WO2013083215A1 - Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs mit zwei elektromaschinen - Google Patents

Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs mit zwei elektromaschinen Download PDF

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WO2013083215A1
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Daniel Knoblauch
Martin Fuechtner
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a drive train of a purely electrically driven motor vehicle, with a first axis having a differential, as well as with two electric machines, wherein the first axis is driven by means of the electric machines via a transmission.
  • Such a drive train which is used for an electrically driven Erdschulsterrorism or for an agricultural vehicle with four-wheel drive, is known from DE 600 13 340 T2.
  • This drive train has two electric machines, which are arranged in the direction of travel above the one, rear axle, and cooperate with a spur gear, which is arranged in front of the rear axle.
  • the transmission is connected via a shaft or two shafts with differentials, which are assigned to the two axles, thus the rear axle and the front axle.
  • Object of the present invention is to provide a drive train in a purely electrically operated motor vehicle, by means of which different driving conditions can be driven with particularly good efficiency.
  • the drive train of the purely electrically driven motor vehicle thus has two electric machines, by means of which the first axis can be driven via a transmission. It is essential that one of the two electric machines can be decoupled from the transmission by means of a switchable clutch. This disconnectability of one electric machine makes it possible to optimally control different driving conditions.
  • the first axis is driven in particular only by means of an electric machine when the
  • CONFIRMATION COPY first axis is not driven with maximum torque or maximum power ⁇ who should. If such is desired, the second electric machine is switched on.
  • the drive train can be operated at optimum efficiency by either only one electric machine or both electric machines with the first axis cooperates and this possibly, when forming the drive train as four-wheel drive, frictionally with a second axis of the motor vehicle, in particular the front axle connected is.
  • the coupling is positively or non-positively effective. If the clutch is positively effective, it can only be switched at a relatively low speed, while in a frictionally active clutch this is also switched under slip, thus at greater speed differences of the output shaft of the electric machine and input shaft of the gear ⁇ bes.
  • the drive train is used in particular in a motor vehicle, which is designed as a passenger car. It is in this passenger car in particular a sports car.
  • This motor vehicle, in particular the passenger car or the sports car is preferably designed as a rear-wheel drive.
  • the electric machines are thus arranged in the rear region of the motor vehicle or of the drive train. The electric machines are thus close to the first, rear axle. In particular, it is provided that this is located in front of the electric machines.
  • the motor vehicle can be designed as a front-wheel drive.
  • the electric machines are thus in the region of the second, front axis of the drive train, in particular in front of this axis.
  • the drive train may well be one of a motor vehicle that can be driven purely by electric four-wheel drive. In this case, it is only necessary to provide a torque-transmitting connection between the first and second axis.
  • the drivetrain associated wheels are preferably suspended individually via Gelenkwel ⁇ len.
  • the drive train in this case has no rigid axles.
  • a shaft of the transmission can be driven by means of the two electric machines, and a bevel gear has a pinion and a ring gear, wherein the pinion is connected to this gear shaft and by means of the ring gear, the differential of the first axis is drivable.
  • the transmission is preferably a spur gear.
  • the differential of the first axis may well be assigned a spur gear.
  • the spur gear preferably has an intermediate shaft between the output shafts of the electric machines and the first axis.
  • the drive train can be made very compact due to this described design in the region of the first axis and the electric machines and the intermediate gear.
  • the transmission has, for example, an input shaft, with the ends of the input shaft interacting with the electric machines.
  • the transmission may well have two input shafts, each input shaft is associated with an electric machine.
  • One of the two electric machines can be decoupled from the transmission in the sense of the invention by means of the shiftable clutch.
  • the transmission has a common output shaft for both electric machines. This output shaft cooperates with the differential of the first axis, whereby the two axle halves of the first axle, thus the wheels associated with the first axle, can be driven via this differential.
  • the second axle has a differential and the differentials of the two axles are interconnected by means of a shaft for the purpose of all-wheel drive of the motor vehicle.
  • This shaft is in particular a joint or cardan shaft.
  • This shaft or propeller shaft may well be assigned to a controllable clutch, in particular a hang-on clutch.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the drive train according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the drive train according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a third embodiment of the drive train according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of a fourth embodiment of the drive train according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a drive train for a motor vehicle which can be driven purely electrically, which is in particular a passenger car, specifically a sports car. Shown is the rear axle of the Motor vehicle associated powertrain, also a non-driven front axle of the motor vehicle.
  • the powertrain 1 with independent suspension has the first, rear axle 2.
  • the rear axle 2 With reference to the forward direction of travel 3 of the motor vehicle, referred to below as the direction of travel, the rear axle 2 has a left axle section 4 and a right axle section 5.
  • the two axle sections 4 and 5 are driven by means of a differential 6 of the rear axle 2.
  • the differential 6 has a ring gear 7.
  • the reference numeral 8 designates the left and right rear axle wheels 2 and the reference numeral 9 denotes bearings for the axle sections 4 and 5 of the rear axle 2.
  • the axle sections 4 and 5 of the rear axle 2 have drive shafts.
  • the motor vehicle further includes a second, front axle 10 which is not driven.
  • This axle 10 also has an independent wheel suspension.
  • the front axle 10 has a left axle section 11 and a right axle section 12. With the centrif ⁇ fer 13, the left and right wheels of the front axle 10 and the reference numeral 14, the bearings for the axle sections 11 and 12 of the front axle 10 are designated.
  • the axle sections 11 and 12 of the front axle 10 likewise have drive shafts.
  • the rear axle 2 can be driven by means of two electric machines 15 and 16 via a gear 17.
  • the transmission 17 is disposed behind the rear axle 2, and there are the two electric machines 15 and 16 are each arranged in the direction of travel 3, and the axis of rotation of the respective electric machine 15 and 16, represented by the output shaft 18, thus arranged in the direction of travel 3.
  • the stator of the respective electric machines 15 and 16 is denoted by the reference numeral 19, the rotor of the respective electric machines 15 and 16, with which the output shaft 18 is connected, with the reference numeral 20.
  • the respective output shaft 18 is mounted in bearings 21.
  • the transmission 17 is designed substantially as a spur gear.
  • Rotationally fixed to the output shaft 18 of the right electric machine 15 is designed as a spur pinion 22 is connected.
  • the output shaft 18 of the left electric machine 16 is connected via a switchable coupling 23, also referred to as a disconnect clutch, with a pinion 24.
  • the pinions 22 and 24 have an identical pitch circle and identical number of teeth. When switched clutch 23, the pinion 24 is torque transmitting connected to the Abtriebswel ⁇ le 18 of the electric machine 16. When the clutch 23 is opened, there is no transmission of torque between the electric machine 16 and the pinion gear 24. In this case, the electric machine 16 may be turned off.
  • This shaft 26 is mounted in bearings 27.
  • shaft 26 formed as a bevel gear pinion 28 is connected in the region of the front end thereof. This meshes with the ring gear 7 and thus forms a bevel gear with this.
  • the pinion 28 thus the ring gear 7 is driven, the latter drives the differential 6 of the rear axle 2, whereby the two rear wheels 8 are driven via the axle sections 4 and 5.
  • FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the two electric machines 15 and 16 are arranged transversely to the forward direction 3 and, consequently, the transmission 17 is modified, since the shafts of the transmission are also arranged transversely to the forward direction of travel 3 ,
  • components which correspond in their construction or function to those of the embodiment according to FIG. 1 are designated by the same reference numerals for the sake of simplicity.
  • Fig. 2 illustrates that behind the rear axle 2, the gear 17 and the two electric machines 15 and 16 are arranged.
  • the gear 17 is hereby positioned between electric machines 15 and 16 and the rear axle 2.
  • the output shaft 18 of the electric machine 15 shown on the left in this case is rotatably connected to a pinion 29.
  • the output shaft 18 of the other, in this case right-hand arranged electric machine 16 is rotatably connected to this pinion 29, but this output shaft 18, the switchable coupling 23 is associated.
  • the clutch 23 When the clutch 23 is engaged, the electric machine 16 does not transmit torque to the pinion 29; This is the case only when the clutch 23 is closed.
  • the electric machine 16 is preferably switched off.
  • a torque can be introduced into the rear axle 2 exclusively by means of the electric machine 15 with the clutch 23 open, or, with the clutch 23 closed, the torque can be introduced into the rear axle 2 via the two electric machines 15 and 16.
  • FIG. 3 is substantially similar to that according to FIG. 2, so that with this embodiment components that are overriding in their construction or function are designated by the same reference numerals for the sake of simplicity.
  • the two electric machines 15 and 16 are arranged one behind the other and the gear 17 to the right of the Elektromaschi ⁇ nen 15 and 16.
  • the output shaft 18 of the electric machine 15 is rotatably connected to a pinion 35.
  • This pinion 35 meshes with the spur gear 30 which is rotatably connected to the shaft 31.
  • the output shaft 18 of the other electric machine 16 is connected via the switchable coupling 23 with a pinion 36, which corresponds to the pinion 35 in terms of pitch ⁇ diameter and number of teeth.
  • Both pinions 35 and 36 mesh with a spur gear 37, which is rotatably connected to an intermediate shaft 38, which is stored in La ⁇ like 39.
  • FIG. 4 differs from that of FIG. 2 only in that instead of driving only the rear axle of the motor vehicle, according to ⁇ leadership form of FIG. 2, now both axles of the motor vehicle are driven, it is thus to an all-wheel drive version is.
  • the drive train extends to the axes 2 and 10.
  • components which in their construction and IH- Function correspond to those of the embodiment of FIG. 2, for the sake of simplicity designated by the same reference numerals.
  • the first, rear, driven axle 2 has a ring gear 40 and the second, front axle 10 likewise has a ring gear 41.
  • the ring gear 40 is provided on the differential 6, in particular connected to a differential housing 6 of this differential.
  • the other ring gear 41 is provided on a differential 42 of the front axle 10 ⁇ see, in particular also connected to a differential case of this differential 42.
  • the two ring gears 40 and 41 are connected via a shaft 43 which carries pinions 44 at their respective ends.
  • the shaft 43 additionally comprises a controllable Kupp ⁇ lung 45 in the manner of a hang-on coupling. Since a respective pinion 44 engages in a respective ring gear 40 and 41, by means of the shaft 43, a torque from the first, driven, rear axle 2 can be transmitted to the second, front axle 10.
  • the pinions 44 may be different sizes.
  • Reference numeral 46 denotes the bearings of the shaft 43, which are arranged on both sides of the coupling 45.
  • the respective axle section 4 or 5 is mounted in a bearing 9 and in the differential 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Achse (2), die ein Differential (6) aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen (15, 16), wobei die erste Achse (2) mittels der Elektromaschinen (15, 16) über ein Getriebe (17) antreibbar ist. Bei einem solchen Antriebsstrang ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine (16) der beiden Elektromaschinen (15, 16) mittels einer schaltbaren Kupplung (23) vom Getriebe (17) abkoppelbar ist. Bei einem solchen Antriebsstrang können unterschiedliche Fahrzustände des mittels des Antriebsstrangs betriebenen Kraftfahrzeugs mit besonders gutem Wirkungsgrad des Antriebs gefahren werden.

Description

Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit zwei Elektromaschinen
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Achse, die ein Differential aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen, wobei die erste Achse mittels der Elektromaschinen über ein Getriebe antreibbar ist.
Ein solcher Antriebsstrang, der für ein elektrisch antreibbares Erdbewegungsfahrzeug oder für ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit Vierradantrieb Verwendung findet, ist aus der DE 600 13 340 T2 bekannt. Dieser Antriebsstrang weist zwei Elektromaschinen auf, die in Fahrtrichtung oberhalb der einen, hinteren Achse, angeordnet sind, und mit einem Stirnradgetriebe zusammenwirken, das vor der Hinterachse angeordnet ist. Das Getriebe ist über eine Welle oder zwei Wellen mit Differentialen verbunden, die den beiden Achsen, somit der Hinterachse und der Vorderachse zugeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang bei einem rein elektrisch zu betreibenden Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels dessen unterschiedliche Fahrzustände mit besonders gutem Wirkungsgrad gefahren werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
Der Antriebsstrang des rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs weist somit zwei Elektromaschinen auf, mittels derer die erste Achse über ein Getriebe antreibbar ist. Hierbei ist es wesentlich, dass eine der beiden Elektromaschinen mittels einer schaltbaren Kupplung vom Getriebe abkoppelbar ist. Diese Abkoppelbarkeit der einen Elektroma- schine ermöglicht es, unterschiedliche Fahrzustände optimal zu beherrschen. So wird die erste Achse insbesondere dann nur mittels einer Elektromaschine angetrieben, wenn die
BESTÄTIGUNGSKOPIE erste Achse nicht mit maximalen Drehmoment bzw. maximaler Leistung angetrieben wer¬ den soll. Ist solches erwünscht, wird die zweite Elektromaschine zugeschaltet. Damit kann der Antriebsstrang bei optimalem Wirkungsgrad betrieben werden, indem entweder nur die eine Elektromaschine oder beide Elektromaschinen mit der ersten Achse zusammenwirkt bzw. zusammenwirken und diese ggf., bei Ausbildung des Antriebsstrangs als Allradantrieb, kraftschlüssig mit einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Vorderachse verbunden ist.
Bei abgekoppelter Elektromaschine kann diese dann abgeschaltet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung form- oder kraftschlüssig wirksam ist. Ist die Kupplung formschlüssig wirksam, kann sie nur bei relativ geringer Drehzahl geschaltet werden, während bei einer kraftschlüssig wirksamen Kupplung diese auch unter Schlupf schaltbar ist, somit bei größeren Drehzahlunterschieden von Abtriebswelle der Elektromaschine und Eingangswelle des Getrie¬ bes.
Der Antriebsstrang findet insbesondere bei einem Kraftfahrzeug Verwendung, das als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Es handelt sich bei diesem Personenkraftwagen insbesondere um einen Sportwagen. Dieses Kraftfahrzeug, insbesondere der Personenkraftwagen bzw. der Sportwagen, ist vorzugsweise als Heckantrieb ausgebildet. Die Elektromaschinen sind somit im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs bzw. des Antriebsstrangs angeordnet. Die Elektromaschinen befinden sich somit nahe der ersten, hinteren Achse. Insbesondere ist vorgesehen, dass diese sich vor den Elektromaschinen befindet.
Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug aber als Frontantrieb ausgebildet sein. In diesem Fall befinden sich die elektrischen Maschinen somit im Bereich der zweiten, vorderen Achse des Antriebsstrangs, insbesondere vor dieser Achse. Bei dem Antriebsstrang kann es sich durchaus um einen solchen eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeugs handeln. In diesem Fall ist es nur erforderlich, eine momentenübertragende Verbindung zwischen erster und zweiter Achse vorzusehen.
Die dem Antriebsstrang zugeordneten Räder sind vorzugsweise einzeln über Gelenkwel¬ len aufgehängt. Der Antriebsstrang weist in diesem Fall keine Starrachsen auf.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn beide Elektromaschinen über eine konstante Übersetzung miteinander verbunden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass eine Welle des Getriebes mittels der beiden Elektromaschinen antreibbar ist, sowie eine Kegelradverzahnung ein Ritzel und ein Tellerrad aufweist, wobei das Ritzel mit dieser Getriebewelle verbunden ist und mittels des Tellerrads das Differential der ersten Achse antreibbar ist. Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein Stirnradgetriebe. In diesem Fall kann durchaus dem Differential der ersten Achse ein Stirnrad zugeordnet sein.
Das Stirnradgetriebe weist vorzugsweise zwischen den Abtriebswellen der Elektromaschinen und der ersten Achse eine Zwischenwelle auf.
Der Antriebsstrang kann aufgrund dieser beschriebenen Gestaltung im Bereich der ersten Achse und der Elektromaschinen sowie des dazwischen befindlichen Getriebes sehr kompakt gestaltet sein.
Das Getriebe weist beispielsweise eine Eingangswelle auf, wobei mit abgewandten Enden der Eingangswelle die Elektromaschinen zusammenwirken. Andererseits kann das Getriebe durchaus zwei Eingangswellen aufweisen, wobei jeder Eingangswelle eine Elektroma- schine zugeordnet ist. Eine der beiden Elektromaschinen ist im erfindungsgemäßen Sinne mittels der schaltbaren Kupplung vom Getriebe abkoppelbar. Das Getriebe weist insbesondere eine gemeinsame Ausgangswelle für beide Elektroma- schinen auf. Diese Ausgangswelle wirkt mit dem Differential der ersten Achse zusammen, womit über dieses Differential die beiden Achshälften der ersten Achse, somit die der ersten Achse zugeordneten Räder antreibbar sind. Bei Ausbildung des Antriebsstrangs als Allradantrieb, somit mit den beiden angetriebenen Achsen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die zweite Achse ein Differential aufweist und die Differentiale der beiden Achsen mittels einer Welle zwecks Allradbetrieb des Kraftfahrzeugs miteinander verbunden sind. Bei dieser Welle handelt es sich insbesondere um eine Gelenk- oder Kardanwelle. Dieser Welle bzw. Kardanwelle kann durchaus eine regelbare Kupplung, insbesondere eine Hang-on Kupplung zugeordnet sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt: eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform des er- findungsgemäßen Antriebsstrangs,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 veranschaulicht einen Antriebsstrang für ein rein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, konkret einen Sportwagen handelt. Gezeigt ist der der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordnete Antriebsstrang, ferner eine nicht angetriebene Vorderachse des Kraftfahrzeugs.
Der Antriebsstrang 1 mit Einzelradaufhängung weist die erste, hintere Achse 2 auf. Bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung 3 des Kraftfahrzeugs, nachfolgend als Fahrtrichtung bezeichnet, weist die hintere Achse 2 einen linken Achsabschnitt 4 und einen rechten Achsabschnitt 5 auf. Angetrieben werden die beiden Achsabschnitte 4 und 5 mittels eines Differentials 6 der hinteren Achse 2. Das Differential 6 weist ein Tellerrad 7 auf. Mit der Bezugsziffer 8 sind das linke und das rechte Rad der hinteren Achse 2 und mit der Bezugsziffer 9 Lager für die Achsabschnitte 4 und 5 der hinteren Achse 2 bezeichnet. Die Achsabschnitte 4 und 5 der hinteren Achse 2 weisen Gelenkwellen auf.
Das Kraftfahrzeug weist ferner eine zweite, vordere Achse 10 auf, die nicht angetrieben ist. Auch diese Achse 10 weist eine Einzelradaufhängung auf. Die Vorderachse 10 weist einen linken Achsabschnitt 11 und einen rechten Achsabschnitt 12 auf. Mit der Bezugszif¬ fer 13 sind das linke und rechte Rad der vorderen Achse 10 und mit der Bezugsziffer 14 die Lager für die Achsabschnitte 11 und 12 der vorderen Achse 10 bezeichnet. Die Achsabschnitte 11 und 12 der vorderen Achse 10 weisen gleichfalls Gelenkwellen auf.
Die hintere Achse 2 ist mittels zweier Elektromaschinen 15 und 16 über ein Getriebe 17 antreibbar. Hierbei ist das Getriebe 17 hinter der hinteren Achse 2 angeordnet, und es sind die beiden Elektromaschinen 15 und 16 jeweils in Fahrtrichtung 3 angeordnet, und die Rotationsachse der jeweiligen Elektromaschine 15 bzw. 16, dargestellt durch deren Abtriebswelle 18, somit in Fahrtrichtung 3 angeordnet.
Der Stator der jeweiligen Elektromaschinen 15 bzw. 16 ist mit der Bezugsziffer 19, der Rotor der jeweiligen Elektromaschinen 15 bzw. 16, mit dem die Abtriebswelle 18 verbunden ist, mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet. Gelagert ist die jeweilige Abtriebswelle 18 in Lagern 21. Das Getriebe 17 ist im Wesentlichen als Stirnradgetriebe ausgebildet. Drehfest mit der Abtriebswelle 18 der rechten Elektromaschine 15 ist ein als Stirnrad ausgebildetes Ritzel 22 verbunden. Die Abtriebswelle 18 der linken Elektromaschine 16 ist über eine schaltbare Kupplung 23, auch als Trennkupplung bezeichnet, mit einem Ritzel 24 verbunden. Die Ritzel 22 und 24 weisen einen identischen Teilkreis und identische Zähnezahl auf. Bei geschalteter Kupplung 23 ist das Ritzel 24 drehmomentübertragend mit der Abtriebswel¬ le 18 der Elektromaschine 16 verbunden. Ist die Kupplung 23 geöffnet, erfolgt keine Übertragung von Drehmoment zwischen der Elektromaschine 16 und dem Ritzel 24. In diesem Fall kann die Elektromaschine 16 abgeschaltet sein bzw. werden.
Bei der Kupplung handelt es sich um eine form- oder kraftschlüssig wirksame Kupplung 23. Beim Öffnen der Kupplung 23 wird das Getriebe 17 somit ausschließlich mittels der Elektromaschine 15 angetrieben. Bei geschlossener Kupplung 23 wird das Getriebe 17 mittels beider Elektromaschinen 15 und 16 angetrieben.
Die den beiden Abtriebswellen 18 der Elektromaschinen 15 und 16 zugeordneten Ritzel 22 und 24 kämmen mit einem gemeinsamen Stirnrad 25 des Getriebes, wobei das Stirn¬ rad 25 mit einer Welle 26 verbunden ist. Diese Welle 26 ist in Lagern 27 gelagert. Mit der sich in Fahrtrichtung 3 erstreckenden Welle 26 ist im Bereich deren vorderen Endes ein als Kegelrad ausgebildetes Ritzel 28 verbunden. Dieses kämmt mit dem Tellerrad 7 und bildet somit mit diesem eine Kegelradverzahnung. Über das Ritzel 28 ist somit das Tellerrad 7 antreibbar, wobei letzteres das Differential 6 der hinteren Achse 2 antreibt, womit über die Achsabschnitte 4 und 5 die beiden hinteren Räder 8 angetrieben werden.
Ist zum Antreiben des Kraftfahrzeugs nur ein Drehmoment bzw. eine Leistung erforderlich, das bzw. die deutlich unterhalb dem maximalen Drehmoment bzw. der maximalen Leistung der beiden Elektromaschinen 15 und 16, zusammen betrachtet, entspricht, reicht es aus, bei geöffneter Kupplung 23 den Antriebsstrang ausschließlich mittels der Elektromaschine 15 zu betreiben. Erst dann, wenn ein größeres Drehmoment bzw. eine höhere Leistung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, wird die andere Elektromaschine 16 durch Schließen der Kupplung 23 zugeschaltet. Insbesondere dann, wenn die Kupplung 23 kraftschlüssig wirksam ist, kann diese bei einem anstehenden Schlupf geschaltet werden.
Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass die beiden Elektromaschinen 15 und 16 quer zur Vorwärtsfahrtrichtung 3 angeordnet sind und demzufolge das Getriebe 17 modifiziert ist, da die Wellen des Getriebes gleichfalls quer zu Vorwärtsfahrtrichtung 3 angeordnet sind. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 sind Bauteile, die in ihrem Aufbau bzw. ihrer Funktion denen der Ausführungsform nach der Fig. 1 entsprechen, der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Im Einzelnen veranschaulicht Fig. 2, dass hinter der hinteren Achse 2 das Getriebe 17 und die beiden Elektromaschinen 15 und 16 angeordnet sind. Das Getriebe 17 ist hierbei zwischen Elektromaschinen 15 und 16 und der hinteren Achse 2 positioniert. Die Abtriebswelle 18 der in diesem Fall links dargestellten Elektromaschine 15 ist drehfest mit einem Ritzel 29 verbunden. Auch die Abtriebswelle 18 der anderen, in diesem Fall rechts angeordneten Elektromaschine 16 ist drehfest mit diesem Ritzel 29 verbunden, wobei jedoch dieser Abtriebswelle 18 die schaltbare Kupplung 23 zugeordnet ist. Ist die Kupplung 23 geschaltet, überträgt die Elektromaschine 16 kein Drehmoment zum Ritzel 29; dies ist nur bei geschlossener Kupplung 23 der Fall. Bei geöffneter Kupplung 23 ist die Elektromaschine 16 vorzugsweise abgeschaltet.
Mit dem Ritzel 29 kämmt ein Stirnrad 30, das drehfest mit einer quer zur Vorwärtsfahrtrichtung 3 angeordneten Welle 31 verbunden ist, die in Lagern 32 gelagert ist. Zwischen diesen Lagern 32 nimmt die Welle 31 drehfest ein Ritzel 33 auf, das mit einem Stirnrad 34 des Differentials 6 kämmt. Bei dieser Ausführungsform lässt sich somit ein Drehmoment ausschließlich mittels der Elektromaschine 15 bei geöffneter Kupplung 23 in die hintere Achse 2 einleiten, oder aber, bei geschlossener Kupplung 23, das Drehmoment über die beiden Elektromaschi- nen 15 und 16 in die hintere Achse 2 einleiten.
Die Ausführungsform gemäß der Fig. 3 ähnelt weitgehend derjenigen nach Fig. 2, sodass mit dieser Ausführungsform in ihrem Aufbau bzw. ihrer Funktion überstimmende Bauteile der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 sind allerdings die beiden Elektromaschinen 15 und 16 hintereinander angeordnet und das Getriebe 17 rechts neben den Elektromaschi¬ nen 15 und 16. Die Abtriebswelle 18 der Elektromaschine 15 ist drehfest mit einem Ritzel 35 verbunden. Dieses Ritzel 35 kämmt mit dem Stirnrad 30, das drehfest mit der Welle 31 verbunden ist. Die Abtriebswelle 18 der anderen Elektromaschine 16 ist über die schaltbare Kupplung 23 mit einem Ritzel 36 verbunden, das bezüglich Teilkreis¬ durchmesser und Zähnezahl dem Ritzel 35 entspricht. Beide Ritzel 35 und 36 kämmen mit einem Stirnrad 37, das drehfest mit einer Zwischenwelle 38 verbunden ist, die in La¬ gern 39 gelagert ist. Bei geöffneter Kupplung 23 und insbesondere abgeschalteter Elekt¬ romaschine 16 wird die hintere Achse 2 nur mittels der Elektromaschine 15 angetrieben. Bei geschlossener Kupplung 23 treibt die Elektromaschine 16 zusätzlich die hintere Ach¬ se 2 an.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach der Fig. 2 nur dadurch, dass statt des Antriebs nur der hinteren Achse des Kraftfahrzeugs, gemäß Aus¬ führungsform nach Fig. 2, nunmehr beide Achsen des Kraftfahrzeugs antreibbar sind, es sich somit um eine allradbetriebene Version handelt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 erstreckt sich somit der Antriebsstrang auf die Achsen 2 und 10. Bei der Ausführungs¬ form des Antriebsstrangs 1 gemäß der Fig. 4 sind Bauteile, die in ihrem Aufbau bzw. ih- rer Funktion denen der Ausführungsform nach der Fig. 2 entsprechen, der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Um bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 die zweite, vordere Achse 10 antreiben zu können, weist die erste, hintere, angetriebene Achse 2 ein Tellerrad 40 und die zweite, vordere Achse 10 gleichfalls ein Tellerrad 41 auf. Das Tellerrad 40 ist am Differential 6 vorgesehen, insbesondere mit einem Differentialgehäuse dieses Differentials 6 verbunden. Das andere Tellerrad 41 ist an einem Differential 42 der vorderen Achse 10 vorge¬ sehen, insbesondere gleichfalls mit einem Differentialgehäuse dieses Differentials 42 verbunden. Die beiden Tellerräder 40 und 41 sind über eine Welle 43 verbunden, die an ihren jeweiligen Enden Ritzel 44 trägt. Die Welle 43 weist zusätzlich eine regelbare Kupp¬ lung 45 in Art einer Hang-on Kupplung auf. Da ein jeweiliges Ritzel 44 in ein jeweiliges Tellerrad 40 bzw. 41 eingreift, kann mittels der Welle 43 ein Drehmoment von der ersten, angetriebenen, hinteren Achse 2 auf die zweite, vordere Achse 10 übertragen werden. Die Ritzel 44 können unterschiedlich groß sein.
Bei Ausbildung des Differentials 6 als Torque-Vectoring-Differential lassen sich in die Achsabschnitte 4 und 5 unterschiedliche Drehmomente einleiten.
Mit der Bezugsziffer 46 sind die Lager der Welle 43 bezeichnet, die beidseits der Kupplung 45 angeordnet sind. Der jeweilige Achsabschnitt 4 bzw. 5 ist in einem Lager 9 sowie im Differential 6 gelagert.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsstrang (1) eines rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Achse (2), die ein Differential (6) aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen (15, 16), wobei die erste Achse (2) mittels der Elektromaschinen (15, 16) über ein Getriebe (17) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine (16) der beiden Elektromaschinen (15, 16) mittels einer schaltbaren Kupplung (23) vom Getriebe (17) abkoppelbar ist.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromaschinen (15, 16) in Fahrtrichtung (3) oder quer zur Fahrtrichtung (3) des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (2) eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs ist.
4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschinen (15, 16) hinter der Hinterachse (2) angeordnet sind.
5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Elektromaschinen (15, 16) nur die erste Achse (2) oder die erste Achse (2) und eine weitere, zweite Achse (10) des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.
6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Antriebsstrang (1) eines Personenkraftwagens, insbesondere eines Sportwagens ist.
7. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17) als Stirnradgetriebe ausgebildet ist.
8. Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe (17) zwischen den Abtriebswellen (18) der Elektromaschinen (15, 16) und der ersten Achse (2) eine Zwischenwelle (31) aufweist.
9. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (23) zwischen einer Abtriebswelle (18) der einen Elektromaschine (16) und einer Eingangswelle (26; 31) des Getriebes (17) angeordnet ist.
10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17) eine gemeinsame Eingangswelle (26; 31) oder unterschiedliche Eingangswellen (31 , 38) für die Elektromaschinen (15, 16) aufweist.
1 1. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Achse (10) ein Differential (42) aufweist und die Differentiale (6, 42) der beiden Achsen (2, 10) mittels einer Welle (43) zwecks Allradbetrieb des Kraftfahrzeugs miteinander verbunden sind.
12. Antriebsstrang nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (43) eine regelbare Kupplung (45), insbesondere eine Hang-on Kupplung aufweist.
13. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (2) und/oder die zweite Achse (10) Gelenkwellen zur Einzelradaufhängung der Räder (8 bzw. 13) dieser Achse bzw. Achsen aufweist.
14. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (23) form- oder reibschlüssig wirksam ist.
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