EP4584516A1

EP4584516A1 - Elektrischer antriebsstrang fuer ein nutzfahrzeug mit zwei elektromotoren

Info

Publication number: EP4584516A1
Application number: EP23772423.2A
Authority: EP
Inventors: Abdullah JABER; Raid Mazyek; Helko Mues
Original assignee: Trailer Dynamics GmbH
Current assignee: Trailer Dynamics GmbH
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2023-09-07
Publication date: 2025-07-16
Also published as: DE102022123036A1; WO2024052478A1; CN119856007A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antriebsstrang (20) für ein Nutzfahrzeug (2) mit zwei Elektromotoren (22). Um einen elektrischen Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug mit zwei Elektromotoren zu schaffen, bei dem die auftretenden Momente besser beherrschbar sind, wird vorgeschlagen, die Elektromotoren (22) in Motorengehäusen (24) anzuordnen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines zwischen den Motorengehäusen (24) befindlichen Getriebegehäuses (26) befinden, wobei jeder Elektromotor (22) auf eine motorseitige Abtriebswelle (28) wirkt, die sich aus dem Motorengehäuse (24) des dieser Abtriebswelle (28) zugeordneten Elektromotors (22) bis in das Getriebegehäuse (26) hinein erstreckt, und im Getriebegehäuse (26) zumindest eine Zahnradstufe (30) je motorseitiger Abtriebswelle (28) vorhanden ist, über die die jeweilige mit einer motorseitigen Abtriebswelle (28) in das Getriebegehäuse (26) eingebrachte Antriebskraft auf eine jeweilige getriebeseitige Abtriebswelle (32) überträgt.

Description

Elektrischer Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug mit zwei Elektromotoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug mit zwei Elektromotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Nutzfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang mit zwei Elektromotoren.

Aus der Schrift WO 98/40958 A1 ist eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten und auf zueinander fluchtenden Drehachsen angeordneten Elektroantrieben bekannt. Jeder Elektromotor treibt eine eigene Rotorwelle an. Die abtriebsseitigen Enden der Rotorwellen werden auf einander abgewandten Seiten aus dem Antriebsgehäuse herausgeführt. Die einander zugewandten Enden der Rotorwellen sind in einem mittig im Gehäuse angeordneten Lagerschild gelagert.

Durch diese Bauweise entsteht ein Antriebsgehäuse, das lang baut und über seine Länge hinweg erhebliche Antriebsmomente zu verkraften hat. Insbesondere zwischen den distalen Enden der Rotorwellen entstehen erhebliche Kräfte, die von dem Antriebsgehäuse aufgenommen und in den Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs übertragen werden, in dem der Antriebsstrang montiert ist. Vibrationen, die in den Elektromotoren auftreten, werden nicht nur über die abtriebsseitigen Enden der Ro- torwellen in die nachgeordneten Antriebskomponenten übertragen, sondern auch über die Gehäusepassung in das Antriebsgehäuse.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug mit zwei Elektromotoren zu schaffen, bei dem die auftretenden Momente besser beherrschbar sind. Es soll zudem eine Lösung gefunden werden, bei der die Vibrationen aus den Elektromotoren in einem geringeren Umfang auf die nachgeordneten Antriebskomponenten übertragen werden. Auch sollen die ungefederten Massen geringgehalten werden. Auch soll ein Versatz zwischen der Antriebsund der Abtriebswelle geschaffen werden, um eine kompakte Bauform der Antriebseinheit zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird für einen elektrischen Antriebsstrang durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und für ein Nutzfahrzeug durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.

Die Elektromotoren sind in Motorengehäusen angeordnet, die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines zwischen den Motorengehäusen befindlichen Getriebegehäuses befinden. Das zwischen den beiden Motorengehäusen angeordnete Getriebegehäuse kann zwischen den Motorengehäusen auftretende Kräfte sowie daraus auf das Getriebegehäuse einwirkende Vibrationen gut aufnehmen und kompensieren. Die den Elektromotoren zugewandten Seitenwände des Getriebegehäuses können ausreichend fest dimensioniert werden, um daran die Motorengehäuse zu befestigen. Da jedem Motorengehäuse eine Seitenwand des Getriebegehäuses zugeord- net ist, wirken die Vibrationen und Antriebsmomente für jeden Elektromotor zunächst nur auf die eine dem Elektromotor zugewandte Seitenwand des Getriebegehäuses ein. Die Seitenwände des Getriebegehäuses können als massive Platten aus einem metallischen Werkstoff ausgeführt sein. Die den Elektromotoren zugewandten Seitenwände des Getriebegehäuses können durch eine um laufende Seitenwand des Getriebegehäuses miteinander verbunden sein. Die den Elektromotoren zugewandten Seitenwände können auch zur Lagerung der Zahnräder genutzt werden, die in dem Getriebegehäuse die Zahnradstufen bilden. Das gilt auch für die getriebeseitigen Abtriebswellen sowie für die außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Kardanwellen, die die auf die getriebeseitigen Abtriebswellen einwirkenden Antriebskräfte auf die angetriebenen Räder des Nutzfahrzeugs übertragen.

Jeder Elektromotor wirkt auf eine motorseitige Abtriebswelle, die sich aus dem Motorengehäuse des dieser Abtriebswelle zugeordneten Elektromotors bis in das Getriebegehäuse hinein erstreckt. Dabei ist für jeden Elektromotor eine eigene Abtriebswelle vorgesehen, damit diese unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Drehzahlen und Antriebsmomenten betrieben werden können. Bei einer solchen Ausgestaltung wirken auftretende Antriebsmomente und Vibrationen nicht unmittelbar auf den anderen elektrischen Antriebsmotor ein, sondern werden von einer ersten Abtriebswelle allenfalls mittelbar über das Getriebegehäuse auf die zweite Abtriebswelle übertragen. Auf das jeweilige motorseitige Ende eine Abtriebswelle kann direkt der Rotor des zugehörigen Elektromotors aufgesetzt sein. Die von den Elektromotoren erzeugte Antriebskraft kann auf diese Weise ohne weitere Übertragungsverluste direkt in das Getriebegehäuse eingebracht werden. Im Getriebegehäuse ist zumindest eine Zahnradstufe je motorseitiger Abtriebswelle vorhanden, über die die jeweilige mit einer motorseitigen Abtriebswelle in das Getriebegehäuse eingebrachte Antriebskraft auf eine jeweilige getriebeseitige Abtriebswelle übertragen wird. Jeder motorseitigen Abtriebswelle ist also jeweils eine eigene getriebeseitige Abtriebswelle zugeordnet. Die getriebeseitigen Abtriebswellen sind im Getriebegehäuse bevorzugt so angeordnet, dass ihre Drehachse parallel zu den Drehachsen der motorseitigen Abtriebswellen, aber nicht konzentrisch zu diesen verläuft, sodass sich zwischen diesen Abtriebswellen ein Versatz ergibt. Der Versatz sollte dabei bevorzugt so groß sein, dass die Kardanwellen, die die auf die getriebeseitigen Abtriebswellen einwirkenden Antriebskräfte auf die angetriebenen Räder des Nutzfahrzeugs übertragen, außerhalb der Umfangsform der Motorengehäuse an das Getriebegehäuse angeschlossen werden können. Die Zahnradstufen dienen dem Zweck, den Versatz zwischen den Abtriebswellen zu überbrücken.

Die an den getriebeseitigen Abtriebswellen anliegenden Antriebskräfte werden über Kardanwellen, die jeweils mit einer der getriebeseitigen Abtriebswellen antriebsverbunden und auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses angeordnet sind, an Räder des Nutzfahrzeugs übertragen, die mit den jeweiligen Kardanwellen antriebsverbunden sind. Die Kardanwellen sind dazu geeignet, Ein- und Ausfederbewegungen der Räder zu folgen, die diese bei der Benutzung des Nutzfahrzeugs machen. Wenn das Getriebegehäuse und die Motorengehäuse starr mit dem Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs verbunden werden, sind die Kardanwellen die einzigen Teile des Antriebsstrangs, deren Masse ungefedert ist. Da die Kardanwellen ver- gleichsweise leicht sind, ergeben sich daraus Vorteile für das Fahrverhalten und die Laufruhe des Nutzfahrzeugs bei seinem Gebrauch. Insbesondere sind die schweren Elektromotoren und auch das Getriebe nicht Bestandteil der ungefederten Massen.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug hat also jeder der beiden Elektromotoren seinen eigenen Übertragungspfad für die Übertragung der Antriebskraft an die von ihm angetriebenen Räder. Die beim Betrieb der Elektromotoren auftretenden Vibrationen können geringgehalten werden. Die auftretenden Momente sind in dem erfindungsgemäß gestalteten Antriebsstrang gut beherrschbar.

Bei dem Nutzfahrzeug kann es sich insbesondere um einen Lkw-Trailer handeln. Bei Lkw-Trailern ist es besonders schwierig, einen elektrischen Antriebsstrang in dem verfügbaren Bauraum unterhalb der Ladefläche unterzubringen. Die verfügbare Bauraumbreite ist durch gesetzliche Zulassungsbestimmungen beschränkt. Im Bereich der Räder müssen zudem noch Achsschwingen, Federelemente, Stoßdämpfer und Bremsen angeordnet werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des elektrischen Antriebsstrangs wird der verfügbare Bauraum optimal ausgenutzt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Antriebsstrang eine elektronische Drehzahlregelung der Elektromotoren auf, die darauf ausgelegt ist, Drehzahldifferenzen zwischen den vom Antriebsstrang angetriebenen Rädern auszugleichen. Die elektronische Drehzahlregelung der Elektromotoren schafft ein elektronisches Differenzial. Soweit Drehzahldifferenzen zwischen gegenüberliegenden Rädern eines Nutzfahrzeugs auftreten, was insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Nutzfahrzeugs der Fall sein kann, ist es über die voneinander entkoppelten Übertragungspfade möglich, durch eine entsprechende Drehzahlregelung der Elektromotoren die Dreh- zahldifferenzen zu neutralisieren. Für den Drehzahlausgleich kann die Drehzahl des Elektromotors, der ein kurvenäußeres Rad antreibt, über die elektronische Drehzahlregelung erhöht werden, während die Drehzahl des Elektromotors, der ein kurveninneres Rad antreibt, über die elektronische Drehzahlregelung abgesenkt wird. Es ist auch möglich, zum Drehzahlausgleich über die elektronische Drehzahlregelung nur die Drehzahl eines der beiden Elektromotoren in eine geeignete Richtung zu verändern. Die Veränderung der Drehzahl der Elektromotoren kann über eine entsprechend programmierte elektronische Steuerung erfolgen, die Drehzahldifferenzen zwischen angetriebenen Rädern über geeignete Sensoren erfasst und die Drehzahlen der Elektromotoren auf ein für einen Drehzahlausgleich erforderliches Niveau einregelt. Auf ein mechanisches Differenzial kann dann im erfindungsgemäßen Antriebsstrang verzichtet werden, wodurch die Masse des Antriebsstrangs insgesamt und die ungefederten Massen nochmals reduziert werden. Blindleistungen im Antriebsstrang werden vermieden. Die elektronische Drehzahlregelung ist dabei so gesteuert, dass sie Laufwegunterschiede eines kurveninneren und eines kurvenäußeren Rades nach Möglichkeit neutralisiert. Durch die voneinander getrennten Antriebspfade der Elektromotoren zu den jeweils von Ihnen angetriebenen Rädern ist die individuelle Ansteuerung der einzelnen angetriebenen Räder möglich.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Antriebsstrang eine elektronische Leistungsregelung der Elektromotoren auf, die darauf ausgelegt ist, durch eine Veränderung des von einem oder beiden Elektromotoren erzeugten Antriebsmoments an dem von dem jeweils von der Leistungsregelung betroffenen Elektromotor angetriebenen Rad ein retardierendes oder beschleunigendes Antriebsmoment zu erzeugen. Die elektronische Momentenregelung zielt darauf ab, in bestimmten Fahrsituationen die Gierwinkelgeschwindigkeit des Nutzfahrzeugs um seine Hochachse zu beeinflussen. Es handelt sich dabei um eine Torque Vectoring-Steuerung, die darauf ausgerichtet ist, die Fahreigenschaften des Nutzfahrzeugs zu verbessern. So kann das Kurvenverhalten des Nutzfahrzeugs verbessert werden, wenn das kurveninnere Rad mit einem retardierenden Moment leicht verzögert wird, wodurch sich das Nutzfahrzeug in die Kurve hineindreht. Ein vergleichbarer Effekt, der ersatzweise oder unterstützend zur Momentenveränderung des kurveninneren Rades herbeigeführt wird, kann erzielt werden, wenn das kurvenäußere Rad mit einem beschleunigenden Antriebsmoment nach vorne drängt. Das retardierende und/oder beschleunigende Antriebsmoment kann auch dazu benutzt werden, bei einer Geradeausfahrt des Nutzfahrzeugs das Fahrverhalten des Nutzfahrzeugs zu stabilisieren. Das gilt beispielsweise, wenn das Nutzfahrzeug wegen Fahrfehlem, Fahrbahnunebenheiten oder Witterungsverhältnissen dazu neigt, sich in einer Fahrsituation aufzuschaukeln oder zu pendeln. Es werden dann gezielt Antriebsmomente an den Rädern erzeugt, die einem Aufschaukeln oder Pendeln entgegenwirken. Die retardierende und/oder beschleunigenden Antriebsmomente können über eine entsprechende elektronische Ansteuerung der Regelung der Elektromotoren erzielt werden. Durch die voneinander getrennten Antriebspfade von den Elektromotoren zu den jeweils von Ihnen angetriebenen Rädern ist die individuelle Ansteuerung der einzelnen angetriebenen Räder möglich. Fahrzustände, in denen die vorstehend beschriebene Momentenregelung hilfreich einsetzbar ist, können über eine entsprechende geeignete Sensorik erkannt werden. Zur Erkennung von Drehbewegungen des Nutzfahrzeugs um seine Hochachse können beispielsweise Gierratensensoren verwendet werden. Die Sensordaten des Gierratensensors können von einer Steuerungselektronik mit weiteren Sensordaten verrechnet werden, beispielsweise von Drehzahlsensoren der Räder, um daraus ein Signal zu errechnen, ob und wie stark ein entsprechendes Antriebsmoment zur Unterstützung des Fahrverhaltens des Nutzfahrzeugs erforderlich und/oder hilfreich ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Zahnradstufen ein Übersetzungsverhältnis auf, durch das die Drehzahlen der getriebeseitigen Abtriebswellen ungleich sind zu den Drehzahlen der motorseitigen Abtriebswellen der Elektromotoren. Je nach Auslegung der Elektromotoren ist es möglich, dass deren Drehzahlen im Normalbetrieb auf einem Niveau liegen, bei dem bei einem Übersetzungsverhältnis der Zahnradstufen im Getriebegehäuse von 1 :1 die Räder des Nutzfahrzeugs mit Drehzahlen rotieren, die nicht den Geschwindigkeiten entsprechen, mit denen das Nutzfahrzeug im Normalbetrieb fährt. Durch eine entsprechende Über- oder Untersetzung der Drehzahlen der motorseitigen Abtriebswellen auf geänderte Drehzahlen der getriebeseitigen Abtriebswellen mittels des Übersetzungsverhältnisses der Zahnradstufen können die Elektromotoren mit Drehzahlen betrieben werden, die bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 nicht zu den im Normalbetrieb des Nutzfahrzeugs zu erwartenden Drehzahlen der Räder passen. Die durch das Über- oder Untersetzungsverhältnis möglich gewordenen Drehzahlen der Elektromotoren können aus Verschleiß- und/oder Energieverbrauchssicht vorteilhaft sein. Wenn im Getriebegehäuse zumindest eine automatisch oder manuell schaltbare Getriebestufe vor- handen ist, können dadurch die getriebeseitigen Abtriebswellen bei gleicher Eingangsdrehzahl der motorseitigen Abtriebswellen mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen das Getriebegehäuse und/oder die Motorengehäuse ein oder mehrere Verbindungselemente auf, mit denen der elektrische Antriebsstrang an einem Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs befestigbar ist. Über die Verbindungselemente ist es möglich, die schweren Komponenten des Antriebsstrangs mit einem Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs zu verbinden. Vorteilhaft können an den Motorengehäusen Befestigungskonsolen angeordnet sein, über die die Motorengehäuse mit dem Fahrzeugrahmen eines Nutzfahrzeugs verbindbar sind. Die Befestigungskonsolen können insbesondere an den nach außen weisenden Enden der Motorengehäuse angeordnet sein, um dort die Gewichte der Elektromotoren abzustützen. Zusätzlich kann das Getriebegehäuse mit zumindest einem Verbindungselement versehen sein, um auch das Gewicht des Getriebegehäuses samt der darin angeordneten Wellen und Zahnradstufen abzustützen. Alternativ kann das Getriebe mindestens zwei Verbindungselemente aufnehmen und somit eine einseitige Befestigung der Elektromotoren an dem Getriebe ermöglichen, wodurch das Gehäuse der Elektromotoren entlastet wird. Die Verbindungselemente können darauf ausgelegt sein, bekannte Verbindungstechniken anzuwenden, wie beispielsweise Schweißen, Schrauben, Nieten, Kleben und dergleichen, um den Antriebsstrang mit dem Fahrzeugrahmen eines Nutzfahrzeugs zu verbinden. Die schweren Komponenten des Antriebsstrangs sind dadurch am Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs festgelegt. Die ungefederten Massen werden dadurch geringgehalten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der elektrische Antriebsstrang als ein Verbindungselement eine Drehmomentstütze auf, die mit einem Ende am Getriebegehäuse befestigt ist. Bevorzugt greift die Drehmomentstütze in einem von den motorseitigen Abtriebswellen entfernten Bereich an dem Getriebegehäuse an, da dort das Differenzdrehmoment von An- und Abtrieb am größten ist. Das Getriebegehäuse ist für die Anbringung der Drehmomentstütze besonders geeignet, weil dieses besonders steif ausgelegt sein muss, um die daran befestigten Elektromotoren zu halten und Torsionsbewegungen des Getriebegehäuses zu vermeiden. Die Drehmomentstütze leitet das Differenzdrehmoment in den Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs ein. Des Weiteren werden die Kräfte durch die Drehmomente von der Drehmomentstütze mittig in die Rahmenkonstruktion eingeleitet, wodurch eine Torsion des Fahrzeugrahmens vermieden wird. Durch eine Drehmomentstütze werden andere Verbindungselemente zur Verbindung des Antriebsstrangs mit dem Fahrzeugrahmen eines Nutzfahrzeugs entlastet. Andere Verbindungselemente können dadurch leichter und einfacher gestaltet werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen das oder die Verbindungselemente Silentlager auf. Die Silentlager sind geeignet, die Übertragung von Vibrationen und Schwingungen aus dem Antriebsstrang auf den Fahrzeugrahmen eines Nutzfahrzeugs zumindest zu verringern oder ganz zu vermeiden. Bei Silentlagern handelt es sich um Bauteile, bei denen metallische Verbindungselemente durch Bauteile aus einem elastomeren Werkstoff miteinander verbunden sind, um Druck, Schub- und/oder Zugbelastungen und Schwingungen zwischen den miteinander verbundenen Bauteilen zu dämpfen. Die Silentlager verhindern durch ihre Bauweise nicht nur die Übertragung von Vibrationen der Elektromotoren auf den Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs, sie dämpfen in gleicher weise auch Stöße und Schläge sowie Einflüsse aus Verwindungsbewegungen des Fahrzeugrahmens, die aus dem Fahrzeugrahmen auf den Antriebsstrang einwirken. Auch Wechselmomente aus dem Antrieb können von den Silentlagern zumindest teilweise aufgenommen werden. Zudem ermöglichen die Silentlager eine Verwindung des Fahrzeugrahmens, ohne die dadurch entstehenden Kräfte gleichermaßen auf die Antriebskonstruktion zu übertragen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung überragt in einer Seitenansicht das Getriebegehäuse die Umfangsformen der Motorengehäuse in einer Richtung und die getriebeseitigen Abtriebswellen und die Anschlüsse der Kardanwellen am Getriebegehäuse sind in dem die Umfangsformen der Motorengehäuse überragenden Teil des Getriebegehäuses angeordnet. Bei dieser Bauweise wird der Bauraum, den der Antriebsstrang benötigt, klein gehalten. Indem die Kardanwellen konzeptbedingt nicht an den äußeren Enden der Elektromotoren, sondern an dem über die Motorengehäuse überstehenden Teil des Getriebegehäuses angesetzt werden, verlängert sich die Strecke, über die sich die Kardanwellen erstrecken. Von den angetriebenen Rädern aus reichen die Kardanwellen weiter in den mittleren Bereich des Nutzfahrzeugs hinein. Durch die größere Länge der Kardanwellen in einer Richtung quer zur Längsachse des Nutzfahrzeugs verringern sich die Winkelgrade, die über die Kreuzgelenke der Kardanwellen bei ihrem Betrieb ausgeglichen werden müssen, um den Abstand zwischen den motorseitigen Abtriebswellen und den Drehachsen der angetriebenen Räder in Längsrichtung des Nutzfahrzeugs und/oder in vertikaler Richtung gesehen zu überbrücken. Zudem ermöglicht der Versatz eine Auslenkung der Kardanwellen, die durch die bei einem Nutzfahrzeug notwendigerweise einzustellenden Fahrhöhen entstehen. Der Verschleiß der Kreuzgelenke der Kardanwellen wird dadurch verringert. Im praktischen Betrieb erreichen die Kardanwellen dadurch eine wesentlich höhere Standzeit.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlüsse der Kardanwellen am Getriebegehäuse von den Drehachsen der motorseitigen Abtriebswellen aus in die Richtung der Drehachsen der vom Antriebsstrang angetriebenen Räder versetzt. Die Anschlüsse der Kardanwellen befinden sich dazu insbesondere in dem Teil des Getriebegehäuses, in dem das Getriebegehäuse in einer Seitenansicht die Umfangsformen der Motorengehäuse überragt. In Längsrichtung des Nutzfahrzeugs und/oder in der vertikalen Richtung gesehen ist dadurch der Abstand zwischen der Drehachse der motorseitigen Abtriebswellen und den Drehachsen der angetriebenen Räder verkürzt. Durch den verkürzten Abstand verringern sich die Winkelgrade, die die Kreuzgelenke der Kardanwellen bei ihrem Betrieb ausgleichen müssen. Der Verschleiß der Kreuzgelenke der Kardanwellen wird dadurch verringert. Im praktischen Betrieb erreichen die Kardanwellen dadurch eine wesentlich höhere Standzeit.

Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen der

Erfindung jeweils für sich, aber auch untereinander mit dem Gegenstand des

Anspruchs 1 und den übrigen Unteransprüchen kombiniert werden können, soweit dem keine technischen Hindernisse entgegenstehen und keine zwingenden

Abhängigkeiten gegeben sind.

Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Gesamtansicht auf einen in einem Nutzfahrzeug installierten elektrischen Antriebsstrang von schräg unten,

Fig. 2: eine Ansicht von vorne auf den in einem Fahrzeugrahmen montierten elektrischen Antriebsstrang mit der Elektromotor-ZGetriebebaugruppe, und

Fig. 3: eine Seitenansicht auf die in einem Fahrzeugrahmen montierte

Elektromotor-ZGetriebebaugruppe.

Die Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht auf ein Nutzfahrzeug 2 in Gestalt eines LKW- Trailers von schräg unten, in den ein elektrischer Antriebsstrang 20 eingebaut ist. Das Nutzfahrzeug 2 verfügt über einen Fahrzeugrahmen 4, der im Ausführungsbeispiel über drei Achskonstruktionen 6 auf dem Boden abgestützt ist. Die mittlere Achskonstruktion 6 verfügt über den elektrischen Antriebsstrang 20, bei den beiden anderen Achskonstruktionen ist aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung die Achsbrücke beziehungsweise die Achse weggelassen. Im Frontbereich wird das Nutzfahrzeug mit dem Königszapfen 16 auf die Sattelkupplung eines zeichnerisch nicht näher dargestellten Sattelschleppers aufgelegt und darüber gezogen.

Die Achskonstruktionen 6 weisen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens 4 einen Lenkerarm 8 auf, der jeweils über ein in einer Haltekonsole angeordnetes Schwenklager 10 mit dem Fahrzeugrahmen 4 verbunden ist. An dem Lenkerarm 8 ist jeweils auch ein Radträger 12 befestigt, an dem dann die Räder des Nutzfahrzeugs 2 angeschraubt werden können. An ihrem dem Schwenklager 10 abgewandten Ende werden die Lenkerarme 8 noch jeweils über ein Federelement 14 am Fahrzeugrahmen abgestützt. Die Lenkerarme 8 rotieren also bei Federbewegungen um die Schwenklager 10 und federn dabei gegen die Rückstellkräfte in den flexiblen Federelementen 14.

Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht von vorne auf einen in einem Fahrzeugrahmen 4 montierten elektrischen Antriebsstrang 20 mit der zugehörigen Elektromotor-ZGetriebe- baugruppe. Der elektrische Antriebsstrang 20 verfügt über zwei in gestrichelten Linien angedeuteten Elektromotoren 22, die jeweils in einem zugehörigen Motorengehäuse 24 angeordnet sind. Die beiden Motorengehäuse 24 sind auf gegenüberliegenden Seiten auf ein Getriebegehäuse 26 aufgesetzt. Jeder Elektromotor 22 verfügt über eine motorseitige Abtriebswelle 28, die sich aus dem Motorengehäuse 24 des dieser Abtriebswelle 28 zugeordneten Elektromotors 22 bis in das Getriebegehäuse 26 hinein erstreckt. Im Getriebegehäuse 26 ist zumindest eine Zahnradstufe 30 je motorseitiger Abtriebswelle 28 vorhanden, über die die jeweilige mit einer motorseitigen Abtriebswelle 28 in das Getriebegehäuse 26 eingebrachte Antriebskraft auf eine jeweilige getriebeseitige Abtriebswelle 32 übertragen wird. Die Zahnradstufen 30 können ein Übersetzungsverhältnis aufweisen, durch das die Drehzahlen der getriebeseitigen Abtriebswellen 32 ungleich sind zu den Drehzahlen der motorseitigen Abtriebswellen 28 der Elektromotoren 22. Die an den getriebeseitigen Abtriebswellen 32 anliegenden Antriebskräfte werden über Kardanwellen 34, die jeweils mit einer der getriebeseitigen Abtriebswellen 32 antriebsverbunden und auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses 26 angeordnet sind, an mit den Kardanwellen 34 antriebsverbundene Räder 36 des Nutzfahrzeugs 2 übertragen.

In Fig. 2 ist eine Elektronikbox 38 eingezeichnet, die über in gestrichelten Linien dargestellte Leitungen mit den Elektromotoren 22 verbunden ist. In der Elektronikbox 38 ist die elektronische Drehzahlregelung 40 sowie die elektronische Leistungsregelung 42 angeordnet. Für diese Funktionen kann die Elektronikbox 38 noch mit weiteren zeichnerisch nicht näher dargestellten Sensoren verbunden sein, die im elektronischen Fahrzeugstrang 20 und/oder am Nutzfahrzeug 2 angeordnet sind.

Das Getriebegehäuse 26 und/oder die Motorengehäuse 24 sind im Ausführungsbeispiel über Verbindungselemente 44 mit dem Fahrzeugrahmen 4 des Nutzfahrzeugs 2 verbunden. Eines der Verbindungselemente 44 ist als Drehmomentstütze 46 ausgebildet, die mit einem Ende am Getriebegehäuse 26 und mit ihrem anderen Ende am Fahrzeugrahmen 4 des Nutzfahrzeugs 2 befestigt ist. Die Verbindungselemente 44 sind über Silentlager 48 mit dem Fahrzeugrahmen 4 verbunden. In der in Fig. 3 gezeigten Seitenansicht überragt das Getriebegehäuses 26 die Umfangsformen der Motorengehäuse 24 in einer Richtung nach unten. Die getriebeseitigen Abtriebswellen 32 und die Anschlüsse der Kardanwellen 34 sind am Getriebegehäuse 26 in dem die Umfangsformen der Motorengehäuse 24 überragenden Teil des Getriebegehäuses 26 angeordnet. Die Anschlüsse der Kardanwellen 34 am Getriebegehäuse 26 sind außerdem von den Drehachsen der motorseitigen Abtriebswellen 28 aus in die Richtung der Drehachsen der vom Antriebsstrang 20 angetriebenen Räder 36 versetzt.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das Ausführungsbeispiel auf eine ihm als geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um es an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.

Bezugszeichenliste

Nutzfahrzeug

Fahrzeugrahmen

Achskonstruktion

Lenkerarm

Schwenklager

Radträger

Federelement elektrischer Antriebsstrang

Elektromotor

Motorengehäuse

Getriebegehäuse motorseitige Abtriebswelle

Zahnradstufe getriebeseitige Abtriebswelle

Kardanwelle

Rad

Elektronikbox elektronische Drehzahlregelung elektronische Leistungsregelung

Verbindungselement

Drehmomentstütze

Silentlager

Claims

Patentansprüche

1 . Elektrischer Antriebsstrang (20) für ein Nutzfahrzeug (2) mit zwei Elektromotoren (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (22) in Motorengehäusen (24) angeordnet sind, die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines zwischen den Motorengehäusen (24) befindlichen Getriebegehäuses (26) befinden, jeder Elektromotor (22) auf eine motorseitige Abtriebswelle (28) wirkt, die sich aus dem Motorengehäuse (24) des dieser Abtriebswelle (28) zugeordneten Elektromotors (22) bis in das Getriebegehäuse (26) hinein erstreckt, im Getriebegehäuse (26) zumindest eine Zahnradstufe (30) je motorseitiger Abtriebswelle (28) vorhanden ist, über die die jeweilige mit einer motorseitigen Abtriebswelle (28) in das Getriebegehäuse (26) eingebrachte Antriebskraft auf eine jeweilige getriebeseitige Abtriebswelle (32) übertragen wird, und die an den getriebeseitigen Abtriebswellen (32) anliegenden Antriebskräfte über Kardanwellen (34), die jeweils mit einer der getriebeseitigen Abtriebswellen (32) antriebsverbunden und auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses (26) angeordnet sind, an mit den Kardanwellen (34) antriebsverbundene Räder (36) des Nutzfahrzeugs (2) übertragen werden.

2. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (20) eine elektronische Drehzahlregelung (40) der Elektromotoren (22) aufweist, die darauf ausgelegt ist, Drehzahldifferenzen zwischen den vom Antriebsstrang (20) angetriebenen Rädern (36) auszugleichen.

3. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (20) eine elektronische Leistungsregelung (42) der Elektromotoren (22) aufweist, die darauf ausgelegt ist, durch eine Veränderung des von einem oder beiden Elektromotoren (22) erzeugten Antriebsmoments an dem von dem jeweils von der Leistungsregelung betroffenen Elektromotor (22) angetriebenen Rad (36) ein retardierendes oder beschleunigendes Antriebsmoment zu erzeugen.

4. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstufen (30) ein Übersetzungsverhältnis aufweisen, durch das die Drehzahlen der getriebeseitigen Abtriebswellen (32) ungleich sind zu den Drehzahlen der motorseitigen Abtriebswellen (28) der Elektromotoren (22).

5. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (26) und/oder die Motorengehäuse (24) ein oder mehrere Verbindungselemente (44) aufweisen, mit denen der elektrische Antriebsstrang (20) an einem Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeugs (2) befestigbar ist.

6. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsstrang (20) als ein Verbindungselement (44) eine Drehmomentstütze (46) aufweist, die mit einem Ende am Getriebegehäuse (26) befestigt ist.

7. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche

5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Verbindungselemente (44) Silentlager (48) aufweisen.

8. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Seitenansicht das Getriebegehäuse (26) die Umfangsformen der Motorengehäuse (24) in einer Richtung überragt und die getriebeseitigen Abtriebswellen (32) und die Anschlüsse der Kardanwellen (34) am Getriebegehäuse (26) in dem die Umfangsformen der Motorengehäuse (24) überragenden Teil des Getriebegehäuses (26) angeordnet sind.

9. Elektrischer Antriebsstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Kardanwellen (34) am Getriebegehäuse (26) von den Drehachsen der motorseitigen Abtriebswellen (28) aus in die Richtung der Drehachsen der vom Antriebsstrang (20) angetriebenen Räder (36) versetzt sind.

10. Nutzfahrzeug (2) mit einem elektrischen Antriebsstrang (20) mit zwei Elektromotoren (22), dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsstrang (20) nach den Merkmalen der Ansprüche 1 - 9 gestaltet ist.