetzt ist. In Ausführungsformen ist das Hohlrad 144 aus einem härteren Material als dem des Gehäuses 141 gebildet. In einigen Ausführungsformen ist das Gehäuse 141 aus Aluminium und das Hohlrad 144 aus Stahl gebildet. Es werden jedoch auch andere Materialien für sowohl das Gehäuse 141 als auch das Hohlrad 144 in Betracht gezogen.
Die Getriebewelle 145 beinhaltet an einem Ende eine Keilverzahnung 146 und am anderen Ende ein Sonnenrad 147. Die Keilverzahnung 146 ist ausgebildet, um mit dem Ausgang des Getriebes 125 zusammenzupassen und diesen aufzunehmen. Das Sonnenrad 147 ist das Innenzahnrad der Getriebeuntersetzungsanordnung und ist ausgebildet, um die Abgabe des Getriebes 125 an die Getriebeuntersetzungsanordnung zu übertragen.
Die Planetenräder 148 sind um das Sonnenrad 147 herum angeordnet und werden durch Stifte 149, die innere Trägeranordnung 150 und die äußere Trägeranordnung 151 im Hohlrad 144 gehalten. Die innere Trägeranordnung 150 ist an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus 140 neben dem A-Schild 120 angeordnet, während die äußere Trägeranordnung 150 an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus 140 gegenüber dem A-Schild 120 angeordnet ist.
Die Aktoranordnung 152 ist neben der äußeren Trägeranordnung 150 angeordnet. Die Aktoranordnung 152 ist ausgebildet, um den Ausgang des Getriebeanbaus 140 zwischen dem Standardausgang ohne Getriebeuntersetzung im Standardbetrieb und dem Ausgang mit hohem Drehmoment mit Getriebeuntersetzung über die Getriebeuntersetzungsanordnung im Getriebeuntersetzungsbetrieb zu betätigen.
In Ausführungsformen beinhaltet der Getriebeanbau 140 eine innere Schließabdeckung 153, die an einer Innenseite des Gehäuses 141 befestigt ist und bei der Montage neben dem A-Schild 120 angeordnet ist.
Bezugnehmend auf 5 beinhaltet die A-Schild-Anordnung außerdem einen Drehmomentadapter und einen Kupplungsring 155, der an einem inneren Ende der Halbwelle 130 angeordnet und ausgebildet ist, um mit der Aktoranordnung 152 zusammenzuwirken, um den Ausgang des Getriebeanbaus 140 zwischen dem Standardausgang ohne Getriebeuntersetzung im Standardbetrieb und dem Ausgang mit hohem Drehmoment mit Getriebeuntersetzung über die Getriebeuntersetzungsanordnung im Getriebeuntersetzungsbetrieb zu betätigen.
Wie oben erwähnt ist der Getriebeanbau 140 ein Hoch-/Niedrigbereichsgetriebe (häufig als Kriechgetriebe bezeichnet), das dem Ausgang des Motors 105 eine Getriebeuntersetzung mit hohem Untersetzungsverhältnis bereitstellt. Dadurch wird die Betriebsbelastung in Situationen mit hohem Drehmoment zum Rad verschoben, wodurch die Belastung des Motors 105 verringert und insbesondere die thermischen Einschränkungen des Motors bei Szenarien mit hohem Drehmoment beseitigt werden.
Durch die Anordnung in einer modularen Anordnung mit der Möglichkeit, bestehende Komponenten in einer Standardradantriebseinheit 102 auszutauschen, beispielsweise die Radantriebseinheit, die in der US-Patentanmeldung Nr. 16/695,815 offenbart ist, kann der Getriebeanbau 140 einfach jeder der Radantriebseinheiten 102 entweder einer vorderen Antriebsstranganordnung oder einer hinteren Antriebsstranganordnung oder beider hinzugefügt werden. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess, da der A-Schild 120 und die Halbwelle 130 sowohl für die hier offenbarte Getriebeuntersetzungs-A-Schild-Anordnung 110 als auch für eine Standard-A-Schild-Anordnung (die nicht den Getriebeanbau 140 enthält) gleich sind. Hierdurch sind der A-Schild 120 und die Halbwelle 130 für jede der Radantriebseinheiten 102 sowohl für die vordere Antriebsstranganordnung als auch die hintere Antriebsstranganordnung (abgesehen von einer Händigkeit, die, je nach individueller Ausrichtung, für beide erforderlich sein kann) gleich. Bei der Montage wird entweder der Getriebeanbau 140 angebracht oder es werden Standardkomponenten an jeder der Radantriebseinheiten angebracht, je nachdem, ob die Antriebsstranganordnung als Standardanordnung oder als Hoch-/Niedrigbereichs-Getriebeuntersetzungsanordnung ausgebildet werden soll.
Ferner vereinfacht diese Anordnung Modifikationen mit Nachrüstbauteilen zum Hinzufügen oder Ausbauen des Getriebeanbaus 140 zu oder aus einer Radantriebseinheit 102, da der A-Schild 120 und die Halbwelle 130 während einer solchen Modifikation nicht ausgetauscht werden müssen.
6 ist eine Ausführungsform der A-Schild-Anordnung 110 von 2, die ferner einen Kühlanbau 160 beinhaltet. Unter Bezugnahme auf 6 beinhaltet die A-Schild-Anordnung 110 in einigen Ausführungsformen einen Kühlanbau 160. Der Kühlanbau 160 beinhaltet einen Kühlkanal, der ausgebildet ist, um ein Kühlmittel aufzunehmen, um dem Getriebeanbau 140 Kühlung bereitzustellen, und insbesondere um der Getriebeuntersetzungsanordnung Kühlung bereitzustellen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Kühlanbau 160 neben dem Außenring 143 des Getriebeanbaus 140 an einer Außenfläche des Getriebeanbaus (gegenüber dem A-Schild 120) angeordnet. In Ausführungsformen ist der Kühlanbau 160 am Getriebeanbau 140 durch eines oder mehrere aus einer Presspassung, einem Klebstoff und Befestigungselementen befestigt. Der Kühlanbau 160 beinhaltet einen Kühlmitteleintritt 161 und einen Kühlmittelaustritt 162, um den Kühlkanal mit einer Kühlmittelquelle zu verbinden.
Auch wenn die vorliegende Offenbarung hier unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen und konkrete Beispiele dargestellt und beschrieben wird, ist es für Fachleute auf dem Gebiet klar ersichtlich, dass andere Ausführungsformen und Beispiele ähnliche Funktionen ausführen und/oder ähnliche Ergebnisse erzielen können. Alle derartigen äquivalenten Ausführungsformen und Beispiele entsprechen dem Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung, werden darin vorgesehen und sollen unter folgende, nicht einschränkende Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16695815 [0021]
US 16/695815 [0023, 0037]

Claims

Getriebeanbau einer Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild für ein Antriebsstrangsystem mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs, der Getriebeanbau umfassend: ein Gehäuse, das für die Befestigung an einem A-Schild der Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild ausgebildet ist, wobei das Gehäuse einen Außenring beinhaltet, eine Getriebeuntersetzungsanordnung, die zumindest teilweise im Außenring aufgenommen ist, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung ausgebildet ist, um einen Ausgang eines Getriebes der Anordnung aus Radantriebseinheit und A-Schild aufzunehmen, die ausgebildet ist, um einem einzelnen Rad des Elektrofahrzeugs eine Leistung eines Motors bereitzustellen, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung ausgebildet ist, um in einem Getriebeuntersetzungsbetrieb eine Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl bereitzustellen als ein Drehmoment und eine Drehzahl in einem Standardbetrieb; und eine Aktoranordnung, die ausgebildet ist, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und dem Standardbetrieb zu betätigen.
Getriebeanbau nach Anspruch 1, wobei der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereitstellt.
Getriebeanbau nach Anspruch 2, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb bereitstellt.
Getriebeanbau nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Halterung umfasst, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und wobei die Halterung ausgebildet ist, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden.
Getriebeanbau nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur ist, die eine einzelne strukturell ausgebildete Einheit ist.
Getriebeanbau nach Anspruch 1, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung ist, die Folgendes umfasst: eine Getriebewelle, die ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung beinhaltet, die ausgebildet ist, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen; eine Vielzahl von Planetenrädern; eine Vielzahl von Stiften, die ausgebildet sind, um die Planetenräder zu lagern; eine innere Trägeranordnung, die an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist; und eine äußere Trägeranordnung, die an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist.
Getriebeanbau nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: einen Kühlanbau, der ausgebildet ist, um mit einer Fläche des Getriebeanbaus verbunden zu werden und ausgebildet ist, um der Getriebeuntersetzungsanordnung Kühlung bereitzustellen.
A-Schild-Anordnung einer Radantriebseinheit eines Antriebsstrangsystems mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs, die A-Schild-Anordnung umfassend: einen A-Schild, das ausgebildet ist, um einen daran angebrachten Motor zu tragen, wobei der Motor ausgebildet ist, um einem einzelnen Rad des Elektrofahrzeugs Leistung bereitzustellen; ein Getriebe, das am A-Schild angebracht ist, wobei das Getriebe eine Getriebeanordnung beinhaltet, die ausgebildet ist, um eine Leistung des Motors aufzunehmen und eine erste Getriebeuntersetzung zu liefern; und einen Getriebeanbau, der Folgendes beinhaltet: ein Gehäuse, das mit dem A-Schild gekoppelt ist, wobei das Gehäuse einen Außenring beinhaltet, eine Getriebeuntersetzungsanordnung, die zumindest teilweise im Außenring aufgenommen ist, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung mit der Getriebeanordnung gekoppelt ist, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung ausgebildet ist, um eine zweite Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl als die in einem ersten Getriebeuntersetzungsbetrieb bereitzustellen, und eine Aktoranordnung, die ausgebildet ist, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und einem Standardbetrieb zu betätigen.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereitstellt.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 9, wobei die zweite Getriebeuntersetzung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb ist.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse eine Halterung umfasst, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und wobei die Halterung ausgebildet ist, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur ist, die eine einzelne strukturell ausgebildete Einheit ist.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung ist, die Folgendes umfasst: eine Getriebewelle, die ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung beinhaltet, die mit dem Ausgang der Getriebeanordnung des Getriebes gekoppelt ist; eine Vielzahl von Planetenrädern; eine Vielzahl von Stiften, die ausgebildet sind, um die Planetenräder zu lagern; eine innere Trägeranordnung, die an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist; und eine äußere Trägeranordnung, die an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist.
A-Schild-Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Getriebeanbau ferner einen Kühlanbau umfasst, der ausgebildet ist, um mit einer Fläche des Getriebeanbaus verbunden zu werden, und ausgebildet ist, um der Getriebeuntersetzungsanordnung Kühlung bereitzustellen.
Radantriebseinheit eines Antriebsstrangsystems mit vier Motoren eines Elektrofahrzeugs, die Radantriebseinheit umfassend: einen A-Schild; einen Motor, der ausgebildet ist, um einem einzelnen Rad Leistung abzugeben, wobei der Motor mit dem A-Schild gekoppelt ist; ein Getriebe, das am A-Schild angebracht ist, wobei das Getriebe eine Getriebeanordnung beinhaltet, die mit einem Ausgang des Motors gekoppelt und ausgebildet ist, um eine erste Getriebeuntersetzung zu liefern; und einen Getriebeanbau, der Folgendes beinhaltet: ein Gehäuse, das am A-Schild befestigt ist, wobei das Gehäuse einen Außenring beinhaltet, eine Getriebeuntersetzungsanordnung, die zumindest teilweise im Außenring aufgenommen ist, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung mit der Getriebeanordnung gekoppelt ist, um den Ausgang des Getriebes aufzunehmen, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung ausgebildet ist, um eine zweite Getriebeuntersetzung für ein höheres Drehmoment und eine niedrigere Drehzahl als die in einem ersten Getriebeuntersetzungsbetrieb bereitzustellen, und eine Aktoranordnung, die ausgebildet ist, um den Ausgang der Getriebeuntersetzungsanordnung zwischen dem Getriebeuntersetzungsbetrieb und einem Standardbetrieb zu betätigen.
Radantriebseinheit nach Anspruch 15, wobei der Standardbetrieb dem Ausgang des Getriebes keine Getriebeuntersetzung bereitstellt.
Radantriebseinheit nach Anspruch 16, wobei die zweite Getriebeuntersetzung eine Getriebeuntersetzung zwischen 1,5:1 und 5,0:1 im Getriebeuntersetzungsbetrieb und eine Getriebeuntersetzung von 1:1 im Standardbetrieb ist.
Radantriebseinheit nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse eine Halterung umfasst, die ausgebildet ist, um mit einem Hilfsrahmen des Elektrofahrzeugs verbunden zu werden, und wobei die Halterung ausgebildet ist, um den A-Schild mit dem Hilfsrahmen zu verbinden.
Radantriebseinheit nach Anspruch 18, wobei das Gehäuse einschließlich des Außenrings und der Halterung, eine einheitliche Struktur ist, die eine einzelne strukturell ausgebildete Einheit ist.
Radantriebseinheit nach Anspruch 15, wobei die Getriebeuntersetzungsanordnung eine Planetengetriebeanordnung ist, die Folgendes umfasst: eine Getriebewelle, die ein Sonnenrad und eine Keilverzahnung beinhaltet, die mit dem Ausgang der Getriebeanordnung des Getriebes gekoppelt ist; eine Vielzahl von Planetenrädern; eine Vielzahl von Stiften, die ausgebildet sind, um die Planetenräder zu lagern; eine innere Trägeranordnung, die an einer Eingangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist; und eine äußere Trägeranordnung, die an einer Ausgangsseite des Getriebeanbaus angeordnet ist.