KR20210129173A - 저상 차량용 차축 조립체 - Google Patents

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Abstract

전기 차축 조립체는 서스펜션 프레임과 서스펜션 프레임의 대향 측면들에 결합된 구동 조립체를 포함한다. 전기 차축 조립체는 지면 표면을 따라 차량을 이동시키도록 차륜을 회전시키기 위해 차량의 차륜과 맞물린다. 구동 유닛은 하나 이상의 기어세트와 차축 샤프트를 통해 차륜에 원동력을 전달한다.

Description

저상 차량용 차축 조립체
관련 미국 특허 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 2월 28일 출원되고, 그 개시내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 가출원 제62/812,039호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 차량용 차축 조립체(axle assembly)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 차량용 전기 차축 조립체에 관한 것이다.
승하차를 보조하기 위해, 자동차는 가능한 한 지면에 대해 낮은 바닥(floor)을 갖는 것이 바람직하다. 통상적으로 저상 차량(low floor vehicles)이라 칭하는 버스 및 미니밴(people carriers)은 낮은 바닥 높이로부터 이익을 얻는 차량의 예이다. 바닥 높이를 최소화함으로써, 차량의 도어에서 계단(step)이 제거될 수도 있는데, 이는 이어서 차량 승객의 더 용이한 승하차를 허용한다. 계단의 제거는 장애인 승객과, 유모차와 같은 물품을 휴대하는 승객에게 특히 유익하다. 점차적으로, 제조자들은 증가된 성능 및 효율을 위해 저상 차량용 전기 및 하이브리드 추진 시스템으로 전환하고 있다. 가능한 한 낮은 차량의 바닥을 갖기 위해, 구동 트레인(drivetrain) 구성요소는 차량 바닥 내로의 침입을 감소시키기 위해 재배치된다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 전기 차축 조립체는 서스펜션 프레임, 서스펜션 프레임의 대향 측면들에 결합된 제1 구동 조립체 및 제2 구동 조립체, 구동 유닛, 및 구동 트레인을 포함할 수도 있다. 제1 차륜 허브는 제1 구동 조립체에 결합될 수도 있고 제2 차륜 허브는 제2 구동 조립체에 결합될 수도 있다. 제1 및 제2 차륜 허브는 제1 축을 중심으로 하는 회전을 위해 차륜을 지지하도록 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 구동 트레인은 제1 구동 조립체 내에 배열된 제1 기어세트, 제2 구동 조립체 내에 배열된 제2 기어세트, 및 제1 및 제2 기어세트 사이에서 연장하는 포털 차축(portal axle)을 포함할 수도 있다. 제1 기어세트는 제1 차륜 허브에 결합될 수도 있고, 제2 기어세트는 제2 차륜 허브에 결합될 수도 있다. 포털 샤프트(portal shaft)는 제1 축으로부터 오프셋된 제2 축을 중심으로 회전하기 위해 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 구동 유닛은 제1 구동 조립체 내에 배열될 수도 있고 제1 기어세트의 차동 장치에 원동력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 포털 샤프트는 차동 장치에 결합될 수도 있다. 차동 장치는 제1 기어세트를 통해 제1 차륜 허브에 그리고 포털 샤프트와 제2 기어세트를 통해 제2 차륜 허브에 원동력을 전달하도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 기어세트는 차동 장치, 차동 장치에 결합된 스터브 샤프트, 스터브 샤프트에 결합된 제1 출력 기어세트, 및 제1 출력 기어세트 및 제1 차륜 허브에 결합된 제1 유성 기어세트를 포함할 수도 있다. 차동 장치는 제2 축을 따라 배열될 수도 있다. 제2 기어세트는 차동 장치의 대향하는 포털 샤프트에 결합된 제2 출력 기어세트 및 제2 출력 기어세트 및 제2 차륜 허브에 결합된 제2 유성 기어세트를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 서스펜션 프레임의 브리지는 제1 축으로부터 오프셋될 수도 있고, 포털 샤프트는 브리지를 실질적으로 정렬하도록 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 차동 장치는 케이스, 제2 축을 중심으로 케이스와 함께 회전하기 위해 케이스에 결합된 스파이더 기어(spider gear), 및 포털 샤프트 및 스터브 샤프트에 각각 결합되고 스파이더 기어와 맞물리는 사이드 기어(side gears)를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 차동 장치는 케이스, 제2 축을 중심으로 케이스와 함께 회전하기 위해 케이스에 결합된 한 쌍의 유성 기어, 및 포털 샤프트 및 스터브 샤프트에 각각 결합된 사이드 기어를 포함할 수도 있다. 유성 기어는 서로 그리고 사이드 기어 각각과 맞물릴 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 출력 기어세트는 스터브 샤프트에 결합된 피니언 기어 및 제1 유성 기어세트에 결합되고 피니언 기어와 맞물리는 출력 기어를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 출력 기어는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 유성 기어세트는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 출력 기어에 결합된 태양 기어, 태양 기어의 반경방향 외부에 배열되고 태양 기어와 맞물리는 유성 기어, 유성 기어의 반경방향 외부에 배열되고 유성 기어와 맞물리는 링 기어, 및 유성 기어와 제1 차륜 허브에 결합되는 캐리어를 포함할 수도 있다. 링 기어는 제1 축에 대해 고정될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 출력 기어세트는 포털 샤프트에 결합된 피니언 기어 및 제2 유성 기어세트에 결합되고 피니언 기어와 맞물리는 출력 기어를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 출력 기어는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 배열될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 유성 기어세트는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 출력 기어에 결합된 태양 기어, 태양 기어의 반경방향 외부에 배열되고 태양 기어와 맞물리는 유성 기어, 유성 기어의 반경방향 외부에 배열되고 유성 기어와 맞물리는 링 기어, 및 유성 기어와 제2 차륜 허브에 결합되는 캐리어를 포함할 수도 있다. 링 기어는 제1 축에 대해 고정될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 차동 장치에 결합되고 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열된 구동 기어를 더 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 변속기를 더 포함할 수도 있다. 변속기는 구동 기어에 결합된 제1 입력 기어 및 제2 입력 기어, 차동 장치에 결합된 지지 샤프트 상에 회전 가능하게 장착된 제1 출력 기어 및 제2 출력 기어, 및 지지 샤프트 상에 장착된 기어 선택기를 포함할 수도 있다. 구동 기어는 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열될 수도 있다. 제1 입력 기어는 제1 출력 기어와 맞물릴 수도 있고, 제2 입력 기어는 제2 출력 기어와 맞물릴 수도 있다. 기어 선택기는 지지 샤프트를 따라 이동 가능하고 지지 샤프트에 대해 회전 가능하게 고정될 수도 있다. 기어 선택기는 지지 샤프트에 대한 맞물린 제1 또는 제2 출력 기어의 회전을 차단하기 위해 제1 또는 제2 출력 기어와 선택적으로 맞물리도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 구성에서, 기어 선택기는 제1 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 낮은 비를 제공할 수도 있다. 제2 구성에서, 기어 선택기는 제2 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 높은 비를 제공할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 기어 선택기를 제1 및 제2 구성으로 이동시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함할 수도 있다.
본 명세서에 설명된 시스템 및 방법은 첨부 도면(본 명세서에서 "도"로 약칭됨)에 한정이 아니라 예로서 도시되어 있다. 도시의 단순성과 명확성을 위해, 도면에 도시되어 있는 요소는 반드시 실제 축척대로 도시되어 있는 것은 아니다. 예를 들어, 몇몇 요소의 치수는 명확성을 위해 다른 요소에 비해 과장되어 있을 수도 있다. 또한, 적절하다고 고려되는 경우, 참조 부호는 대응 또는 유사한 요소를 지시하기 위해 도면 간에 반복되어 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 저상 차량용 전기 차축 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 전기 차축 조립체의 정면도이다.
도 3은 도 1의 전기 차축 조립체의 개략도이다.
도 4는 도 3의 전기 차축 조립체의 차동 장치의 개략도이다.
도 5는 도 3의 전기 차축 조립체의 유성 기어세트의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 다른 저상 차량용 전기 차축 조립체의 개략도이다.
도 7은 도 6의 전기 차축 조립체의 차동 장치의 개략도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 다른 저상 차량용 전기 차축 조립체의 개략도이다.
도 9는 단축된 폭을 갖는 전기 차축 조립체로부터 서스펜션의 브리지를 도시하고 있는 도 8과 유사한 도면이다.
본 개시내용의 개념은 다양한 수정 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그 특정 예시적인 실시예는 도면에서 예로서 도시되어 있고 본 명세서에 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시내용의 개념을 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없고, 대조적으로, 의도는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 수정, 등가물 및 대안을 커버하는 것이라는 것이 이해되어야 한다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 명세서에서의 참조는, 설명된 실시예가 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수도 있는 것을 지시하지만, 모든 실시예가 반드시 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함하지는 않을 수도 있다. 더욱이, 이러한 구문은 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 설명되었건 아니건 간에 다른 실시예와 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 실행하는 것은 통상의 기술자의 지식 범위 내에 있다는 것이 제안된다.
본 개시내용에 따른 예시적인 전기 차축 조립체(10)가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 전기 차축 조립체(10)는 예를 들어, 지면 위에서 주행을 위해 차량을 지지하고 차량을 추진하기 위해, 버스와 같은 저상 차량에서 사용될 수 있다. 전기 차축 조립체(10)는 서스펜션 프레임(12) 및 서스펜션 프레임(12)의 대향 측면들에 결합된 제1 및 제2 구동 조립체(14, 16)를 포함한다. 서스펜션 프레임(12)은 장착부(15) 및 브리지(17)를 포함한다. 서스펜션 프레임(12)은 차량 프레임에 대해 구동 조립체(14, 16)를 지지하기 위해 장착부(15) 및 제어 아암(19)을 통해 차량 프레임(도시되어 있지 않음)에 부착된다. 예시적인 실시예에서, 장착부(15)는 구동 조립체(14, 16)에 결합되고, 구동 조립체(14, 16)는 브리지(17)에 결합되어 구동 조립체(14, 16)를 서로로부터 이격하여 지지한다. 몇몇 실시예에서, 장착부(15)는 구동 조립체(14, 16)에 결합되고, 브리지(17)(구동 조립체(14, 16)의 대향 측면들을 따라 배열된 한 쌍의 레일을 포함함)는 장착부(15)에 결합되어 구동 조립체(14, 16)를 서로로부터 이격하여 지지한다.
구동 조립체(14)의, 전기 모터와 같은 구동 유닛(18)은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 지면을 따라 차량을 추진하도록 차륜 허브(11, 13) 상에 장착된 차륜(100)(도 2에 가상선으로 도시되어 있음)을 축(A)을 중심으로 회전시키기 위해 구동 트레인(20)에 원동력을 제공한다. 차륜 허브(11, 13)는 구동 트레인(20)의 회전에 의한 회전을 위해 구동 조립체(14, 16)로의 차륜(100)의 부착을 허용한다. 구동 트레인(20)은 제1 구동 조립체(14)의 제1 기어세트(22), 제2 구동 조립체(16)의 제2 기어세트(24), 및 제1 및 제2 기어세트(22, 24) 사이에 결합된 포털 샤프트(26)를 포함한다. 포털 샤프트(26)는 축(B)을 중심으로 하는 회전을 위해 배열된다. 브리지(17) 및 포털 샤프트(26)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 차량의 낮은 바닥의 높이를 감소시키기 위해 차륜(100)의 회전축(A)으로부터 오프셋된다. 차량의 수용 능력을 최대화하기 위해 차량의 낮은 바닥의 높이는 가능한 한 낮게 하고 폭은 가능한 한 넓게 하는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 포털 샤프트(26)의 회전축(B)은 수직축(V)을 따라 거리(D)만큼 차륜(100) 및 허브(11, 13)의 회전축(A)으로부터 오프셋되어 있다. 브리지(17)는 또한 가능한 한 낮게 위치되고, 포털 샤프트(26)와 브리지(17)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 수평 평면을 따라 정렬될 수 있다.
제1 기어세트(22)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 구동 유닛(18)에 의해 제공되는 원동력을 차륜 허브(11) 및 포털 샤프트(26)에 전달하도록 배열된다. 포털 샤프트(26)는 제1 기어세트(24)에 의해 제공된 원동력을 제2 기어세트(22)에 전달하고, 제2 기어세트(24)는 원동력을 차륜 허브(13)에 전달한다. 구동 유닛(18) 및 구동 트레인(20)의 배열은 본 개시내용으로부터 벗어나지 않고 반전될 수 있다는 것(제2 구동 조립체(16) 내에 구동 유닛(18) 및 제1 기어세트(22) 및 제1 구동 조립체(14) 내에 제2 기어세트(24)를 가짐)이 이해되어야 한다.
제1 기어세트(22)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차동 장치(30), 제1 출력 기어세트(32) 및 제1 유성 기어세트(34)를 포함한다. 구동 유닛(18)에 결합된 입력 기어(36)는 구동 유닛(18)에 의해 전달된 원동력을 차동 장치(30)에 전달하기 위해 차동 장치(30)에 결합된 구동 기어(38)와 맞물린다. 포털 샤프트(26) 및 스터브 샤프트(31)는 차동 장치(30)에 결합되고 대향 방향으로 연장된다. 제1 출력 기어세트(32)는 스터브 샤프트(31)에 결합되고, 스터브 샤프트(31)는 차륜 허브(11)(및 부착된 차륜(100))의 회전 구동을 위해 차동 장치(30)로부터의 제1 출력 기어세트(32) 및 제1 유성 기어세트(34)로 원동력을 전달한다. 예시적인 실시예에서, 포털 샤프트(26), 차동 장치(30), 및 스터브 샤프트(31)는 축(B) 주위의 회전을 위해 회전축(B)을 따라 배열된다. 제1 출력 기어세트(32)는 스터브 샤프트(31)에 결합된 피니언 기어(33) 및 피니언 기어(33)와 맞물리는 출력 기어(35)를 포함한다. 출력 기어(35)는 유성 기어세트(34)에 결합되고, 유성 기어세트(34)에 결합된 차축 샤프트(37)는 차륜 허브(11)와 맞물린다.
포털 샤프트(26)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차륜 허브(13)(및 부착된 차륜(100))의 회전 구동을 위해 차동 장치(30)로부터 제2 구동 조립체(16)의 제2 기어세트(24)로 원동력을 전달한다. 제2 기어세트(24)는 차동 장치(30)에 대향하는 포털 샤프트(26)에 결합된 제2 출력 기어세트(42) 및 제2 출력 기어세트(42)에 결합된 제2 유성 기어세트(44)를 포함한다. 제2 출력 기어세트(42)는 제1 출력 기어세트(32)와 유사하고, 포털 샤프트(26)에 결합된 피니언 기어(43) 및 피니언 기어(43)와 맞물리는 출력 기어(45)를 포함한다. 출력 기어(45)는 유성 기어세트(44)에 결합되고, 유성 기어세트(44)에 결합된 차축 샤프트(47)는 차륜 허브(13)와 맞물린다.
차동 장치(30)는 포털 샤프트(26)와 스터브 샤프트(31)가 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 서로에 대해 상이한 속도로 회전하게 한다. 예시적인 실시예에서, 차동 장치(30)는 "개방" 차동 장치이고, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 케이스(50), 케이스(50)와 함께 회전을 위해 결합된 하나 이상의 스파이더 기어(52, 54), 및 포털 샤프트(26)와 스터브 샤프트(31)에 각각 결합된 사이드 기어(56, 58)를 포함한다. 케이스(50)의 회전은 스파이더 기어(52, 54)를 회전축(B) 주위로 이동시키고, 스파이더 기어(52, 54)는 사이드 기어(56, 58)와 맞물려 케이스(50)의 회전에 따라 포털 샤프트(26)와 스터브 샤프트(31)를 회전시킨다. 스파이더 기어(52, 54)는 또한 예를 들어, 차량의 회전 중에 차륜 드래그(wheel drag)를 방지하기 위해 포털 샤프트(26)와 스터브 샤프트(31) 사이의 상대 회전 속도 차이를 허용하도록 케이스(50)에 대해 회전 가능하다.
각각의 유성 기어세트(34, 44)는 유사하게 배열될 수 있고, 도 5에 도시되어 있는 제1 유성 기어세트(34)의 이하의 설명은 제2 유성 기어세트(44)에도 동일하게 적용 가능하다. 제1 유성 기어세트(34)는 출력 기어(35)에 결합된 태양 기어(62), 캐리어(66)에 결합된 하나 이상의 유성 기어(64), 및 고정 링 기어(68)(축 A에 대해)를 포함한다. 링 기어(68)는 유성 기어(64)의 반경방향 외부에 배열되고(회전축(A)에 대해), 유성 기어(64)는 태양 기어(62)의 반경방향 외부에 배열된다. 출력 기어(35)에 의한 태양 기어(62)의 회전은 유성 기어(64)를 회전축(A) 주위로 이동시키고 캐리어(66)를 회전시킨다. 차축 샤프트(37)는 캐리어(66)와 함께 회전하기 위해 캐리어(66)에 결합된다. 제2 기어세트(24)의 제2 유성 기어세트(44)에서, 출력 기어(45)는 태양 기어(62)에 결합되고 차축 샤프트(47)는 캐리어(66)에 결합된다. 본 개시내용에 의해 고려되는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 차동 장치(30)는 "로킹", "토크 편향", "제한된 슬립", 또는 다른 유형의 차동 장치일 수 있다.
구동 조립체(14, 16)에 유성 기어세트(34, 44)를 제공하는 것은 셔틀 버스와 같은 더 소형의 저상 차량에 통상적인 상용 기성품(off-the-shelf: COTS) 차륜 허브의 사용을 허용한다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 유성 기어세트(34, 44)는 차축 샤프트(37, 47)가 출력 기어(35, 45)와 제1 및 제2 유성 기어세트(34, 44)의 태양 기어(62) 사이에 결합된 상태로 차륜 허브(11, 13)에 합체될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 몇몇 실시예에서, 드롭 박스가 포털 샤프트(26)를 가능한 한 낮게 유지하는 것을 보조하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 드롭 박스는 그 개시내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2005년 11월 15일에 허여된 미국 특허 제6,964,317호에 개시되어 있다.
몇몇 실시예에서, 브리지(17)는 또한 예를 들어, 구동 유닛(18)에 전력을 제공하는 전기 인버터 디바이스, 전기 및 통신 케이블, 전력 공급 배터리, 냉각 시스템 구성요소, 및/또는 전기 차축 조립체(10)를 동작하기 위한 장비 제어기와 같은 부가의 구성요소를 수용할 수 있다. 다른 저상 차량용 차축 조립체의 예는 그 개시내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2019년 1월 17일에 공개된 국제 특허 출원 공개 번호 WO2019/014479 및 2019년 11월 14일에 공개된 WO2019/217861에 개시되어 있다.
본 개시내용에 따른 전기 차축 조립체(210)의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 전기 차축 조립체(210)는 도 1 내지 도 5의 전기 차축 조립체(10)와 유사하고, 200번대의 유사한 번호가 동등하게 적용되는 동일한 설명을 갖는 유사한 구성요소를 식별하는 데 사용된다. 전기 차축 조립체(210)와 전기 차축 조립체(10) 사이의 적어도 하나의 차이점은 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 차동 장치(30) 대신에 유성 차동 장치(230)(때때로 스퍼 기어 차동 장치라 칭함)의 사용이다. 유성 차동 장치(230)는 포털 샤프트(226) 및 스터브 샤프트(231)가 서로에 대해 상이한 속도로 회전하게 한다. 예시적인 실시예에서, 유성 차동 장치(230)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 케이스(250), 케이스(250)와 함께 회전을 위해 결합된 하나 이상의 쌍의 유성 기어(252, 254), 및 포털 샤프트(226)와 스터브 샤프트(231)에 각각 결합된 사이드 기어(256, 258)를 포함한다. 케이스(250)의 회전은 유성 기어(252, 254)를 회전축(B) 주위로 이동시키고, 유성 기어(252, 254)는 서로 그리고 사이드 기어(256, 258)의 각각과 맞물려 케이스(250)의 회전에 따라 포털 샤프트(226)와 스터브 샤프트(231)를 회전시킨다. 유성 기어(252, 254)는 또한 예를 들어, 차량의 회전 중에 차륜 드래그를 방지하기 위해 포털 샤프트(226)와 스터브 샤프트(231) 사이의 상대 회전 속도 차이를 허용하도록 케이스(250)에 대해 회전 가능하다.
본 개시내용에 따른 전기 차축 조립체(310)의 다른 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 전기 차축 조립체(310)는 도 1 내지 도 5의 전기 차축 조립체(10)와 유사하고, 300번대의 유사한 번호가 동등하게 적용되는 동일한 설명을 갖는 유사한 구성요소를 식별하는 데 사용된다. 전기 차축 조립체(310)와 전기 차축 조립체(10) 사이의 적어도 하나의 차이점은 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 차동 장치(330)와 조합하여 다단 변속기(multi-speed transmission)(370)의 사용이다. 예시적인 실시예에서, 변속기(370)는 2단 변속기이고 기어(372, 374, 376, 378) 및 기어 선택기(379)를 포함한다. 제1 입력 기어(372) 및 제2 입력 기어(374)가 구동 유닛(318)에 의해 구동 기어(338)와 함께 회전하기 위해 구동 기어(338)에 결합된다. 제1 출력 기어(376) 및 제2 출력 기어(378)가 차동 장치(330)에 결합된 지지 샤프트(373) 상에 회전 가능하게 장착된다. 제1 입력 기어(372)는 제1 출력 기어(376)와 맞물리고, 제2 입력 기어(374)는 제2 출력 기어(378)와 맞물린다. 액추에이터(371)가 기어 선택기(379)에 결합되어 제1 및 제2 출력 기어(376, 378)에 대해 지지 샤프트(373)를 따라 기어 선택기(379)를 이동시킨다.
기어 선택기(379)는 도 8에서 제1 및 제2 출력 기어(376, 378) 사이의 중립 위치에 도시되어 있는데, 여기서 기어 선택기(379)는 제1 및 제2 출력 기어(376, 378)의 모두로부터 분리되어 지지 샤프트(373)에 대해 회전축(B) 주위로의 제1 및 제2 출력 기어(376, 378)의 회전을 허용한다. 기어 선택기(379)는 지지 샤프트(373)에 대해 회전 가능하게 고정되고 제1 및 제2 출력 기어(376, 378)와 맞물려서 액추에이터(371)에 의한 이동에 의해, 지지 샤프트(373)에 대한 제1 및 제2 출력 기어(376, 378)의 회전을 차단하도록 구성된다. 제1 구성에서, 기어 선택기(379)는 제1 출력 기어(376)와 맞물려서 지지 샤프트(373)에 대한 제1 출력 기어(376)의 회전을 차단하고 지지 샤프트(373)에 대한 제2 출력 기어(378)의 회전을 허용한다. 제2 구성에서, 기어 선택기(379)는 제2 출력 기어(378)와 맞물려서 지지 샤프트(373)에 대한 제2 출력 기어(378)의 회전을 차단하고 지지 샤프트(373)에 대한 제1 출력 기어(376)의 회전을 허용한다. 몇몇 실시예에서, 차동 장치(230)는 지지 샤프트(373)가 차동 장치(230)에 결합된 상태로 차동 장치(330) 대신에 사용될 수 있다.
변속기(370)는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 구동 유닛(318)에 의해 포털 샤프트(326) 및 스터브 샤프트(331)의 회전을 구동하기 위한 다중 선택 가능한 기어비를 제공한다. 예를 들어, 기어 선택기(379)가 제1 구성에 있으면, 제1 입력 기어(372) 및 제1 출력 기어(376)는 속도를 희생하여 구동 유닛(318)으로부터의 증가된 토크가 포털 샤프트(326) 및 스터브 샤프트(331)로 전달되게 하여, 차량이 더 신속하게 가속할 수 있게 하는 제1 기어비(예를 들어, 낮은 비)를 제공한다. 제2 구성에서, 제2 입력 기어(374) 및 제2 출력 기어(378)는 토크를 희생하여 포털 샤프트(326) 및 스터브 샤프트(331)의 증가된 회전 속도를 허용하여, 차량이 더 높은 속도에 도달하게 하는 제2 기어비(예를 들어, 높은 비)를 제공한다.
몇몇 실시예에서, 포털 샤프트(326) 및 브리지(317)의 크기는 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 차량의 낮은 바닥의 상이한 구성을 수용하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 구동 조립체(314, 316)는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 제1 구성에서 폭(W1)만큼 이격될 수 있다. 제1 및 제2 구동 조립체(314, 316)는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 제1 구성에서 폭(W2)만큼 이격될 수 있고, 폭(W2)은 폭(W1)보다 더 작다. 이는 또한 본 명세서에 개시된 전기 차축 조립체(10, 210)에 적용 가능하다.
전기 차축 조립체의 다양한 실시예에 대한 본 명세서의 설명은 서로에 대해 참조로서 합체될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 본 개시내용에 따른 전기 차축 조립체는 예를 들어, 버스와 같은 차량과 함께 사용하기 위해 배열될 수 있다. 차륜은 지면 표면을 따른 수송을 위해 차량을 지지하기 위해 전기 차축 조립체의 대향 단부들에 배열된다. 전기 차축 조립체는 지면 표면과 접촉하는 차륜에 원동력을 전달함으로써 차량을 추진한다. 차량은 차체 및 다른 장비가 지지될 수도 있는 섀시(chassis)를 포함할 수 있다. 섀시는 프레임 레일; 스프링, 댐퍼 및 트레일링 아암과 같은 서스펜션 구성요소; 및 에어 실린더, 브레이크 캘리퍼, 브레이크 회전자, 브레이크 드럼, 브레이크 호스 등과 같은 브레이크 구성요소를 포함할 수 있다. 전기 차축 조립체는 차량이 프레임 레일과 정렬된 방향으로 주행하도록 프레임 레일에 수직으로 장착될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 "단일 차륜" 용례 및 "이중 차륜" 용례를 위해 구성될 수도 있다. "단일 차륜" 용례에서, 단일 차륜이 전기 차축 조립체의 각각의 단부에 결합된다. 마찬가지로, "이중 차륜" 용례에서, 차륜은 전기 차축 조립체의 각각의 단부에 쌍으로 배열된다. 증가된 적재량(payload) 및 견인 능력을 필요로 하는 차량은 "이중 차륜" 용례의 일 예이다. 더 증가된 적재량/견인 능력을 필요로 하는 차량은 2개 이상의 전기 차축 조립체를 갖출 수도 있다. 몇몇 차량은 차륜 이외의 구동 디바이스를 필요로 할 수도 있다. 예를 들어, 크롤러 트랙(crawler tracks) 또는 레일 차륜이 전기 차축 조립체에 결합되어 차량을 추진할 수도 있다. 전기 차축 조립체는 전방 및 후방에서 차량에 장착되어 전륜 구동, 후륜 구동, 4륜/사륜 구동과 같은 다양한 구동 유형을 실현할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 차량 성능은 차륜이 지면과 일정하게 접촉할 때 최적화된다. 지면을 더 쉽게 따르게 하기 위해, 서스펜션 시스템은 전기 차축 조립체를 프레임 레일에 이동 가능하게 결합할 수 있다. 서스펜션 시스템은 전기 차축 조립체가 프레임 레일에 대해 이동할 수 있게 하고 차량이 지면의 불완전부에 마주칠 때 차륜을 지면을 향해 압박한다. 서스펜션 시스템은 이동을 흡수하고 승차감을 개선하는 스프링 및 댐퍼; 전기 차축 조립체의 이동을 구속하는 제어 아암; 및 조향 및 운동학적 링크 장치와 같은 용례에 의해 결정되는 바와 같은 다른 요소를 포함할 수도 있다. 전기 차축 조립체는 원래 전기 차축 조립체를 갖추지 않은 차량에도 또한 장착될 수도 있다. 전기 차축 조립체는 전기 동력 전달 라인 업그레이드를 제공하기 위해 이들 차량에 개장(retrofit)될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 하이브리드-전기 및 완전-전기 차량의 모두에 이용될 수도 있다. 완전-전기 차량에서, 전기 차축 조립체에 전력 공급하는 전기는 섀시에 장착된 배터리에 저장될 수도 있다. 대안적으로, 전기는 가공 전선(overhead wire) 또는 제3 궤조 방식(third rail system)과 같은 외부 전원으로부터 공급될 수도 있다. 차량이 하이브리드-전기 차량으로서 구성되면, 내연기관이 섀시에 장착되고 전기를 발생하는 것이 가능한 구동 유닛에 결합될 수도 있고; 전기는 전기 차축 조립체에 직접 전력 공급할 수도 있고, 또는 배터리에 저장될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 적어도 하나의 구동 유닛을 수용하고 기어 트레인(때때로 구동 트레인이라 칭함)을 구동하는 구동 하우징(때때로 케이스라 칭함)을 포함할 수 있다. 구동 유닛은 구동 하우징에 결합되고 기어 트레인과 맞물려 차륜에 동력을 전달한다. 기어 트레인은 전기 차축 조립체 상에 회전을 위해 지지되는 일련의 기어 및 샤프트를 포함할 수도 있다. 전형적으로, 베어링은 기어 트레인의 회전 구성요소 사이의 마찰을 감소시키는 데 사용된다. 예를 들어, 저널(플레인) 베어링, 롤러 베어링, 볼 베어링 등과 같은 다양한 베어링 유형이 용례의 요구에 따라 사용될 수도 있다. 마모를 방지하고 열을 감소시키기 위해, 기어 톱니 및 베어링과 같은 구성요소 사이의 접촉 표면에 공급되는 오일과 같은 윤활제의 사용을 통해 마찰이 더 감소된다. 전기 차축 조립체는 2개의 차륜 단부(때때로 차륜 허브라 칭함)를 더 포함할 수도 있다. 구동 하우징 및 차륜 단부는 다양한 방식으로 구성되고 결합될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 전기 차축 조립체는 저상 버스에 사용을 위해 구성될 수 있고 각각 전기 차축 조립체의 대향 측면들에 각각 배열된 다수의 구동 하우징을 포함한다. 구동 하우징은 체결구 등을 사용하여 조립될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 발진 성능(launch performance)과 속도 성능의 모두를 제공하기 위해 1단 또는 2단 변속기 구성과 조합된, 전기 모터와 같은 구동 유닛을 포함한다. 게다가, 전기 차축 조립체는 전기 모터와 변속기를 콤팩트하게 통합하고, 방열을 위한 냉각을 공급하고, 차량 부하를 서스펜션 구성요소에 전달하는 차축 하우징을 포함한다. 전기 차축 조립체는 원래 전기 차축 조립체를 갖추지 않은 차량에도 또한 장착될 수도 있고, 전기 동력 전달 라인 업그레이드를 제공하기 위해 이들 차량에 개장될 수 있다. 예를 들어, 원래 전통적인 차축 조립체를 갖춘 저상 버스는 전통적인 차축 조립체 대신에 전기 차축 조립체를 이용할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 전기 차축 조립체는 단일 구동 유닛에 의해 구동되는 구동 트레인(때때로 감속 조립체라 칭함), 및 감속 조립체 및 단일 구동 유닛을 에워싸는 차축 하우징을 포함한다. 단일 구동 유닛은 전기 차축 조립체에 결합된 차륜(때때로 차륜 조립체라 칭함)을 구동한다. 감속 조립체는 제1 기어세트, 제2 기어세트, 및 제1 기어세트와 제2 기어세트 사이에 결합된 포털 차축 샤프트를 포함한다. 제1 기어세트는 제1 회전축을 따라 배향되는 제1 차축 샤프트에 결합된다. 제2 기어세트는 제2 회전축을 따라 배향되는 제2 차축 샤프트에 결합되고, 상기 제1 및 제2 차축 샤프트는 대향 방향으로 연장한다. 제1 차축 샤프트는 제1 차륜 단부(때때로 차륜 허브라 칭함)에 결합되고 제2 차축 샤프트는 제2 차륜 단부에 결합된다. 제1 및 제2 차륜 단부는 COTS 차륜 단부와 같은 임의의 디자인 또는 구성일 수 있고, 대응 차륜 조립체에 결합된다. 제1 차축 샤프트는 제2 차축 샤프트와 동축으로 배향되어 제1 및 제2 차축 샤프트가 동일한 회전축을 따라 배향되게 된다. 몇몇 실시예에서, 제1 차축 샤프트는 제2 차축 샤프트로부터 오프셋될 수도 있어 제1 회전축이 제2 차축 샤프트로부터 반경방향 거리만큼 오프셋되게 된다.
예시적인 실시예에서, 차축 하우징은 제1 외부 유닛(때때로 구동 조립체라 칭함), 제2 외부 유닛, 및 브리지를 포함한다. 제1 및 제2 외부 유닛은 일반적으로 다소 직사각형 구성을 갖는 것으로서 예시되지만, 본 명세서에 설명되는 연관 구성요소를 수용하기 위해 임의의 적합한 디자인 또는 구성일 수 있다. 제1 및 제2 외부 유닛은 또한 서로 상이한 구성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 외부 유닛은, 제1 차축 샤프트 및 포털 차축 샤프트가 제1 외부 유닛 내에 부분적으로 배치된 상태로 단일 구동 유닛 및 제1 기어세트를 에워싼다. 제2 외부 유닛은 제2 차축 샤프트 및 포털 차축 샤프트가 제2 외부 유닛 내에 부분적으로 배치된 상태로 제2 기어세트를 에워싼다. 브리지는 제1 외부 유닛과 제2 외부 유닛 사이에 결합되고 제1 기어세트와 제2 기어세트 사이에서 연장하는 포털 차축 샤프트의 부분을 에워싼다. 몇몇 실시예에서, 브리지는 또한 예를 들어, 구동 유닛에 전력을 제공하는 전기 인버터 디바이스, 전기 및 통신 케이블, 전력 공급 배터리, 및/또는 전기 차축 조립체를 동작하기 위한 장비 제어기와 같은 부가의 구성요소를 수용할 수도 있다. 외부 유닛은 브리지의 대향 단부들에 배열될 수도 있고, 차량에 대해 서로로부터 측방향으로 이격될 수도 있다. 장착부가 전기 차축 조립체를 차량 및/또는 전기 차축 조립체를 차량에 이동 가능하게 부착하기 위해 장착부에 결합될 수도 있는 서스펜션 아암에 부착하는 데 사용될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 포털 차축 샤프트는 수직축을 따라 제1 및 제2 차축 샤프트로부터 소정 거리 오프셋된 제3 회전축을 따라 연장된다. 포털 차축 샤프트는 대향하는 외부 유닛들 사이에 차축 하우징의 브리지를 통해 또는 둘레로 연장한다. 각각의 외부 유닛은 차량의 낮은 바닥의 폭을 증가시키기 위해 감소될 수 있는 폭을 갖는다. 브리지는 외부 유닛과 일체로 형성될 수도 있고 또는 예로서 체결구에 의해, 외부 유닛에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 브리지는 외부 유닛에 용접, 프레스 또는 볼트 결합될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 기어세트는 입력 기어, 차동 기어세트, 제1 출력 기어세트, 및 제1 유성 기어세트를 포함한다. 입력 기어는 단일 구동 유닛에 의해 구동된다. 차동 기어세트는 단일 구동 유닛으로부터 포털 차축 샤프트 및 제1 출력 기어세트로 회전 토크를 전달하기 위해 입력 기어에 결합되어 그에 의해 구동되어, 차륜 단부에 유성 기어세트의 필요성을 제거한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 입력 기어는 차동 기어세트의 링 기어에 결합될 수도 있다. 제1 출력 기어세트는 차동 기어세트에 결합되고 그에 의해 구동되는 출력 샤프트를 포함한다. 출력 샤프트는 제1 유성 기어세트를 구동하는 출력 기어에 결합된 피니언을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 유성 기어세트는 유성 기어 샤프트의 일 단부에서 출력 기어에 결합되는 유성 기어 샤프트, 및 유성 기어 샤프트의 다른 단부에 결합되는 태양 기어를 포함할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 제1 차축 샤프트는 차동 기어세트, 제1 출력 기어세트, 및 제1 유성 기어세트를 통해 단일 구동 유닛으로부터 제1 차륜 조립체로 회전 토크를 전달하기 위해 제1 유성 기어세트 및 제1 차륜 조립체에 결합된다.
예시적인 실시예에서, 차동 기어세트는 유성 차동 장치를 포함할 수도 있고, 포털 차축 샤프트 및 출력 샤프트가 유성 차동 장치에 결합된다. 다른 실시예에서, 감속 조립체는, 차량의 낮은 바닥의 폭을 증가시키기 위해 감소될 수 있는 브리지의 폭을 수용하기 위해 상이한 샤프트 길이를 갖는 포털 차축 샤프트를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 기어세트는 제2 출력 기어세트 및 제2 유성 기어세트를 포함한다. 제2 출력 기어세트는 포털 차축 샤프트로부터 제2 유성 기어세트로 회전 토크를 전달하기 위해 포털 차축 샤프트 및 제2 유성 기어세트에 결합되어, 이에 의해 차륜 단부에 유성 기어세트의 필요성을 제거한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 출력 기어세트는 포털 차축 샤프트의 피니언에 결합되는 제2 출력 기어를 포함할 수도 있다. 제2 유성 기어세트는 제2 유성 기어 샤프트의 일 단부에서 제2 출력 기어에 결합되는 제2 유성 기어 샤프트, 및 제2 유성 기어 샤프트의 다른 단부에 결합되는 제2 태양 기어를 포함할 수도 있다. 제2 차축 샤프트는 차동 기어세트, 포털 차축 샤프트, 제2 출력 기어세트, 및 제2 유성 기어세트를 통해 단일 구동 유닛으로부터 제2 차륜 조립체로 회전 토크를 전달하기 위해 제2 유성 기어세트 및 제2 차륜 조립체에 결합된다.
예시적인 실시예에서, 감속 조립체는 하나 이상의 드롭 박스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 감속 조립체는 포털 차축 샤프트와 제2 유성 기어세트 사이에 결합된 드롭 박스를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 드롭 박스는 단일 드롭을 가질 수도 있는데, 이는 기어 감속일 수 있거나 1:1 드롭일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 감속 조립체는 포털 차축 샤프트를 가로질러 기어 감속을 통합하지 않는다. 다른 실시예에서, 감속 조립체는 단일 기어 드롭을 갖는 제1 드롭 박스 및 이중 기어 드롭을 갖는 제2 드롭 박스와 함께, 상이한 드롭을 갖는 하나 이상의 드롭 박스를 포함할 수도 있다. 드롭 박스는 동일한 또는 상이한 기어 감속을 가질 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 감속 조립체는 발진 성능과 속도 성능의 모두를 제공하는 2단 변속기 구성을 포함한다. 예를 들어, 제1 기어세트는, 입력 기어와 차동 기어세트 사이에 결합되고 제1 및 제2 차축 샤프트에 전달되는 회전 토크를 변경하기 위해 제1 비와 제2 비 사이에서 선택적으로 시프트 가능한 변속 기구를 포함할 수도 있다. 변속 기구는 입력 기어에 의해 구동되는 감속 기어세트 및 감속 기어세트에 의해 구동되는 출력 기어세트를 포함한다. 감속 기어세트는 입력 기어에 결합되는 입력 감속 기어, 제1 감속 기어 및 제2 감속 기어를 포함한다. 출력 기어세트는 차동 기어세트에 결합되고, 출력 샤프트, 제1 출력 기어 및 제2 출력 기어를 포함한다. 출력 샤프트는 감속 기어세트로부터 차동 기어세트로 회전 토크를 전달하기 위해 차동 기어세트에 결합된다. 2개의 출력 기어는 각각 출력 샤프트 상에 회전 가능하게 지지된다. 제1 출력 기어는 제1 감속 기어에 결합되고 감속 조립체의 제1 비에 대응하고, 제2 출력 기어는 제2 감속 기어에 결합되고 감속 조립체의 제2 비에 대응한다. 예시된 실시예에서, 각각의 출력 기어는, 대응하는 비가 맞물리지 않을 때 출력 샤프트와 출력 기어 사이에 토크가 전달되지 않도록 출력 샤프트 상에서 자유롭게 스핀할 수 있다. 일 실시예에서, 출력 샤프트는 포털 차축 샤프트와 동축으로 배향되고, 그를 통해 포털 차축 샤프트를 수용하도록 크기 설정되고 성형된 보어를 형성하는 내부면을 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 시프트 기구(때때로 기어 선택기라 칭함)는 제1 출력 기어와 제2 출력 기어 사이에 위치되고 제1 출력 기어와 제2 출력 기어를 선택적으로 맞물리게 하도록 구성된다. 각각의 출력 기어는 출력 기어를 출력 샤프트에 회전 가능하게 결합하기 위해 시프트 기구와 맞물림 가능한 스플라인 부분을 포함할 수도 있다. 시프트 기구는 시프트 슬리브, 시프트 포크 및 액추에이터를 포함할 수도 있다. 시프트 슬리브는 시프트 슬리브와 출력 샤프트가 동일한 속도로 회전하도록 출력 샤프트에 결합된다. 시프트 포크는 액추에이터의 이동이 시프트 포크가 출력 샤프트를 따라 시프트 슬리브를 활주되게 하도록 액추에이터 및 시프트 슬리브에 동작 가능하게 결합된다. 시프트 슬리브는 제1 출력 기어 및 제2 출력 기어와 선택적으로 맞물림 가능하여 감속 조립체를 각각 제1 비 또는 제2 비로 배치한다. 시프트 슬리브와 출력 기어는 맞물릴 때, 출력 기어를 출력 샤프트에 회전 가능하게 결합하는 정합 맞물림 특징부를 포함한다. 맞물림 특징부는 시프트를 보조하기 위한 스플라인, 도그 클러치 또는 싱크로나이저를 포함할 수도 있다. 부가적으로, 시프트 포크 및 시프트 슬리브는 출력 기어 중 어느 것도 시프트 슬리브와 맞물리지 않는 중립 위치로 이동 가능할 수도 있다. 액추에이터는 수동 또는 자동으로 제어될 수도 있다. 액추에이터는 제어 모듈에 의해 발생된 유압 압력, 공압 압력, 또는 전자 신호에 응답할 수도 있다. 대안적으로, 액추에이터는 조작자에 의해 제어되는 기계적 링크 장치를 포함할 수도 있다.
본 개시내용이 도면 및 상기 설명에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 예시적인 것으로서 특성이 한정적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 단지 예시적인 실시예가 도시되고 설명되었으며 본 개시내용의 사상 내에 있는 모든 변경 및 수정이 보호되도록 요구된다는 것이 이해된다.

Claims (21)

  1. 전기 차축 조립체이며,
    서스펜션 프레임;
    서스펜션 프레임의 대향 측면들에 결합된 제1 구동 조립체 및 제2 구동 조립체;
    제1 구동 조립체에 결합된 제1 차륜 허브 및 제2 구동 조립체에 결합된 제2 차륜 허브로서, 제1 및 제2 차륜 허브는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 차륜을 지지하도록 배열되는, 제1 및 제2 차륜 허브;
    제1 구동 조립체 내에 배열된 구동 유닛; 및
    구동 트레인을 포함하고, 구동 트레인은
    제1 구동 조립체 내에 배열된 제1 기어세트로서, 제1 기어세트는 제2 축을 따라 배열된 차동 장치, 차동 장치에 결합된 스터브 샤프트, 스터브 샤프트에 결합된 제1 출력 기어세트, 및 제1 출력 기어세트 및 제1 차륜 허브에 결합된 제1 유성 기어세트를 포함하는, 제1 기어세트;
    제2 구동 조립체 내에 배열된 제2 기어세트로서, 제2 기어세트는 제2 출력 기어세트 및 제2 출력 기어세트와 제2 차륜 허브에 결합된 제2 유성 기어세트를 포함하는, 제2 기어세트; 및
    제1 및 제2 기어세트 사이에서 연장하는 포털 샤프트로서, 포털 샤프트는 차동 장치에 결합되고 제1 축으로부터 오프셋된 제2 축을 중심으로 회전하기 위해 배열되는, 포털 샤프트를 포함하고;
    제2 출력 기어세트는 차동 장치의 대향하는 포털 샤프트에 결합되고, 구동 유닛은 차동 장치에 원동력을 제공하도록 구성되고, 포털 샤프트는 차동 장치로부터 제2 출력 기어세트로 원동력을 전달하도록 구성되는, 전기 차축 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 서스펜션 프레임의 브리지는 제1 축으로부터 오프셋되고, 포털 샤프트는 브리지를 실질적으로 정렬하도록 배열되는, 전기 차축 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 차동 장치는 케이스, 제2 축을 중심으로 케이스와 함께 회전하기 위해 케이스에 결합된 스파이더 기어, 및 포털 샤프트 및 스터브 샤프트에 각각 결합되고 스파이더 기어와 맞물리는 사이드 기어를 포함하는, 전기 차축 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 차동 장치는 케이스, 제2 축을 중심으로 케이스와 함께 회전하기 위해 케이스에 결합된 한 쌍의 유성 기어, 및 포털 샤프트와 스터브 샤프트에 각각 결합된 사이드 기어를 포함하고, 유성 기어는 서로 그리고 사이드 기어의 각각과 맞물리는, 전기 차축 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 제1 출력 기어세트는 스터브 샤프트에 결합된 피니언 기어 및 제1 유성 기어세트에 결합되고 피니언 기어와 맞물리는 출력 기어를 포함하는, 전기 차축 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 출력 기어는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 배열되는, 전기 차축 조립체.
  7. 제5항에 있어서, 제1 유성 기어세트는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 출력 기어에 결합된 태양 기어, 태양 기어의 반경방향 외부에 배열되고 태양 기어와 맞물리는 유성 기어, 유성 기어의 반경방향 외부에 배열되고 유성 기어와 맞물리는 링 기어, 및 유성 기어와 제1 차륜 허브에 결합되는 캐리어를 포함하고, 링 기어는 제1 축에 대해 고정되는, 전기 차축 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 제2 출력 기어세트는 포털 샤프트에 결합된 피니언 기어 및 제2 유성 기어세트에 결합되고 피니언 기어와 맞물리는 출력 기어를 포함하는, 전기 차축 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 출력 기어는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 배열되는, 전기 차축 조립체.
  10. 제8항에 있어서, 제2 유성 기어세트는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 출력 기어에 결합된 태양 기어, 태양 기어의 반경방향 외부에 배열되고 태양 기어와 맞물리는 유성 기어, 유성 기어의 반경방향 외부에 배열되고 유성 기어와 맞물리는 링 기어, 및 유성 기어와 제2 차륜 허브에 결합되는 캐리어를 포함하고, 링 기어는 제1 축에 대해 고정되는, 전기 차축 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 차동 장치에 결합되고 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열된 구동 기어를 더 포함하는, 전기 차축 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    구동 기어에 결합되는 제1 입력 기어 및 제2 입력 기어로서, 구동 기어는 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열되는, 제1 및 제2 입력 기어;
    차동 장치에 결합된 지지 샤프트 상에 회전 가능하게 장착된 제1 출력 기어 및 제2 출력 기어로서, 제1 입력 기어는 제1 출력 기어와 맞물리고 제2 입력 기어는 제2 출력 기어와 맞물리는, 제1 및 제2 출력 기어; 및
    지지 샤프트 상에 장착되고, 지지 샤프트를 따라 이동 가능하며, 지지 샤프트에 대해 회전 가능하게 고정되는 기어 선택기를 포함하는 변속기를 더 포함하고;
    기어 선택기는 지지 샤프트에 대한 맞물린 제1 또는 제2 출력 기어의 회전을 차단하기 위해 제1 또는 제2 출력 기어와 선택적으로 맞물리도록 구성되는, 전기 차축 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 구성에서, 기어 선택기는 제1 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 낮은 비를 제공하고;
    제2 구성에서, 기어 선택기는 제2 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 높은 비를 제공하는, 전기 차축 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 기어 선택기를 제1 및 제2 구성으로 이동시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함하는, 전기 차축 조립체.
  15. 전기 차축 조립체이며,
    서스펜션 프레임;
    서스펜션 프레임의 대향 측면들에 결합된 제1 구동 조립체 및 제2 구동 조립체;
    제1 구동 조립체에 결합된 제1 차륜 허브 및 제2 구동 조립체에 결합된 제2 차륜 허브로서, 제1 및 제2 차륜 허브는 제1 축을 중심으로 회전하기 위해 차륜을 지지하도록 배열되는, 제1 및 제2 차륜 허브;
    제1 구동 조립체 내에 배열된 구동 유닛; 및
    구동 트레인을 포함하고, 구동 트레인은
    제1 구동 조립체 내에 배열되고 제1 차륜 허브에 결합되는 제1 기어세트;
    제2 구동 조립체 내에 배열되고 제2 차륜 허브에 결합되는 제2 기어세트; 및
    제1 축으로부터 오프셋된 제2 축을 중심으로 회전하기 위해 배열되고, 제1 및 제2 기어세트 사이에서 연장하는 포털 샤프트를 포함하고;
    구동 유닛은 제1 기어세트의 차동 장치에 원동력을 제공하도록 구성되고, 포털 샤프트는 차동 장치에 결합되고, 차동 장치는 제1 기어세트를 통해 제1 차륜 허브에 그리고 포털 샤프트와 제2 기어세트를 통해 제2 차륜 허브에 원동력을 전달하도록 구성되는, 전기 차축 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 서스펜션 프레임의 브리지는 제1 축으로부터 오프셋되고, 포털 샤프트는 브리지를 실질적으로 정렬하도록 배열되는, 전기 차축 조립체.
  17. 제15항에 있어서, 차동 장치는 제2 축을 중심으로 회전하기 위해 제2 축을 따라 배열되는, 전기 차축 조립체.
  18. 제15항에 있어서, 차동 장치에 결합되고 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열된 구동 기어를 더 포함하는, 전기 차축 조립체.
  19. 제15항에 있어서,
    변속기를 더 포함하고, 변속기는:
    구동 기어에 결합되는 제1 입력 기어 및 제2 입력 기어로서, 구동 기어는 구동 유닛으로부터 원동력을 수용하도록 배열되는, 제1 및 제2 입력 기어;
    차동 장치에 결합된 지지 샤프트 상에 회전 가능하게 장착된 제1 출력 기어 및 제2 출력 기어로서, 제1 입력 기어는 제1 출력 기어와 맞물리고 제2 입력 기어는 제2 출력 기어와 맞물리는, 제1 및 제2 출력 기어; 및
    지지 샤프트 상에 장착되고, 지지 샤프트를 따라 이동 가능하며, 지지 샤프트에 대해 회전 가능하게 고정되는 기어 선택기를 포함하고;
    기어 선택기는 지지 샤프트에 대한 맞물린 제1 또는 제2 출력 기어의 회전을 차단하기 위해 제1 또는 제2 출력 기어와 선택적으로 맞물리도록 구성되는, 전기 차축 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    제1 구성에서, 기어 선택기는 제1 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 낮은 비를 제공하고;
    제2 구성에서, 기어 선택기는 제2 출력 기어와 맞물려서 지지 샤프트에 대한 제2 출력 기어의 회전을 차단하고 지지 샤프트에 대한 제1 출력 기어의 회전을 허용하여 변속기의 높은 비를 제공하는, 전기 차축 조립체.
  21. 제20항에 있어서, 기어 선택기를 제1 및 제2 구성으로 이동시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함하는, 전기 차축 조립체.
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