DE102021205929A1 - Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sowie elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Getriebe - Google Patents

Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sowie elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Getriebe Download PDF

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Martin Brehmer
Robert Nickel
Peter Tiesler
Uwe Firzlaff
Matthias Heizenröther
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Stufenplanetenradsatz (SP), ein Differentialgetriebe (D) und eine Trenneinheit (K), die im Leistungsfluss zwischen dem Stufenplanetenradsatz (SP) und dem Differentialgetriebe (D) angeordnet und dazu eingerichtet ist, das Differentialgetriebe (D) von dem Stufenplanetenradsatz (SP) abzukoppeln, wobei der Stufenplanetenradsatz (SP) mehrere Stufenplanetenräder, ein erstes Element (E1), ein zweites Element (E2) und ein drittes Element (E3) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad aus einem ersten Planetenrad (P1) und einem zweiten Planetenrad (P2), die drehfest miteinander verbunden sind sowie unterschiedliche Durchmesser aufweisen, ausgebildet ist, wobei das erste Element (E1) dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung von einer elektrischen Maschine (EM) in den Stufenplanetenradsatz (SP) einzuleiten, wobei das zweite Element (E2) dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der elektrischen Maschine (EM) aus dem Stufenplanetenradsatz (SP) auszuleiten, und wobei das dritte Element (E3) drehfest mit einem drehfesten Bauelement (G) des Getriebes verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein solches Getriebe und eine elektrische Maschine (EM) mit einem Stator (S) und einem Rotor (R).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Stufenplanetenradsatz, ein Differentialgetriebe und eine Trenneinheit. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einer elektrischen Maschine, die einen Stator und einen Rotor aufweist.
  • Die WO 2015/082168 A1 offenbart ein Getriebe mit einer Getriebe-Eingangswelle und einer Getriebe-Ausgangswelle, einem Hauptradsatz, einem Zusatzradsatz, und einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator. Das Getriebe weist zumindest einen Leistungspfad zwischen der Getriebe-Eingangswelle und dem Hauptradsatz auf, wobei der Hauptradsatz einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit insgesamt vier in Drehzahlordnung als erste, zweite, dritte und vierte Welle bezeichnete Wellen aufweist. Der zumindest eine Leistungspfad ist über zumindest ein Schaltelement mit zumindest einer der vier Wellen des Hauptradsatzes verbindbar. Der erste Planetenradsatz des Hauptradsatzes ist als Plus-Radsatz und der zweite Planetenradsatz des Hauptradsatzes ist als Minus-Radsatz ausgebildet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Ferner soll auch ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug geschaffen werden. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 13. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erfindungsgemäßes Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs umfasst mindestens einen Stufenplanetenradsatz, ein Differentialgetriebe und eine Trenneinheit, die im Leistungsfluss zwischen dem Stufenplanetenradsatz und dem Differentialgetriebe angeordnet und dazu eingerichtet ist, das Differentialgetriebe von dem Stufenplanetenradsatz abzukoppeln, wobei der Stufenplanetenradsatz mehrere Stufenplanetenräder, ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad aus einem ersten Planetenrad und einem zweiten Planetenrad, die drehfest miteinander verbunden sind sowie unterschiedliche Durchmesser aufweisen, ausgebildet ist, wobei das erste Element dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung von einer elektrischen Maschine in den Stufenplanetenradsatz einzuleiten, wobei das zweite Element dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der elektrischen Maschine aus dem Stufenplanetenradsatz auszuleiten, und wobei das dritte Element drehfest mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes verbunden ist.
  • Bevorzugt ist das erste Element als Sonnenrad ausgebildet, wobei das zweite Element als Planetensteg ausgebildet ist, und wobei das dritte Element als Hohlrad ausgebildet ist. An dem Planetensteg sind mehrere Stufenplanetenräder drehbar gelagert, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem umliegenden Hohlrad kämmen. Wenn Zahnräder miteinander kämmen, befinden sich diese im Zahneingriff miteinander. Vorzugsweise ist der Stufenplanetenradsatz koaxial zum Differentialgetriebe angeordnet. Insbesondere ist auch die elektrische Maschine koaxial zum Differentialgetriebe angeordnet.
  • Vorzugsweise kämmt das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades mit dem ersten Element, wobei das zweite Planetenrad jedes Stufenplanetenrades mit dem dritten Element kämmt. Mit anderen Worten ist das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades mit dem Sonnenrad im Zahneingriff, wobei das zweite Planetenrad jedes Stufenplanetenrades mit dem Hohlrad im Zahneingriff ist. Beispielsweise weist das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades einen größeren Durchmesser auf als das zweite Planetenrad jedes Stufenplanetenrades. Jedes Stufenplanetenrad ist drehbar an dem dritten Element, nämlich am Planetensteg des Stufenplanetenradsatzes drehbar gelagert.
  • Das dritte Element des Stufenplanetenradsatzes ist drehfest mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes verbunden. Ist ein Element festgesetzt, also mit einem drehfesten Bauelement des Getriebes drehfest verbunden, so ist es an einer Drehbewegung gehindert. Bei dem drehfesten Bauelement des Getriebes, kann es sich vorzugsweise um eine permanent stillstehende Komponente handeln, bevorzugt um ein Gehäuse des Getriebes, einen Teil eines derartigen Gehäuses oder ein damit drehfest verbundenes Element.
  • Insbesondere sind eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden. Unter einer Wirkverbindung zwischen der ersten und zweiten Abtriebswelle mit dem Differentialgetriebe ist zu verstehen, dass die jeweilige Abtriebswelle entweder direkt mit einer Welle bzw. einem Element des Differentialgetriebes verbunden ist bzw. im Zahneingriff steht oder zumindest eine weitere Welle oder ein weiteres Element zwischen der jeweiligen Abtriebswelle und der Welle oder dem Element des Differentialgetriebes angeordnet ist. Die jeweilige Abtriebswelle ist bevorzugt mit einem Rad einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs antriebswirksam verbunden.
  • Unter einer Welle ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest mit-einander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines entsprechenden Schaltelements hergestellt wird. Die Welle kann beispielsweise als Zahnrad, Hohlrad, Sonnenrad oder Planetensteg ausgebildet sein.
  • Das Einleiten einer Antriebsleistung der elektrischen Maschine über das erste Element des Stufenplanetenradsatzes in den Stufenplanetenradsatz bedeutet, dass das erste Element des Stufenplanetenradsatzes zum Antrieb des Stufenplanetenradsatzes eingerichtet ist.
  • Das Ausleiten einer Antriebsleistung der elektrischen Maschine über das zweite Element des Stufenplanetenradsatzes aus dem Stufenplanetenradsatz bedeutet, dass das zweite Element des Stufenplanetenradsatzes zum Abtrieb des Stufenplanetenradsatzes eingerichtet ist.
  • Unter einer Trenneinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei die Vorrichtung im geöffneten Zustand kein Drehmoment zwischen dem Stufenplanetenradsatz und dem Differentialgetriebe übertragen kann, und wobei die Vorrichtung im geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen dem zweiten Planetenradsatz und dem Differentialgetriebe übertragen kann. Eine Verbindung zwischen zwei Elementen ist dazu vorgesehen, Drehmomente und Kräfte bzw. eine Drehbewegung von einem Getriebeelement auf das andere Getriebeelement zu übertragen. Insbesondere umfasst die Trenneinheit ein formschlüssiges Schaltelement. Beispielsweise ist das formschlüssige Schaltelement eine Klauenkupplung, die bei Betätigung eine longitudinale Bewegung ausführt. In einem geschlossenen Zustand verbindet das Schaltelement der Trenneinheit ein Element des Stufenplanetenradsatzes, insbesondere das zweite Element des Stufenplanetenradsatzes formschlüssig mit einem Element des Differentials. In einem geöffneten Zustand entkoppelt das Schaltelement der Trenneinheit das zweite Element des Stufenplanetenradsatzes von dem Element des Differentials, sodass das Differential von dem restlichen Getriebe und der elektrischen Maschine abgekoppelt ist. Dadurch werden insbesondere Schleppverluste erheblich verringert, wobei nicht nur die Effizienz des Getriebes, sondern des gesamten Antriebsstrangs des Fahrzeugs erhöht wird.
  • Die elektrische Maschine ist als Elektromotor ausgebildet und umfasst einen Stator sowie einen Rotor. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine ein permanenterregter Synchronmotor. Über den Rotor und eine damit drehfest verbundene Rotorwelle wird die Antriebsleistung erzeugt und in das Getriebe bzw. in die drehbeweglichen Getriebekomponenten eingeleitet. Die Antriebsleistung wird von dem Elektromotor über den Stufenplanetenradsatz in das Getriebe eingeleitet, wobei der Stufenplanetenradsatz bei geschlossener Trenneinheit mit dem Differentialgetriebe drehfest verbunden ist, um die Antriebsleistung aus dem Stufenplanetenradsatz in das Differentialgetriebe einzuleiten und über die beiden Abtriebswellen an die Antriebsräder des Fahrzeugs weiterzuleiten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zumindest der Stufenplanetenradsatz, die Trenneinheit und das Differentialgetriebe in einem Gehäuse angeordnet, wobei die elektrische Maschine dazu eingerichtet ist, in einem ersten axialen Abschnitt des Gehäuses angeordnet zu sein, wobei der Stufenplanetenradsatz, die Trenneinheit und das Differentialgetriebe in einem zweiten Abschnitt des Gehäuses angeordnet sind. Mithin ist die elektrische Maschine von dem Getriebe axial getrennt im Gehäuse angeordnet. Mit anderen Worten sind die elektrische Maschine und das Getriebe nicht überlappend angeordnet, sondern axial beabstandet. Beispielsweise grenzt die elektrische Maschine mit der einen Stirnseite an einem Endabschnitt des Gehäuses an und mit der anderen Stirnseite an dem Stufenplanetenradsatz an. Beispielsweise grenzt der Stufenplanetenradsatz seinerseits an dem Differentialgetriebe an, wobei der Stufenplanetenradsatz das Differentialgetriebe zumindest teilweise überlappt. Dadurch ist das Getriebe sowohl in axialer als auch radialer Richtung besonders kompaktbauend ausgebildet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe als Kugeldifferential ausgebildet und weist einen Differentialkorb sowie mehrere Ausgleichsräder auf. Über den kugelförmigen Differentialkorb wird die Antriebsleistung der elektrischen Maschine in das Differentialgetriebe eingeleitet, wobei die Ausgleichsräder in bekannter Weise mit jeweiligen Verzahnungen an der jeweiligen Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, um die Antriebsleistung auf die beiden Abtriebswellen zu verteilen.
  • Beispielsweise ist das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades dazu eingerichtet, axial zwischen der elektrischen Maschine und einer ersten Seite des Kugeldifferentials angeordnet zu sein, wobei das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades die elektrische Maschine und das Kugeldifferential axial nicht überlappt. Insbesondere grenzt das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades zu einer Stirnseite axial an die elektrische Maschine an und zu der anderen Stirnseite axial an das Kugeldifferential an. Dadurch wird das Getriebe insbesondere in radialer Richtung kompaktbauend.
  • Beispielsweis ist das zweite Planetenrad jedes Stufenplanetenrades radial gestapelt über einer ersten Hälfte des Kugeldifferentials angeordnet ist. Dabei ist die erste Hälfte des Kugeldifferentials auf der ersten Seite des Kugeldifferentials angeordnet. Insbesondere wird das Kugeldifferential durch die Drehachse eines Ausgleichrades halbiert, die orthogonal zur Drehachse der Abtriebswellen ist, wobei die erste Abtriebswelle in die erste Hälfte des Kugeldifferentials axial hineinragt. Mithin ist das zweite Planetenrad jedes Stufenplanetenrades und das Kugeldifferential zumindest teilweise radial übereinander sowie zumindest teilweise axial überlappend angeordnet. Dadurch wird das Getriebe insbesondere in axialer Richtung kompaktbauend.
  • Beispielsweis ist die Trenneinheit radial gestapelt über einer zweiten Hälfte des Kugeldifferentials angeordnet. Dabei ist die zweite Hälfte des Kugeldifferentials auf der zweiten Seite des Kugeldifferentials angeordnet, also entgegengesetzt zur ersten Seite. Insbesondere wird das Kugeldifferential durch die Drehachse eines Ausgleichrades halbiert, die orthogonal zur Drehachse der Abtriebswellen ist, wobei die zweite Abtriebswelle in die zweite Hälfte des Kugeldifferentials axial hineinragt. Mithin grenzt die Trenneinheit weder an die elektrische Maschine noch an das erste Planetenrad jedes Stufenplanetenrades an, weil diese auf der entgegengesetzten Seite des Kugeldifferentials angeordnet sind. Mit anderen Worten ist die Trenneinheit in einem axialen Endabschnitt des Gehäuses zwischen dem Kugeldifferential und dem Gehäuse selbst angeordnet, wobei die Trenneinheit und das Kugeldifferential zumindest teilweise radial übereinander sowie zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sind. Dadurch wird das Getriebe insbesondere in axialer Richtung kompaktbauend.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt eine Gesamtübersetzung des Getriebes 3 bis 11. Insbesondere wird die Gesamtübersetzung des Getriebes im Wesentlichen durch eine Variation des Durchmessers des Sonnenrades und des ersten Planetenrades des Stufenplanetenradsatzes realisiert. Insbesondere beträgt die Standübersetzung des Kugeldifferentials 1.
  • Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Getriebe und eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor. Beispielsweise sind die elektrische Maschine, der Stufenplanetenradsatz, das Differentialgetriebe und die Trenneinheit in einem Gehäuse angeordnet, wobei die elektrische Maschine axial beabstandet, also axial nicht überlappend von dem Getriebe angeordnet ist. Insbesondere ist die elektrische Maschine derart im Gehäuse integriert, dass das Getriebe zusammen mit der elektrischen Maschine das Antriebssystem des Kraftfahrzeugs bilden. Der Stator der elektrischen Maschine ist drehfest an dem Gehäuse angeordnet, wobei zu einer ersten Stirnseite der elektrischen Maschine eine Gehäusewandung angeordnet ist, und wobei zu einer zweiten Stirnseite der elektrischen Maschine das Getriebe angeordnet ist, insbesondere der Stufenplanetenradsatz des Getriebes. Mithin ist das Kraftfahrzeug als elektrisches Fahrzeug ausgebildet und umfasst das erfindungsgemäße Getriebe und die elektrische Maschine, die zusammen das elektrische Antriebssystem bilden. Alternativ kann das Fahrzeug auch als Hybridfahrzeug ausgebildet sein, wobei das elektrische Antriebssystem beispielsweise eine erste Fahrzeugachse antreibt und ein zweiter Motor, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, eine zweite Fahrzeugachse antreibt. Um Schleppverluste bei einem Antrieb des Fahrzeugs mittels des zweiten Motors zu vermeiden kann über die Trenneinheit die erste Antriebsachse von dem Getriebe und von der elektrischen Maschine abgekoppelt werden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert.
    • 1 zeigt ein stark vereinfachtes Schema eines nur teilweise dargestellten erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs.
  • Gemäß 1 weist ein erfindungsgemäßes elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug ein Getriebe und eine elektrische Maschine EM mit einem Stator S und einen Rotor R auf, wobei das Getriebe und die elektrische Maschine EM in einem gemeinsamen Gehäuse GG koaxial zueinander angeordnet sind. Vorliegend ist das Gehäuse GG in vier axiale Gehäuseabschnitte unterteilt, nämlich einem ersten Gehäuseabschnitt G1, einem zweiten Gehäuseabschnitt G2, einem dritten Gehäuseabschnitt G3 und einem vierten Gehäuseabschnitt G4.
  • Das Getriebe umfasst einen Stufenplanetenradsatz SP, ein Differentialgetriebe D und eine Trenneinheit K. Die elektrische Maschine EM, der Stufenplanetenradsatz und das Differentialgetriebe D sind koaxial zueinander angeordnet. Das Differentialgetriebe D treibt über eine erste Abtriebswelle AB1 und eine zweite Abtriebswelle AB2 nicht dargestellte Räder des Kraftfahrzeugs an, die auf einer gemeinsamen Achse A angeordnet sind.
  • Der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine EM über eine Antriebswelle AN zunächst zum Stufenplanetenradsatz SP. Bei geschlossener Trenneinheit K wird die Leistung von dem Stufenplanetenradsatz SP in das Differentialgetriebe D eingeleitet und dort auf die beiden Abtriebswellen AB1, AB2 verteilt. Mithin ist die Trenneinheit K im Leistungsfluss zwischen dem Stufenplanetenradsatz SP und dem Differentialgetriebe D angeordnet und dazu eingerichtet, das Differentialgetriebe D mit dem Stufenplanetenradsatz SP zu koppeln oder das Differentialgetriebe D von dem Stufenplanetenradsatz SP abzukoppeln. Dazu weist die Trenneinheit K ein formschlüssiges Schaltelement auf, das beispielsweise elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbar ist. Insbesondere wird das formschlüssige Schaltelement der Trenneinheit bei Betätigung parallel zur Achse A, also in longitudinaler Richtung verstellt, um formschlüssig beispielsweise an einem Element des Differentialgetriebes D einzugreifen. Der Vorteil des formschlüssigen Schaltelements gegenüber eines reibschlüssigen Schaltelements ist neben der Kompaktheit auch die Schalteffizienz und Langlebigkeit.
  • Die beiden Abtriebswelle AB1, AB2 sind ebenfalls koaxial zur elektrischen Maschine EM angeordnet, wobei sich die erste Abtriebswelle AB1 axial durch den ersten, zweiten und dritten Gehäuseabschnitt G1, G2, G3 erstreckt, und wobei sich die zweite Abtriebswelle AB2 axial durch den vierten Gehäuseabschnitt G4 erstreckt. Bei geöffneter Trenneinheit K ist das Differentialgetriebe D von dem restlichen Antriebsstrang entkoppelt, sodass die elektrische Maschine EM und der Stufenplanetenradsatz SP bei sich drehenden Rädern des Fahrzeugs nicht mitgeschleppt werden. Dies dient insbesondere zur Effizienzsteigerung des Antriebssystems.
  • Der Stufenplanetenradsatz SP weist ein erstes Element E1, ein zweites Element E2 und ein drittes Element E3 auf. Das erste Element E1 des Stufenplanetenradsatzes SP ist als Sonnenrad ausgebildet und leitet die Antriebsleistung von der elektrischen Maschine EM in den Stufenplanetenradsatz SP ein. Das zweite Element E21 des Stufenplanetenradsatzes SP ist als Planetensteg ausgebildet und leitet die Antriebsleistung der elektrischen Maschine EM aus dem Stufenplanetenradsatz SP aus. Das dritte Element E31 des Stufenplanetenradsatzes SP ist als Hohlrad ausgebildet und drehfest mit einem drehfesten Bauelement G des Getriebes verbunden, wobei das drehfeste Bauelement G des Getriebes vorliegend ein Teil des Gehäuses GG ist. Das drehfeste Bauelement G ist vorliegend einteilig mit dem Gehäuse GG des Getriebes ausgebildet.
  • An dem Planetensteg sind mehrere Stufenplanetenräder drehbar gelagert, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem umliegenden Hohlrad kämmen. Jedes Stufenplanetenrad besteht aus einem ersten Planetenrad P1 und aus einem zweiten Planetenrad P2, wobei das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades mit dem ersten Element E1 kämmt, wobei das zweite Planetenrad P2 jedes Stufenplanetenrades mit dem dritten Element E3 kämmt. Vorliegend weist das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades einen größeren Durchmesser auf als das zweite Planetenrad P2 jedes Stufenplanetenrades.
  • Gemäß einer groben Unterteilung des Gehäuse GG des Getriebes ist die elektrische Maschine EM in einem ersten axialen Abschnitt des Gehäuses GG angeordnet, wobei der Stufenplanetenradsatz SP, die Trenneinheit K und das Differentialgetriebe D in einem zweiten Abschnitt des Gehäuses GG angeordnet sind. Der erste axiale Abschnitt des Gehäuses GG entspricht dem ersten Gehäuseabschnitt G1. Der zweite axiale Abschnitt des Gehäuses GG ist demgegenüber weiter unterteilt im zweiten, dritten und vierten Gehäuseabschnitt G2, G3, G4.
  • Das Differentialgetriebe D ist als Kugeldifferential KG ausgebildet und weist einen kugelförmigen Differentialkorb DK sowie mehrere Ausgleichsräder AR1, AR2, die an dem kugelförmigen Differentialkorb DK drehbar gelagert sind, auf. Der kugelförmige Differentialkorb DK ist über die Trenneinheit K mit dem zweiten Element E2 des Stufenplanetenradsatzes SP verbindbar, um eine Antriebsleistung von der elektrischen Maschine EM in das Kugeldifferential KG einzuleiten. Die Ausgleichsräder AR1, AR2 sind zum Abtrieb vorgesehen und kämmen mit einem jeweiligen Verzahnungsabschnitt an der jeweiligen Abtriebswelle AB1, AB2, um die Differentialfunktion in bekannter Weise zu realisieren. Das Kugeldifferential KG ist vorliegend stark vereinfacht dargestellt.
  • Vorliegend ist das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades axial zwischen der elektrischen Maschine EM und einer ersten Seite des Kugeldifferentials KG angeordnet, wobei das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades die elektrische Maschine EM und das Kugeldifferential KG axial nicht überlappt. Mithin ist das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades axial angrenzend an einer ersten Seite des Kugeldifferentials KG angeordnet. Das erste Planetenrad P1 jedes Stufenplanetenrades ist in dem zweiten Gehäuseabschnitt G2 angeordnet. Der zweite Gehäuseabschnitt G2 ist axial zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt G1 und dem dritten Gehäuseabschnitt G3 angeordnet. Das zweite Planetenrad P2 jedes Stufenplanetenrades ist radial gestapelt über einer ersten Hälfte des Kugeldifferentials KG angeordnet, wobei auch die erste Abtriebswelle AB1 teilweise in der ersten Hälfte des Kugeldifferentials KG angeordnet ist. Der dritte Gehäuseabschnitt G3 ist axial zwischen dem zweiten Gehäuseabschnitt G2 und dem vierten Gehäuseabschnitt G4 angeordnet. Die Trenneinheit K ist radial gestapelt über einer zweiten Hälfte des Kugeldifferentials KG angeordnet, wobei auch die zweite Abtriebswelle AB2 teilweise in der zweiten Hälfte des Kugeldifferentials KG angeordnet ist. Die Trenneinheit K ist in dem vierten Gehäuseabschnitt G4 angeordnet. Die Standübersetzung des Kugeldifferentials KG beträgt 1.
  • Bezugszeichenliste
  • EM
    elektrische Maschine
    S
    Stator
    R
    Rotor
    AN
    Antriebswelle
    K
    Trenneinheit
    SP
    Stufenplanetenradsatz
    E1
    erstes Element des Stufenplanetenradsatzes
    E2
    zweites Element des Stufenplanetenradsatzes
    E3
    drittes Element des Stufenplanetenradsatzes
    P1
    erstes Planetenrad des Stufenplanetenrades
    P2
    zweites Planetenrad des Stufenplanetenrades
    D
    Differentialgetriebe
    KG
    Kugeldifferential
    DK
    Differentialkorb
    AR1
    erstes Ausgleichsrad
    AR2
    zweites Ausgleichsrad
    AB1
    erste Abtriebswelle
    AB2
    zweite Abtriebswelle
    A
    Drehachse
    G
    drehfestes Bauelement
    GG
    Gehäuse
    G1
    erster Gehäuseabschnitt
    G2
    zweiter Gehäuseabschnitt
    G3
    dritter Gehäuseabschnitt
    G4
    vierter Gehäuseabschnitt
  • 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 2015082168 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Stufenplanetenradsatz (SP), ein Differentialgetriebe (D) und eine Trenneinheit (K), die im Leistungsfluss zwischen dem Stufenplanetenradsatz (SP) und dem Differentialgetriebe (D) angeordnet und dazu eingerichtet ist, das Differentialgetriebe (D) von dem Stufenplanetenradsatz (SP) abzukoppeln, wobei der Stufenplanetenradsatz (SP) mehrere Stufenplanetenräder, ein erstes Element (E1), ein zweites Element (E2) und ein drittes Element (E3) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad aus einem ersten Planetenrad (P1) und einem zweiten Planetenrad (P2), die drehfest miteinander verbunden sind sowie unterschiedliche Durchmesser aufweisen, ausgebildet ist, wobei das erste Element (E1) dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung von einer elektrischen Maschine (EM) in den Stufenplanetenradsatz (SP) einzuleiten, wobei das zweite Element (E2) dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der elektrischen Maschine (EM) aus dem Stufenplanetenradsatz (SP) auszuleiten, und wobei das dritte Element (E3) drehfest mit einem drehfesten Bauelement (G) des Getriebes verbunden ist.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, wobei zumindest der Stufenplanetenradsatz (SP), die Trenneinheit (K) und das Differentialgetriebe (D) in einem Gehäuse (GG) angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine (EM) dazu eingerichtet ist, in einem ersten axialen Abschnitt des Gehäuses (GG) angeordnet zu sein, wobei der Stufenplanetenradsatz (SP), die Trenneinheit (K) und das Differentialgetriebe (D) in einem zweiten Abschnitt des Gehäuses (GG) angeordnet sind.
  3. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Element (E1) als Sonnenrad ausgebildet ist, wobei das zweite Element (E2) als Planetensteg ausgebildet ist, und wobei das dritte Element (E3) als Hohlrad ausgebildet ist.
  4. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Planetenrad (P1) jedes Stufenplanetenrades mit dem ersten Element (E1) kämmt, wobei das zweite Planetenrad (P2) jedes Stufenplanetenrades mit dem dritten Element (E3) kämmt.
  5. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Planetenrad (P1) jedes Stufenplanetenrades einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Planetenrad (P2) jedes Stufenplanetenrades.
  6. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Differentialgetriebe (D) als Kugeldifferential (KG) ausgebildet ist und einen Differentialkorb (DK) sowie mehrere Ausgleichsräder (AR1, AR2) aufweist.
  7. Getriebe nach Anspruch 6, wobei das erste Planetenrad (P1) jedes Stufenplanetenrades dazu eingerichtet ist, axial zwischen der elektrischen Maschine (EM) und einer ersten Seite des Kugeldifferentials (KG) angeordnet zu sein, wobei das erste Planetenrad (P1) jedes Stufenplanetenrades die elektrische Maschine (EM) und das Kugeldifferential (KG) axial nicht überlappt.
  8. Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, wobei das zweite Planetenrad (P2) jedes Stufenplanetenrades radial gestapelt über einer ersten Hälfte des Kugeldifferentials (KG) angeordnet ist.
  9. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Trenneinheit (K) radial gestapelt über einer zweiten Hälfte des Kugeldifferentials (KG) angeordnet ist.
  10. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Gesamtübersetzung des Getriebes 3 bis 11 beträgt.
  11. Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Trenneinheit (K) ein formschlüssiges Schaltelement aufweist.
  12. Elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und eine elektrische Maschine (EM) mit einem Stator (S) und einem Rotor (R).
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