WO2014075671A1 - Antriebsstrang für ein fahrzeug - Google Patents

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drive
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Tomas Smetana
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a propulsion system for a vehicle for powering OR driven vehicles having an alteration torque with an electrometer for generating an electro-rotary torque, wherein the electric motor is designed as a low-voltage motor and is connected to an electric motor section for braking the vehicle E ective spark arrester and for feeding the electric torque Into the powertrain, where ei Electric drive for vehicles represent an interesting alternative or supplement: to dar. While at
  • ivfotoreinheifen which are selectively associated with a propeller shaft, between the tores ht and the associated shaft is arranged as a planetary gear transmission arranged, which has a ⁇ ber einsverhiltnlS: I from a tertere between 2 and IS, Field of Efficiency
  • the invention has for its object to propose a Anfriebsstrang for a driving eug soft a functionally functional integration of an electric motor allows This problem is solved by a Nebulizer with the features d s Anspruebs 1.
  • the invention thus relates to a drive train : which is designed for a vehicle geeigne undiode: is.
  • the vehicle is preferably designed as a: passenger car or as an emergency vehicle, in particular a truck, or as a bus.
  • the initial line is configured to accelerate or drive the vehicle to a speed of 30 km H.
  • the Antriehsstrang is designed to act on driven wheels of the vehicle with a drive torque.
  • the vehicle may have two driven wheels, in modified AusfOhrungsfof eri, the vehicle may also have four driven wheels.
  • the Ant lebsnavmomenf is thus - based on: the Antriefessf ang ⁇ ⁇ - realized as a Abbbsnavmoment a the outputs of the Aufhebsstrangs.
  • the powertrain comprises an electric motor, which is designed to generate an electric torque.
  • the electric torque actually forms! a part of the Anleftwindmoments or in other embodiments, the Entstlebsfiltermornent Ent,
  • the electric motor is designed as a Klelhseannungsmotar. in a broad definition, in particular according to the IEC $ 0440, of voltages with a magnitude of AC s 50 volts and for DC voltage 120 S: Volt.
  • the electric motor has an operating voltage with a limit value AG S 25 volts or DG s ' 80 volts, since in this voltage range, ⁇ in ⁇ h, protection against contact of Persons: ve i hten, whereby this 0r® $ wpa-nnun ⁇ $ ri. also apply to "Animals and children as ungeiihriieb.
  • the electric motor looking! an operating voltage of DG TM 48 volts This DC voltage is in modern Fah witness in Rabmen de Borcinet it lt Bereif died Optional urnankt the Antnebssfrang the power supply to provide the Radiospannun.
  • the power supply provides the operating voltage of PO ⁇ 48 volts at a power of> 6 kilowatts, preferably> 8 kilowatts and in particular> 1.2 kilowatts.
  • the drive train includes a Elektrorngtorgetriefeea section, which is formed zw U substitution of the Elektronionienta and Einspelsung the Elektrocardnipnients in the ⁇ ntriebssfrang.
  • the electric motor subassembly realizes a reduction, that is, a high input rotational speed of the electric motor is suppressed to a low output diesel or electric motor and an electrolocation electric motor
  • ⁇ bernabmemaschine Riemeostartergeneraforen or other vergleiob aren ver and be adjusted if necessary.
  • the electric-grade refrigerator should have at least one plane, which in each case is a flange-level.
  • the Elektromotorgetriebeabsohnitt Is at least partially or even completely
  • the Elektfömoiorgetnebea scbn tt as a Stlmradplanetengetriehe aysgeblld ⁇ where Planetennider nc / or S nneofäder ⁇ umtaufend, frontally toothed s nd.
  • the Eieklmmolorgetrlebea söhnitt at least or exactly three ⁇ bersetiunessten aui
  • each Uegsetzyngs squeeze a ⁇ replacement of i> 1, preferably l> 3 on.
  • the advantage is achieved that the Elektrornotorgetriebeabsclinltt a
  • I & 30 can realize.
  • electric motors which have a maximum moment of ⁇ 70 Hm, preferably ⁇ 8 Hm and in particular ⁇ SD Mim as Flolon molars for a vehicle: zy.
  • the third translation stage is designed as an agelrady translation.
  • a longitudinal shaft of the drive train is operatively connected to a transverse shaft (or vice versa) via the bevel gear, that the rotational gear ratio, in addition to the function of the overdrive gear, is an overdrive of the rotary spur gear and / or a fluctuation of the torque vector can be achieved,
  • the third stage of translation is designed as a spur gear translation.
  • This realization has the advantage that the shaft of the strand is operatively connected to a shaft parallel to it, so that in addition to the function of the torque superposition, a parallel offset of the torque output is achieved by the torque transmission and / or the D ehuicm err! Vector can be achieved.
  • the electric motor section has three planetary seats, which in each case form a planetary stage.
  • a particularly compact electric motor can be realized in the fryer.
  • a total replacement of, for example, 20 to 80 can be achieved by the three planetary gear sets. This possibility is opened by a partial exhaustion of the theoretical maximum translations of the individual flanges of about i * 4.5.
  • the actual ratio per planetary set is preferably reduced to one Range limited between 3.8 to 4.0 :.
  • the Fulberset yng i is between 30 and 50,
  • one, some or all of the fan stages are structurally designed so that a sohenrad an input and a web or a planet carrier forms an output:
  • You ch this configuration reads a very compact in the radial direction Elekfrometor ⁇ etrlebea sehnitt build, requires d of Holilrad as gröSfe component of a Planetancut no tap, particularly preferably have YND the sun gear / or the PlanefenrifJer YND / barren ring gears de first and second F 'Fanet nsatzes - outputting vo the electric motor - same Durohmesse and / ode Vefzahnungsloom on , In particular, these are the first and the second In contrast, it is preferred that the third planetary stage be made larger in relation to 4m diameter of the: sun gear and planetary gears to make a call to a different car park simplify ng.
  • the electric motor is the only drive motor, which is couplable and / or eccentric.
  • the drive train has an interface to an alternative motor for coupling an alternative drive.
  • Optional powertrain the older motor.
  • the alternative rotor may be designed as a second electric motor, but the alternative motor is preferably implemented as a combustion engine,
  • a first operating mode the vehicle is operated solely by means of the electric motor. This mode of operation is particularly advantageous for stopping and starting or for starting the vehicle.
  • a second or further mode of operation parallel operation of the electric motor and the alternate motor is possible, for example, in order to achieve an overlap of the alternative torque and the electrodynamic moment for generating the antiperspirant.
  • the vehicle can be accelerated particularly quickly or can be approached at: high load.
  • the Antn ' ebsnavmomeut is provided exclusively by the Alternafivcardmornent or the Aitemativmotor and the electric motor off.
  • the electric motor has a speed of 1 ⁇ > ⁇ 0 ⁇ 1 / mln. run along. This can. Especially at even higher speeds, u cause friction losses in the electric motor.
  • the separating clutch opens the force between the wheels and the electric motor.
  • the separating clutch is arranged in the electrical outlet or at the outlet of the electric cutting section. In this embodiment, the moving motor can be reduced without electric motor rde n ...
  • the Elektromoforgetriebeafesohnitt a Sebaiteinrlehtung which is adapted to change the gear ratio in the Eiektroietriebeahsohnlt Speignog particularly Is Is the switching device as a 2vveigangaobaitgetriebe formed, wherein in a first Sehaitzusfand the three planetary seats are connected in series in Kraftfiuss and I a second Sehattsiellyng at least two Planefen enthusiasts miteinande are coupled.
  • the two first Pianetenasta are coupled together so that they rotate as a rigid S stem with the Roto of the: electric motor.
  • the second peel-off layer is translated over the third set of pianets, wherein the total gear ratio of the electric gear portion corresponds to the gear ratio of the third planetary gear set.
  • the second set of pianets has been bypassed by the sound means in the second shuttering position, so that the entire In this embodiment, a comparatively better, namely smaller, spread between the first and second positions is achieved.
  • the factor of the translation function becomes the factor of the translation Wlsa et the first Schalidian and the second Sehalf too understood.
  • Option l are the disconnect coupling and the shadow retraction realized in a granular separation and scaler application
  • the interaction cycle includes one or more diameters that are configured to distribute torque to two outputs, particularly two to two wheels or pull-off shafts. It is particularly preferably provided that the torque flow of the electric torque and the Al immativdre nioments before or m Entr de oiffere zlalelnrlobtung are merged.
  • the differential control can be used in all the above-mentioned drivetrain operating modes, since the drooling torque is guided smoothly over the differential assembly, in particular, the differential lockup unit forms a torque for the electric torque and the regenerative torque
  • the transmission line has the differential arrangement or a differential arrangement, wherein the differential field defines an output axis and the electric motor and / or the electric motor output section are arranged coaxially with the output section in this embodiment, the transmission frequency is particularly compact.
  • the weaving hoisting line also has one or the diverging direction, defines the difference in boredom in the vehicle, wherein the electric motor or the motor Elektremotorgetuebeabsobnitf are arranged coaxially to the longitudinal elle, in this embodiment, the ⁇ ntriebsstrang In the longitudinal direction of the vehicle are particularly well distributed, Bai a nuancesren alternative with one or ' dar Dit awnzialaladcih ung the Differenzlaleinuobfun ⁇ a tssenswelie, wherein the electric motor and / or Eikromotorgetriebe ⁇ bsebnstt coax is arranged m a se, which is arranged offset parallel to the LGarswalle, This Alternativa iim® Dasig mägllohfeitan w arrangement of the components of nnsebsstrangs,
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a drive train of a vehicle as a first exemplary embodiment of the invention
  • Figure 2 in the same: representation as Figure 1 shows a drive train as a second Ausfebfyiigs elsiei the invention
  • FIG. 4 shows a drive train as a fourth embodiment of the invention in the same way as in the preceding figures
  • FIG. 5 shows, in the same way as in the accompanying drawings, a change train as a fifth embodiment of the invention
  • Figure 8 In the same representation, ie in the preceding figures, an antheto strand is shown in a second order of the invention
  • FIG. 7 shows a drive train as a seventh embodiment of the invention
  • Di Figu 1 shows in a sehematisohen representation of an Aolfiebsstrang weleher in a vehicle 2 is arranged.
  • the sub-train 1 has mm eferren eflen 3 a : b which are coupled with driven wheels of the vehicle and / or coupled, Oer ⁇ ntriebsstrang 1 serves.
  • Oer ⁇ ntriebsstrang 1 serves.
  • Srrsdrshmoment to move this z.
  • the drive train 1 illustrated in FIG. 1 is designed as a stand-alone variant, that is to say as an exclusive or attractive drive train 1 of the vehicle 2,
  • Oer Antriefcstrang 1 fell an electric motor 4 for generating an electric motor motor.
  • a reduction of the electric torque of the electric motor 4 and a differential 6 for distributing the converted electric torque to the two auxiliary 3a ⁇ b ⁇ are the electric motor 4 is the only torque-generating component in the drive train 1 a of FIG is the Antrlebswindmomeint led to the ⁇ xtriewswelien 3a, b is the Elektrodrahmement of the electric motor 4, the electric motor Is formed as a Trafdlonsniotor with an operating voltage of 48 volts.
  • the electric motor 4 has a maximum torque of ⁇ 50 rn and a maximum speed of ⁇ 15, ODO 1 min.
  • the Pianetencken AP combed on the one hand with the sun gear ⁇ S and on the other hand with an inner erzalinfen ring gear AH, which is set in a U uge ungskons konktlon y of the drive train 1,
  • a Planefentriger AT of the Flanetensatzes A forms an output of the Rlanetensatz A and is rotatably ver with a sun gear BS of the second Planensafzes E ver. Since sun gear BS meshes with Elner Safe Planetersrllder BP of the second Pianetensatzes 8, the Drebaohsen are again arranged in a partial circle around the Abtriehsaehse 7, the second planetary gear set B has an int ehahnfes ring gear BH, the rotation test in the surrounding structure U is added.
  • a planet carrier BT of the second plane face 8 forms the output from the piane! Ens & if>.
  • the diameter of the planetary wheels AP, BP as well as the diameter of the sun gears AS, BS are each Eile zue Nander Gleic chosen
  • Oer Planeteofräger BT is rotatably connected with a sun ore CS of the third planetary set C.
  • the diameters of the sun gear CS, the planetary gears CR and: the ring gear CH are larger than the relevant diameter of the first and de second planetary gear set A, 8 formed
  • a Flenthentrige CT of the third planetary gear set 1 C forms the output to the third planetary gear set C, through the Three-stage construction of the Eikktromotorgethebeabites 5 ⁇ ö einsverhiltnisse i ä 20 possible.
  • the first and second planetary gear sets have a gear ratio of I »3 and the third planetary gear set. 0 is a gear ratio of i TM 4, so that a total fueling ratio is reached by i »36.
  • Oer Planetenarme CT is formed with a basket, designed as a Pianetentrager 9 of Di ferenziaieinrichtiing 6,
  • planet carrier ⁇ steen pairs combing planets iöa f h, which are rotatably mounted on messengers 0 In dm pianetenluate 9.
  • di planetary wheels are töa, h offset to each other.
  • the Pianetenrider 1 ⁇ a f b mesh with son riders 11a 'b, where b edem sun gear Ia w. I Ib each one of the output shafts 3a, b are assigned.
  • the gears So in particular the planetary gears ⁇ P S BP, CF, 10a, b, sun gears AS, BS, CS. I Ia, Hb and or Hohir he AH. BH, H are each äusgeblldet as Stirnierecid Insbesonder Is the Olfferenzlalei lchtyng 6 realized as a Stirnraddifferenztal.
  • an electric axis with the electric motor 4 as a traction engine is shown in coaxial representation with respect to a fixed transmission input, and FIG.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention which represents a further development of the drive train 1 in FIG. 1, wherein the worldterer will only refer to the differences from the first embodiment and to the similarities.
  • the DiffereoElaleinrlohtung S i of the electric motor 4 and the structure and the dimensioning of the planetary gear sets ⁇ , 8, C ayf the Seschr ibyng of Figure 1 is referenced.
  • the drive train 1 in FIG. 2 has a sighting and / or separating tongue 13 ayf, which allows different working chains of the drive train 1 as a function of the switching position of the shifting and / or separating clutch 13.
  • the switching "and / or Yrenneinrlehtung 13 comprises egg actuator element 14, which in the axial direction of the output shaft? is displaceable.
  • the actuator element 14 is formed as a claw.
  • the ring gears AH, BN de first and second Pian ⁇ tef stees and B are rotatably connected to the surrounding structure Ii.
  • the drive train 1 corresponds functionally to the drive train 1 in FIG. 1.
  • the actuator element 1 .4 being arranged, the combined hobb AH, BH is free and the raftfiuss is open.
  • the electric motor 4 is on this catfish Ahtriebswelle 3a ; b decoupled.
  • the combined Hobirad AH ⁇ BN is non-rotatably connected to the Pianatentfäger BT of the two en Planetensatzes 8, so that the first two Pte & t @> s $ t £ e ⁇ , B red as a rigid system with the aktbellen speed of the electric motor older.
  • translation is carried out only via the third set of Ptanets C.
  • the ste: Ga gi is used, for example, for starting, the second gear 2 wind, for example, used for recuperating and / or in sailing operation
  • the second gear k ann also nefeeföt to achieve higher speeds where the.
  • FIG. 1 shows a modification of the transmission line 1 from FIG. 2, wherein the switching and / or transmitting device 13 is arranged between the second planetary set B and the third planetary set C.
  • a first Sehaitsf hurry (1) is the sun gear GS of the third planetary gear set C with the coupled second planetary gear set rotating, so that the translations of the drive train 1 in the figure 3 again de translation of ⁇ htnebssfrangs 1 in Figure 1 correspond, so reference is made to the dleshezuglehe description.
  • FIG. 4 an integration mirror of the control belt of the control belt 1 is shown in FIG. 2, wherein the planet carrier of the differential belt 6 carries a revolving belt 15, which forms an interface 16 to an automotive rotor 17.
  • the drive shaft of the alternative engine 1? Is perpendicular to the Abt iebsaehse? arranged, in this embodiment, the vehicle 1 may alternatively by the electric motor 4 or the Afternativntoior 1? or driven by this together, the Drebmomentf uss the Elektrodrebnioments and ⁇ ⁇ ternativennavmoments the ⁇ lternatlvmptors 1? is merged in Pianefentriger 9 as input of Differenziaieinnehtang 6.
  • This Ausfschreibungsform can be used particularly advantageous in a Heekantrieb a vehicle earth ; wherein the Aifernativmetor 1? Is arranged in a front Serescb of the vehicle,
  • FIG. 6 shows a further alternative for an anti-sub-strand 1, wherein, unlike the Ausfschreibungabetspiet I of Figure 4, the Oifferenbateinnobtung 6 ice egelraddiferential aue educated, With this alternative is particularly easy to implement a front-wheel drive.
  • FIG. 6 shows a further alternative embodiment for an emergency path 1.
  • the emergency path 1 is particularly simple Rear-wheel drive for the Fahrz.aug er networkable and includes in addition to the electric motor 4, two planetary sets A, B, and a Sehaft-Ifennelnnchtung 13 which analog m the same.
  • Komponertteri in the f igyr 2 are constructed, so in this regard mf the early description;
  • Oer Elektrorttöfergethebeahsehnitt 6 includes rowing a bevel gear translation C ⁇ instead of Plwtensa & es C in the figure 2 di drifts ⁇ bsr «u? g ⁇ $! yfö forms.
  • Di egelrad respondentssefzyng C 1 has an ⁇ bersetzyngsverftiitnls i> 1 and is formed by a bevel gear TS and a the basket of the different! Ialeinriehtung 8 circumferential input teeth 19.
  • the Dlfferentiatelnraum is formed as in Figure 5 al egeJraddifferenzial.
  • the P.la-netf contrebmoment BT of the second planetary gear set B is in contrast to the ⁇ nleflebsstrang 1 in Figure 2 with a transmission shaft 20, which runs coaxially through the designed as a hollow shaft rotor R verbo hands, wherein on the transmission shaft 20, the bevel gear 18th On the quit the bevel gear 18 facing ropes of the transmission shaft 20, an aging attvmetor 17 are connected, so that again the Alternatiydrebmoment can be superimposed with the otoffitrnoment electron.
  • FIG. 7 shows an obstacle strand 1. De. Is particularly good al rear-drive used Is and is constructed analogously to the Antnebsstrang 1 in the figure 6. m difference to this, the drive train 1 in the figure? However, the Sohalt-n ' rennein direction 13 from the Figure 3, wherein the Akeleeleele n eot 1 rotatably connected to the transmission shaft 20 Is.
  • a drive train 1 which can be used for example as a front-wheel drive.
  • the rotor B is rectified, However, parallel offset to the Abtriebsweil 3 a, b arranged, starting from the electric motor 4
  • Elektromotorfitmommf on the esten and subsequently on the second Pianefensatz A, B of Elektrogethebeabsehnit s 5 passed.
  • FIG. 2 it has switching means 13, so that reference is again made to the preceding description.
  • the aluminum motor 17 can be coupled via the interface 1S aysgebiidete as a circumferential toothing of the basket of the Dlfferehzlaloinraum ⁇ .
  • FIG. 9 a variant of the transmission line : 1 is shown in FIG. 8, wherein the partitioning device 13 ⁇ e is embodied in FIG.

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Abstract

Elektroantriebe für Fahrzeuge stellen eine interessante Alternative oder Ergänzung zu den konventionellen Verbrennungsmotoren dar. Aufgrund der stark abweichenden Leistungscharakteristik der Elektromotoren im Vergleich zu den Verbrennungsmotoren ergeben sich neue Herausforderungen in der Getriebetechnik. Es wird ein Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug (2) zur Versorgung von angetriebenen Rädern mit einem Antriebsdrehmoment vorgeschlagen, mit einem Elektromotor (4) zur Erzeugung eines Elektrodrehmoments, wobei der Elektromotor (4) als ein Kleinspannungsmotor ausgebildet ist, und mit einem Elektromotorgetriebeabschnitt (5) zur Übersetzung des Elektrodrehmoments und zur Einspeisung des Elektrodrehmoments in den Antriebestrang (1), wobei der Elektromotorgetriebeabschnitt (5) als ein Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei der Elektromotorgetriebeabschnitt (5) mindestens zwei Planetensätze, welche jeweils eine Planetenstifte bilden, und eine dritte Übersetzungsstufe aufweist.

Description

£$$28ichmjrH! der ErfftKii s
Anfrtefesstmfsg fOr ein Fahr eug
Die.: Erfindu g betrifft einen Antrieb$$frang für ein Fahrzeug zur Versorgung OR angetriebenen iR dern mit einem Äntdebsärehmoment mit einem Elektrometer zur Erzeugung eines Elektrodrehnioments, wodel der Elektromotor als ei Kleinspan nungsmotor ausgebildet iai und m\i einem Elektromotorgetiieheabachnitt zur C hemeteurrg des E ektfödrehrnon ents und zur Einspeisung des Elektrodrehmoments In den Antriebsstrang, wo ei
Figure imgf000003_0001
Elektroantrieb för Fahrzeuge stellen eine interessante Alternative oder Ergänzung: zu dar. Während bei
Figure imgf000003_0002
konventionellen Verbrennungsmotoren die öefrebetechnik über Jahrzehnte ausgereift ist und sieh auf einem höhen Niveau ständig verbessert, ergeben sieh aus der Integration von Elektfoniotoren in den Antriebsstrang aufgrund der st rk: abweichenden telstungaebamkteriatik der Bektromeforen "im Vergleich zu den Verbrennungsmotoren neue Herausforderungen,
Ein Beispiel för eine Integration eines Elektromotors in ein Fahrzeug Ist das Antriehsstrangmodul sowie Kraftfahrzeu mit dem Antnehssfrangmodul wie dies in der eebraoohsmusfersohnft DE ,20 201.0 007 408 U« die wohl den nie stkommen er) Stand der Technik bildet, beschrie en ist.. Das Anfnebsstrangmodut ist als eine Austaysohkoniponente zu einem e kömmlic en Verbrennungsmotor gedacht und weist
Figure imgf000003_0003
angeordnete Ivfotoreinheifen auf, die selektiv einer Gelenkwelle zugeordnet sind, Zwischen der tores h t und der zugehörigen Welle ist ein als Planetengetrieb ausgebildetes Übersetzungsgetriebe angeordnet, welches ein ÖbersetzungsverhiltnlS: I aus einem ertbereieh zwischen 2 und IS aufweist, Gebiet der Effifid ng
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anfriebsstrang für ein Fahr eug vorzuschlagen, weiches eine funktionsgereebte Integration eines Elektromotors erlaubt Diese Aufgabe wird durch einen Antnebsstrang mit den Merkmalen d s Anspruebs 1 gelöst. Bevorzugte- oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erf ndung: ergeben- sieh aus den Unferanspröehan, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren,
Die Erfindung betrifft somit einen Antriebsstrang: welcher für ein Fahrzeug geeigne undiode ausgebildet: ist. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als ein: Personenkraftwagen oder als ein Notzkraftwagen, insbesondere Lastkraftwagen, oder als ein Bus au ldet Insbesondere Ist: der Anfnlebsstrang ausgebildet, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit 30 km H zu beschleunigen oder zu fahren. Der Antriehsstrang Ist ausgebildet, angetriebene Räder des Fahrzeug mit einem Antriebsdrehmoment zu beaufschlagen. Das Fahrzeug kann zwei angetriebene Rader, bei abgewandelten AusfOhrungsfof eri kann das Fahrzeug auch vier angetriebene Räder aufweisen. Das Ant lebsdrehmomenf Ist somit - bezogen auf: den Antriefessf ang ~~- als ein Äbthebsdrehmoment a den Ausgängen des Anfhebsstrangs realisiert.
Der Antriebsstrang umfasst einen Elektromotor, weic-her zur Erzeugung eines Elekfrodrehmoments ausgebildet ist Das Eiektrodrehmoment bildet zu indes! einen Teil des Antrlebsdrehmoments oder bei andere Ausführungsformen das gesamte Anfrlebsdrehmornent, Der Elektromoto ist als ein Klelhseannungsmotar ausgebildet.
Figure imgf000004_0001
in einer weiten Definition, insbesondere nach der IEC $0440, von Spannungen mit einem Gren wert von AC s 50 Volt und fü Gleichspannung DC S 120: Volt ausgegangen. Bevorzugt weist der Elektromoto eine Betriebsspannung mit einem Grenzwerl AG S 25 Volt oder DG s' 80 Volt auf, da man in diesen Spannungsbereiohan §inÄh auf einen Schutz gegen Berührung von Personen: ve i hten kann, wobei diese 0r®$wpa-nnun§$ri. auch für "Tiere und Kinder als ungeiihriieb gelten. Besonders bevorzugt weis! der Elektromotor eine Betriebsspannung von DG ™ 48 Volt auf. Diese Gleichspannung wird in modernen Fah zeuge Im Rabmen de Borcinet es bereif gest l t Optional urnfasst der Antnebssfrang die Spannungsversorgung zur Bereitstellung der Betriebsspannun des Elektromotors. Besonders evorzugt stellt die Spannungsversorgung die Betriebsspannung von PO ~ 48 Volt bei einer Leistung von > 6 Kilowatt, vorzugsweise > 8 Kilowatt und insbesondere > 1.2 Kilowatt bereit.
Der Antriebsstrang umfasst einen Elektrorngtorgetriefeea schnit, welcher zw U ersetzurig des Elektrodrehnionienta und zur Einspelsung des Elektrodrehnipnients in den Äntriebssfrang ausgebildet ist. Nachdem Elektromotoren ü lioherweise mit einer liölieren Drehzahl als Verbrennungsmotoren arbeiten, Ist es bevorzugt,: dass der Eiektromotorgetnebeabsohnitt eine Untersetzung realisiert, also ein hohe Eingangsdrehzahf des Elektromotors auf eine niedrig AusgangsdiehEahl Obersetzt bzw.. untersetzt, Ais 48 Vort- otor können Elektromotoren und eine Lelstungselektronlk beispielsweise als Öbernabmeteile aus Riemeostartergeneraforen oder andere vergleiob aren
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ver endet werden und gegebenenfalls angepasst werden. Der Vorteil der Motzung eines Elektromotors liegt weiterhin In einer starken OÖ2~Redu ierung Im Stop-and- 8p, im Rangleren beziehungsweise im Segelhetrieb. Ferner sin Funktionalitäte wie E-Boosi rein elektrisches Fabre sowie Reku gerattön möglich,.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Elektrornciorgefrie eabsohnitt mindestens ^et Plan^iens te, welch jeweils eine Flaneteostufe. Insbesondere Planetenübersetzungsstufe bilden, sowie eine drifte Öberset ungssfufe aufweist Der Elektromotorgetriebeabsohnitt Ist zumindest teilweise oder sogar vollständig als ein lanelengetrie e ausgebildet, Insbesondere Ist dar Elektfömoiorgetnebea scbn tt als ein Stlmradplanetengetriehe aysgeblldÄ wobei Planetennider nc /oder S nneofäder · umtaufend, stirnseitig verzahnt s nd. Besonders bevorzugt schließen sich im Drehrnom ntfiuss nach dem Eiektrornotof zunächst wei Planetensätze als erster u d zweiter Fi üef&ns&tz a , wobei di dritte, beliebig ausgebildete Ohersetzuogs tyfe, den Planetensitzen nachgescbalte ist.
Somit weist der Eieklmmolorgetrlebea söhnitt mindestens oder genau drei Öbersetiunesstufen aui Insbesondere weist Jede Ubersetzyngsstufe ein© Ö ersetzung von i>1, vorzugsweise l>3 auf. Durch diese konstruktiv aufwendige Lösung wird der Vorteil erreicht dass der Elektrornotorgetriebeabsclinltt ein Übersetzyngsverbäit is von vorzugsweise 1 ä 2D, Insbesondere I & 30 realisieren kann. Durch diese konstruktive Äusgestaltunp, ist es möglich, Elektromotoren, welche ein m ximales Moment von < 70 Hm, vorzugsweise < 8ö Hm und insbesondere < SD Mim als Traktlonsmoloren für ein Fahrzeug: zy qualifizieren.
Bei eine möglichen Realisleryng: Ist vorgesehen, dass die dritte Öbersetzungsstufe als eine agelradybersetzung ausgebildet ist. In dieser Realisierung ist es vorteilhaft möglich, dass. eine Längswelle des Antriebsstrangs über die Kegelradöbersefeong mit einer Querwelle (oder vice versa) wirkverounden ist, se dass dyreh die egelradübersetzung neben de Funktion der Orehrnomentüberseteung eine Ün ienkung des Drehrnornentrlysses und/octer eine Schwankung des Drehmomentvektors erreicht werden kann,
Bei einer anderen mdglioben Reaisieryng ist die dritte Öbersetzungsstufe als eine Stlrnzahnradybersetzyng ausgebildet Diese Realisierung hat den Vorteil, dass Welle des Äntrlebsstrangs mit einer d ^u parallel auegerichteten Welle wirkverbunden ist, so dass durch die Stlrnza nradybersefzung neben de Funktion der Drehmomentubersetzyng ein Parallelversatz des Drehmon entfiusses und/oder des D ehuicm err!vektors erreicht werden kann.
Seide -gen nnten Realisierungen h en den Vorteil dass neue Designfrekiume zur Integration des Anfflehsstrangs In das Fahring eröffne! werden.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsforrn der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Elektromotorgetne eabschnitt drei Planetensitze aufweist, welche jeweil ein Planetenstufe .bilden, Durch diese Äusführungsferm kann erreicht werden, dass das für ei
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übliche indesfanfe rmornent .von 1.000 bis t.SÖÖ rn int ei em: besonders kompakten Elektromotor^efriebeabsohnitl realisiert werden Rann. Insbesondere kann durch die drei Planetensätze eine Gesanitü ersetzung von z.B. i « 20 bis 80 erreicht rden. Diese öglichkeit wird durch eine teilweise Ausschöpfung der theoretisch maximalen Übersetzungen der einzelnen Flanetenslufe von ca. i * 4,5 eröffnet. Prinzipiell ergäbe sich daraus eine -maximale, · theoretisch® öesamtuberselzung von I ~ 4,5 x 4,5 4,6 * 91. Um jedoch auch eine möglichst radial klein Baufor n ^u erreichen, wird die tatsächliche Übersetzung pro Planetensatz verzugsweise auf einen Bereich zwischen 3,8 bis 4,0 begrenzt:. Vorzugsweise liegt somit die Gesamtöberset yng i zwischen 30 und 50,
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist einer, einige oder alle der Fianetenstufen konstruktiv so ausgebildet, dass ei Sohnenrad einen Eingang und ein Steg beziehungsweise ein Planetenträger einen Ausgang bildet: Du ch diese Ausgestaltung liest sich ein In radialer Richtung sehr kompakte Elekfrometor^etrlebea sehnitt bauen, d des Holilrad als gröSfe Komponente einer Planetanstufe keinen Abgriff benötigt, Besonders bevorzugt weisen das Sonnenrad ynd/oder die PlanefenrifJer ynd/öder Hohlräder de ersten und des zweiten F'fanet nsatzes - ausgebend vo dem Elektromotor - gleiche Durohmesse und/ode Vefzahnungszahlen auf. Insbesondere sind -somit die erste und die zweite Pianetenstufe identisch ausgebildet Dirne Ausgestaltung ertaubt es, Gleichtelie bei der Montage verwenden« Dagegen ist es bevorzugt, dass die dritte Planetenstufe In Bezug auf 4m Durchmesser des: Sonnenrads und der Planeten räder größer ausgebildet st, um eine Ankopp/Iung an eine $ nachgescha Itet Differenzialeinriehtu ng vereinfachen.
In einer ersten möglichen Ausgestaltung Ist der Elektromotor der einzige Antrlehsmotor, weicher In den Antrlehsstrang ainko pelbar und/oder elngekoppeifJsi Bei einer Alternative der Erfindung ist vorgesehen, dass der0 Antriebsstrang eine Schnittstelle zu einem Aitemativmotor zur Bnkoppiung eines Älternativdr briiöments aufweist. Optional ymfassl de Antriebsstrang: den Älteroativmotor. Der Alternativrnotor kann als ein zweite Elektromotor ausgebildet sei , evorzug ist der Alternatlvrrtotor Jedoch als ein rbrennungsmotor realisiert,
5
Bei dieser Alternative sind unterschiedliche Betriebsarten des Antnebsstrangs mögliche In einer ersten Betriebsar wird das Fa rzeug aussohlieSileb άμτ den Elektromotor betrieben. Diese Betriebsart ist besonders vorteilhaft bei Stöp~and~Gö oder be einem Anfahren des Fahrzeugs. Bei einer zweiten oder weiteren Betriebsart Ist ein Parallelbetrie von Elektromotor und Alternativmotor möglich, um beispielsweise einen E- Böost, a\ eine Überlagerung des Alternativdrehmoments und des Elektrodrebmomeints zur Erzeugung de Antne sdrebmornents zu errriöglleberi. In dieser Betriebsart kann das Fahrzeug beispielsweise besonders schnell beschleunigt werde oder bei: hober Beladung angefahren werden. Bei den beiden oesehilderten Betriebsarten bildet der Elektromotor insbesondere ein Anfahrelement für den Antriebsstrang, in einer dritten oder weiteren Betriebsart wird das Antn'ebsdrehmomeut ausschließlich durc das Alternafivdrehmornent bzw. den Aitemativmotor bereitgestellt und der Elektromotor abgeschaltet.
Um Betriebsarten ohne Mi i ku g des Elektromotors zu: ermöglichen, Ist es everBi t dass der Antriebsstrang eine Trenrrkyppiur g aufweist, welch eine Abkopplung des Elektromotors von dem Antriebsstrang ermög ic , wobei vorzugsweise zugleich der AMernativmotor das Alfernativdrehrnoment ais das Antrlebsdrehmoment bereitstellt Dieser .Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass bei hö er n Geschwindigkeiten der Elektromotor ansonsten aufgrund: des Übersetzungsverhältnisses überdrehen könnte. Betrachtet man beispielweise einen Reifenradius von 0,318 etern ynd eine Fa rxeuggesch lndigteit von 30 km h' .bei einem Öoer^etzyn^svefh nls von I « 6öt so muss der Elektromotor mit einer Drehzahl von 1§>Ö0Ö 1/mln. mitlaufen. Dies kann. Insbesondere bei noch höheren Geschwindigkeiten, u Reibungsverlusten in dem Elektromotor fuhren. Aus di sem; Grund Ist es bevorzugt, dsss die Trennkupplung den Kraf fiuss zwischen den angetrlebecei Radern und dem Elektromotor öffnet besonders bevorzugt Ist die Trennkupplung in dem Elek rogetnebeahschnitt oder am Ausgang des Elektrogefriebeabschnlifs angeordnet, In dieser Ausgestaltung kann die bewegte a se in de Betriebsart ohne Elektromotor verringert we rde n ...
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Elektromoforgetriebeafesohnitt eine Sebaiteinrlehtung, welche ausgebildet Ist, das Übersetzungsverhältnis in dem Eiektroietriebeahsohnlt zu ändern, Besonder beverzogt Is die Schalteinrichtung als ein: 2vveigangaobaitgetriebe ausgebildet, wobei In einem ersten Sehaitzusfand die drei Planetensitze im Kraftfiuss hintereinander geschaltet sind und I einer zweiten Sehattsiellyng mindestens zwei Planefensätze miteinande gekoppelt sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden ersten Pianetensätze miteinander gekoppelt, sodass diese als ein starre S stem mit dem Roto des: Elektromotors rotieren. In dieser bevorzugten Ausgestaltung der zweiten Schältstellyng: wird über den dritten Pianetensatz übersetzt, wobei das gesamte Übersetzungsverhältnis des Elektrogetrlebeabschnitts dem Übersetzungsverhältnis des dritten Planetensatzes entspricht. In einer anderen ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung w rd durch die Sohaiteinrichtun in der zweite Schalfsfellung de zweite Pianetensatz übergangen, so dass das gesamte UberseiEongsvertÄnis durch die Hintsereinaniferschaifeiftg- dar O erset ifr sv r l niss« des ersten un des dritte Planeteosatze ergibt In dieser Ausgestaltung wird eine Im Verglich bessere, nämlich kleinere Spreizung zwischen der ersten und der zweiten Sehaltstel ung erreicht Unter der Spreizung wird der Faktor des Öberset yngsverbillnlsses wlsa e t der ersten Schalistellung und der zweiten Sehalfstellung verstanden.
Option l sind die Trennkupplung und die Schatteinrlohtung In einer körnbinlerlen Trenn- und Scbal einrlehtung realisiert,
Bei einer bevorzugte .Ausgestaltung der Erfindung umfass der Äntnebsstraug eine oder die Di leren iaieinf s!ityng, welcbe ausgebildet Ist, da Aniriebsdrehmonient auf zwei Ausgange, Insbesondere auf zwei $mg©th«fof$n@ Räder oder Abtriehswellen zu verteilon. Besonders bevorzugt Ist vorgesehen, dass der Drehmomentfluss des Elektrodrehmoment und des Al emativdre nioments vor oder m Eingang de Oiffere zlalelnrlobtung zusammengeführt sind. Durch diese Ausgestaltung kann die Difforenzialeiuricbtung in allen oben besch iebeöen Betriebsarten des Antriebsstranga verwendet werden, da das Antrlebsdrehmoment: stet über die Differenzialeinriehtung geführt ist, insbesonder bildet die Differenzialeinhehtung ein Sumn englied für das Elekfrodrehmoment und das eroativdrehmonneni
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung weist der Äutriebsstrang die oder eine Differenzialeinrlehlung auf, wobei die Diiferenzialelnr bfyng eine Abiriebsachse definiert und webei der Elektromotor und/oder der Elekfromotorgethebeabsehnltt koaxial zu der Abihebsaohse angeordnet ist in dieser Ausgestaltung ist der Anthebssfreng besonders kompakt zu realisieren,
Bei einer alternativen Ausgestaltung, webender Anfhebsstrang ebenfalls eine oder die Difteren lalelnrichtung aufweist, definiert die Difteren iaieinriohfung m Langeweile In dem Fahrzeug., wobei der Elektromotor uod oder der Elektremotorgetuebeabsobnitf koaxial zu der Längs elle angeordnet sind, in dieser Ausgestaltung kann der Äntriebsstrang In Längsrichtung des Fahrzeugs besonders gut verteilt werden, Bai einer werteren Alternativ mit einer oder' dar Dit awnzialaladcih ung definiert die Differenzlaleinuobfun§ eine tängswelie, wobei der Elektromotor und/oder der Eiektromotorgetriebe^bsebnstt koax m einer Äc se angeordnet ist, die parallel versetzt zu der Längswalle angeordnet Ist, Diese Alternativa eröffnet iim® Dasig mägllohfeitan w Anordnung der Komponenten des ntnebsstrangs,
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsstrang als ein Heckantrieb, als ein Frontantrieb oder sogar als ei Allradantrieb ausgebildet v eitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sieb aus der nachfolgenden Besenreibung bevorzugter Äus ü ryngebela lele der Erfindung sowie der beigefügten Flgyren. Dabei z i e d Figur 1 in schemattsebe Darstellung einen Äntriebsstrang eines Fahrzeugs als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 in gleicher: Darstellung wie die Figur 1 einen Antriebsstrang als zweites Ausfebfyiigs els iei der Erfindung;
Figur 3 in gleiche Darstellung wie in den vorheajehenden Figuren einen Äntriebsstrang als ein drittes Ausfuhrungsbeispiel de Erfindung;
Figur 4 in gleieber Darefellyng wie In den vorhergehenden Figuren einen Antriebsstrang als ein viertes Ausfübrungsbeispiel der Erfindung;
Figur 5 In gleicher Oarstellöng wie in den v rbergebendeu Figure eine Äntnebsstrang als ein fünftes Ausfnhrnngsbeispiet der Erfindung; Figur 8 In gleicher Darstellung ie in den vorhergehender) Figuren einen Antheto strang ls ein sec stes usführyngsbelsplel der Erfindung; Rgur 7 in gleic er Darstellung wie in den vorhergehende Figuren einen Antriebsetraog als e n siebtes Ausf hryngsbeisplel der Erfindung;
Figur 8 in gleicher Darstellung wie m den vorbergeheoden Figuren einen Antriebsstransf als ein achtes Ausführungsbelsplei der Erfindung
Figur 9 in gleiche Darstellung wie In den vorhergehenden Figoren einen Äntriehsslrang als ein neuntes Äusföhrungsbeispiel der Erfindung.
Di Figu 1 zeigt in einer sehematisohen Darstellung einen Aolfiebsstrang weleher in einem Fahrzeug 2 angeordnet Ist. Der Anthebsstrang 1 weist mm Äotrlehe eflen 3 a : b welche mit angetriebenen Radern des Fahrzeugs koppelbar und oder gekoppelt sind, Oer Äntriebsstrang 1 dient dazu., das Fahrzeug 2 mit einem An!riebsdrshmoment zu versorgen, um dieses z bewegen. Insbesondere Ist der in Figur 1 dargestellte Antriebsstrang 1 als eine Standalone-Yariante, also als exklusiver ode aussehiteBliche Äntriebsstrang 1 des Fahrzeugs 2 ausgebildet,
Oer Antriefcstrang 1 umfassl: einen Elektromotor 4 zur Erzeugung eines Elektromotordrehmöments. einen Elektfornotorgetrie eabsehnitt 5 ur Umsetzung, Insbesondere Untersetzung de Elektrodrehmörnents des Elektromotors 4 sowie eine Dltfereo isleinrishtog 6 zur Verteilung des umgesetzten Elektrodrehmoments auf die zwei A thehsweilen 3a< b< Nachdem der Elektromotor 4 die einzige drehmomenterzeugende Komponente In dem Äntriebsstrang 1 gen äS der Figur 1 ist, entspricht das auf die Äbtriehswelien 3a, b geleitete Antrlebsdrehmomeint dem Elektrodrahmement des Elektromotors 4, Der Elektromotor Is als ein Trafdlonsniotor mit einer Betriebsspannung von 48 Volt ausgebildet. Beispielsweise weist der Elektromotor 4 ein: maximales Drehmoment vo < 50 rn und eine maximale Drehzahl von < 15, ODO 1 min, auf.
Der Elek romolorgelrfelseabsc nli! unifasst drei Planetensitze Ä,: 8, C, w bei dar Planetensafe Im Kraftfiuss hinter dem Elektromotor der Pianetensafz B hinter dem Pianetensafz A und der Planetensafe 0 hinter dem Planetensatz B angeordnet ist Jeder de Planetensitze A, , C bildet eine Pfartetenstufe zur Untersetzung de Eiektrodrehrnoments, um auf diese Weise eine Drehzahiiedyktlon bei gleichzeitiger Dreb ementerhohyng m erreichen;
Konstruktiv betraehtei Ist der Elektrometorgetrlebeabsohnltt 5 wie folgt: ausgebildet: Koaxial zu einer durch die Ähinehs etien 3a, b definierten Äbtriefesachse 7 Ist der Rotor R des Elektromotor 4 angeordnet. Oer Rotor R ist drehfest mit .einem Sonnenrad AS des Planetensalzes A gekoppelt, Das Sonnenrad AS kammi mit einem Safe Planetenrader AP:; welche mi den jeweilig zugeordneten Drehachsen In einem Tellkreiedurchmesser um die Abtriebsachse ? angeordnet sind. Beispielsweise weist der Plaoetensatz A drei oder vier lanefenräder AP a f. Die Pianetenräder AP kämmen einerseits mit dem Sonnenrad ÄS und andererseits mit einem innen erzalinfen Hohlrad AH, welches in einer ümge ungskons ruktlon y des Äntriebsstrangs 1 festgelegt Ist,
Ein Planefentriger AT des Flanetensatzes A bildet einen Ausgang des Rlanetensatze A und ist drehtest mit einem Sonnenrad BS des zweiten Planetensafzes E ver unde . Da Sonnenrad BS kämmt mit elnern Safe Planetersrllder BP des zweiten Pianetensatzes 8, deren Drebaohsen wieder In einem Teilkreis um die Abtriehsaehse 7 angeordnet sind, Auch der zweite Planetensatz B weist ein inttei erzahnfes Hohlrad BH auf, welches drehtest in der Umgebungskonstruktion U aufgenommen Ist. Ein Planetenträger BT des zweiten Planefensafzes 8 bildet den Ausgang aus der Piane!ens&if >.
De Teiikreisdorrjhmesser, der Durchmesse der Planetenrader AP, BP sowie der Durchmesser der Sonnenräder AS, BS sind je eils zue nander gleic gewählt Somit weisen die ersten zwei Planetensitze 8 geometrisch gleiche Sonnenräder AS,. BS, Planetenräder AP, BP und ein gemeinsames Hohlrad AR BH aof ,
Oer Planeteofräger BT ist mit einem Sonneorad CS des dritten Planetensatzes C drehfest verhunden. Pas Sonnenrad CS kärnrnt mit einem Satz Pianetenrider CF, welche wiederum mit einem innerwerzahnten Hohirad CH kimmen. Die Durchmesser des Sonnenrads CS, der Planetenräder CR sowie: des Hohlrads CH sind größer- als die diesbezüglichen Durchmesser des ersten und de zweite Planetensatzes A, 8 ausgebildet Ein Flanetentrige CT des dritten Planetensatzes1 C bildet den Ausgang zu dem dritten Planetensatz C, Durch den dreistufigen Aufbau des Eiektromotorgethebeabschnitts 5 sind Öbersetzungsverhiltnisse i ä 20 möglen. Beispielsweise weist de erste un der zweite Planetensatz ein Übersetzungsverhältnis von I » 3 und der dritt Planetensatz. 0 ein Übersetzungsverhältnis von i ™ 4 auf, sodas ein Gesan töljerset2ungsvef ilf is von i » 36 erreicht wird.
Oer Planetenträger CT ist mit einem Korb, ausgebildet als Pianetentrager 9 der Di ferenziaieinrichtiing 6, ausgebildet In dem: Planetenträger § steen paarweise miteinander kämmende Planeten iöaf h, welche auf Boteen 0 In d m pianetenträger 9 drehbar gelagert sind. In Uniiaufrloh ung um die Abtnebsachse 7 sind di Planetenräder töa, h versetzt: zueinander angeordnet. Die Pianetenrider 1Öaf b kämmen mit Sohnenridern 11a« b, wobei edem Sonnenrad Ia b w. I Ib jeweils eine der Abtriebswellen 3a, b zugeordnet sind . Die Zahnräder; also insbesondere die Planetenräder ÄPS BP, CF, 10a, b, Sonnenräder AS, BS, CS. I Ia, Hb und oder Hohir er AH,. BH, H sind Jeweils als Stirnzahnräder äusgeblldet Insbesonder Ist die Olfferenzlalei lchtyng 6 als ein Stirnraddifferenztal realisiert. Ώ&ΐ Antriebssffang 1 gemäß, der Figur 1 realis e t, somit eine elektrische Achse mit dem Elektromotor 4 als Traktlonsmotor In koaxialer Darstellung zu ύ®τ Äfeirsefesaefise 7 und einem fest übersetzten Eingangsgetriebe,
In de Figur 2 Ist ein zweites Äusfö rungsbeis iel der Erfindung dargestellt elches eine Weiterentwicklung des Antriebsstrangs 1 in der Figur 1 darstellt, wobei Im Welteren nur auf die Unterschiede zu dem ersten Äusfyhryngsbeispiel In der Ft ur 1 ei g genfe wird und auf di Gemeinsamkeiten, Insbesonder hinsichtlich der geometrischen Anordnung, der DiffereoElaleinrlohtung S:i des Elektromotors 4 und dem Aufbau und der Dimensionlerung der Planetensätze Ä, 8, C ayf die Seschr ibyng der Figur 1 verwiesen wird. Im Unterschied zu dem Äusführungsfeeispiel in der Figur 1 weist der Antriebsstrang 1 in der Figur 2 eine Sehalt- und/oder Trenneinnchtöng 13 ayf, welche unterschiedliche Betriehsaden des Antriebsstrangs 1 in Abhängigkeit de Schaltstellung der Schalt- ynd/oder Trenneinriehfyn 13 ermöglicht. Die Schalt» und/oder Yrenneinrlehtung 13 umfasst ei Aktorelement 14, welches in axialer Richtung zu der Abtriebsachse ? verschiebbar ist. Beispielsweise ist das Aktorelement 14 als eine Klaue ausgebildet.
In einer Position des Aktorelemeots 14 auf der rechten Seile, wie dies mit der Ziffer 1 gekennzeichnet ist, werden die Hohlrade AH, BN de ersten und zweite Pian©tef stees und B mit der Umgebungskonstruktion Ii drehfest verbanden. In diesem Betriebszustand entspricht der Antriebsstrang 1 funktionell hetrachtet dem Antriebsstrang 1 in der Figur 1 In der Neutraiposltion , wobei das Aktorelement 1.4 mittlg angeordnet Ist, ist das kombinierte Hobirad ÄH, BH frei und der raftfiuss ist geöffnet Auf diese Welse ist der Elektromotor 4 on den Ahtriebswelle 3a; b abgekoppelt. Wird das Aktorelement 14 nach links auf die Position (2) versc ö en, wird das kombinierte Hobirad AH< BN drehfest mit dem Pianatentfäger BT des zwei en Planetensatzes 8 verbunden, sodass die ersten beiden Pte &t@ >s$t£e Ä, B als ein starres System mit der aktbellen Drehzahl des Elektromotors rot eren. In dieser Betriebssteilyng wird ei «: Übersetzung nur über den dritten Ptanetensatz C umgesetzt. Der ste: Ga g i wird beispielsweise zum Anfahren eingesetzt, der zweite Gang 2 wind beispielsweise zur Rekuperatlen und/oder beim Segelbetrieb verwendet Der zweite Gang k:ann auch zur Erreichung v n höheren Fahrgeschwindigkeiten ei ngeseföt wo den .
In der Figur 1 ist eine Abwandlung des Äntnebsstrang 1 aus der Figur 2 dargestellt, wobei die Schalt- und/oder Tr^nne!nr!c tung 13 zwisohen dem zweite Planetensatz B und dem dritten Planetensatz C angeordnet ist. In einer ersten Sehaitsf eilung (1) is das Sonnenrad GS des dritten Planetensatzes C mit dem
Figure imgf000016_0001
zweiten Planetensatzes drehtest gekoppelt, sodass die Übersetzungen des Antriebsstrangs 1 in der Figur 3 wieder de Übersetzung des Ähtnebssfrangs 1 in der Figur 1 entsprechen, sodass auf die dleshezugllehe Beschreibung verwiesen wird. In de Neutraisteilung {H) ist der Kraftflüss zwischen dem zweiten und dem dritten Planetensalz By C geöffnet, sodass die Abtriebswellen 3a, b unabhängig und/oder frei Zti äem Elektromotor 4 rotieren können, im zweien Gang (2) ist der Pianetentrager AT des ersten Planetensatzes Ä drehtest ml! dem. Ssnnenrad CS des dritten Planetensatzes C drehfest gekoppelt, sodass der zweite Planetensafz 8 vom raftfluss ausgespart Ist
Vergleicht man den Äntfiehsstrang 1 der Figu 3 mit dem Äntrlebsstrang 1 der Figur 2, so weist dieser zwei Vorteile auf: In der Neutralste!! ung (N) is nicht nur de Kraftfluss offe : sondern der erste und der zweite Planetensatz A.. S und der Elektromotor 4 stehen still und müssen niehi:!im!tgesohleiff werden. Ferner ist der Überset ungss rung ¥Oru ersten zum zweiten Qmg 1 - 2 günstiger, da in dem ersten Gang drei Planetenstufen und im e t n G ng noc m& Planetenstufen zur Ots rsetzung verwendet werden. Wird zym Beispiel ein Sekfromcforgetnebeabsobnltt § mit Planetensätzen HPLT.~ 3-3- 4 angenommen, betragen bei der Aosfuhrungsfom? i der Figur 3 die Übersetzungen des ersten Ganges M « 36 und des zweiten Ganges L 2 - 4. Der Sprung, die Spreizung* betragt somit 9. Sei der Variante in der Figu 3 ergeben sieh dagegen I ~ 36 und i_2 ~ 12s d s heißt, der Sprung, die Spreizung, liegt bei 3. Somi ist der zweite Sang (2) nicht nur für Rekuperation, senderr auel für ein Fabren bei höherer? Geschwindigkeiten geeignet.
In de Figur 4 Ist ein Integrationshelsglel des Aesfuhrungsbelspiels des Äntnefesstmttgs 1 in eler Figur 2 gezeigt, wobei der Planetenträger der Differenzialeinriabtung 6 ein umlaufende egeiradverzahnun 15 tragt, welche ein Schnittstelle 16 zu einem A!!ernatlynioter 17 bildet. Die Antriebswelle des Alternativmotors 1? Ist senkrecht zu der Abt iebsaehse ? angeordnet, in dieser Ausgestaltung kann das Fahrzeug 1 alternativ durch den Elektromotor 4 oder den Afternativntoior 1? oder durch dies gemeinsam angetrieben werden, Der Drebmomentf uss des Elektrodrebnioments und des ÄSternativdrehmoments des Älternatlvmptors 1? wird im Pianefentriger 9 als Eingang der Differenziaieinnehtang 6 zusammengeführt. Diese Ausföhrungsform kann besonders vorteilhaft bei einem Heekantrieb eines Fahrzeugs eingesetzt erden; wobei der Aifernativmetor 1? In einem vorderen Serescb des Fahrzeugs angeordnet Ist,
In der Figur 6 st eine weitere Alternative für einen Antnebsstrang 1 gezeigt, wobei im Gegensatz zu dem Ausföhrungabetspiet I der Figur 4 die Oifferenbateinnobtung 6 eis ein egelraddiferential auegebildet Ist, Mit dieser Alternative ist besonders einfach ein Vorderradantrieb zu realisieren.
In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsalternative für einen Antnebsstrang 1 gezeigt Der Antnebsstrang 1 ist besonders einfach als Heckantrieb für das Fahrz.aug er etzbar und umfasst neben dem Elektromotor 4 zwei Planetensatze A, B, sowie eine Sehaft-Ifennelnnchtung 13 welche analog m den gleichen. Komponertteri in der f igyr 2 aufgebaut sind, so das diesbezüglich mf die früher Beschreibung; verwiesen wird, Oer Elektrorttöfergethebeahsehnitt 6 umfasst rudern eine Kegelrad Übersetzung C\ die statt des Plwtensa&es C in der Figur 2 di drifte Öbsr«u? g§$!yfö bildet. Di egelradübersefzyng C1 weist ein Öbersetzyngsverftiitnls i > 1 auf und wird durcb ein Kegelrad TS sowie ein den Korb der Dif!eren!ialeinriehtung 8 umlaufende Eingangsverzahnung 19 gebildet. Die Dlfferentiatelnrichtung ist wie in der Figur 5 al ein egeJraddifferenzial ausgebildet. Der P.la-netfößtriger BT des zweiten Planetensatzes B ist in Abgrenzung zu dem Äntflebsstrang 1 in der Figur 2 mit einer Übertragungswelle 20, welche koaxial durch den als eine Hohlwelle ausgebildeten Rotor R verläuft, verbo nde , wobei auf der Übertragungswelle 20 das Kegelrad 18 aufgesetzt ist Auf der dem Kegelrad 18 abge wandten Seile der Übertragungswelle 20 kann ein Altern attvmetor 17 angebunden werden, so dass wieder das Alternatiydrebmoment mit dem Elektron otofdrehrnoment überlagert werden kann. Die Figur 7 zeigt eine Antnebsstrang 1. de .B. besonders gut al Heckantrieb einsetzbar Ist und analog zu dem Antnebsstrang 1 in der Figur 6 aufgebaut ist. m Unterschied zu diesem weist der Antriebsstrang 1 in der Figur ? jedoch die Sohalt-n'rennein chtung 13 aus der Figur 3 auf, wobei das Ak orele n eot 1 drehtest mit der Übertragungswelle 20 verbunden Ist.
In der Figur 8 ist ein Antriebsstrang 1 dargestellt, der beispielsweise als Vorderradantrieb eingesetzt werden kann. Bei diesem Antnebsstrang 1 ist der Rotor B gleichgerichtet, Jedoch parallel versetzt zu den Abtriebsweilen 3 a, b angeordnet, ausgehend von dem Elektromoto 4 wird Elektromotordrehmomenf auf den e sten und nachfolgend auf den zweiten Pianefensatz A, B des Elektrogethebeabsehnit s 5 geleitet. Dieser weist Wie in der Figur 2 Schalt~ Tmnnelnrlcbtung 13 auf, so dass wieder auf die vorgehende Beschreibung verwiesen wird. Den ersten beiden P rÄftsätzen A« B ist eine Sfirnzahnfado ersetzung C" als dritte
Figure imgf000019_0001
nao gesohalfel die mn Ünerseföxmgsverhäiti i>1 aufwei t, Die Stäfnz hn d ubersetzuing C'! umfasst ein kleines: Stirnzahnrad 21 , welches mi einem grölen Stirnzahnrad 22 kämmt. Das klein § Stirnzahnrad 21 ist auf der Übertragungswelle 20 drehfest angeordnet, die mit dam F aneteriräger BT des we ten. Planeterisaföes B verbunden und koaxial zu de Rotor R angeordnet ist. D s grolle Stirnzahnrad 22 Is drehtest mit dem Korb der naehgesehaltetan Differentiajelnriehtyny 8 verbunden-. Durch die Sfirn ahnradübersetzyno. CT wird zum einen die dritte-0 Über^t^ungs«^fe ond zum. anderen der Paraitelversat ischen Rotor R und Abthebsweiien 3 a, h erreicht. In gieleher ls wie in der Figur 5 kann der Aliemativrootor 17 über die als umlaufende Verzahnung des Korbs der Dlfferehzlaloinrichtung δ aysgebiidete Schnittstelle 1S angekoppelt wenden. 5 In der Figur 9 ist eine Variante zu dem Äntnebsstrang: 1 in der Figur 8 gezeigt, wobei die Scbalt~ Trenneinriehtung 13 <e In der Figur 3 ausgeführt
1 Äntneb $fr ng
2 Fahrzeug
Sa, Äbtriebeweiter?
4 Elektromotor
5 Etektfornotörgelneh^afeschnltt
8 Dsfferenziaienn hfyng:
7 Abtnebsachse
8 Bolzen
9 Planaterstfä'ger
10 a, b Pianetenrider
1 la, b Sonnenrader
13 Sch it-ffr nneinflahtung 14 Äkiorelemen!
15 egelradverzahnung
IS Sohni staye
17 Atefnativmotor
18 Kegelrad
19 Eingang efzahnyng
2(3 0 bertr gu ngs el te
21 keines Stirnzahnrad
22 goßes Stirnzahnrad Ä, B, C Pl ate ät e
Rotor
S So nen rad
P Pianetenrider
H Hohlrand:
0 ümgebyngskonstmkfon

Claims

^ai^fitam riiebe
! Anineosstrang (1) für ei Fahrzeug (2) zur Versorgung von § angetriebenen Rädern rn ! einem An nebsdrehmoment, mit einem Elektromotor (4) zur Erzeugung eines Elektrcdrehmements, wobei de Elektromotor (4) als ein Kleinspsnnyngsmoto ausgebildet Ist und 0 mit einem
Figure imgf000021_0001
Iß) zw Übersetzung es Elektrodrshmoments und zur Einspeisung: des Elektrodrehmornents In den Antriebsstrang (1), dadurch gekannzelohnei dass
5
der Elek rornotorgetrie eabsobn ft (§ mindestens m®i Planetensäfm. welche j weil eine Pianetenstwfe (Ä, i) bilden, und eine dritte Öberseizyn sstyfe (G, C\ 0"'} aufweist § 2. Äntrlebssfrang (1) nach Anspruch 1, dad ch gekennzeichnet, dass die drille Ö ersetzyngestufe als eine Kegelradubersetzung (€')■ oder als eine Stim^ehnradöberset ung (C") ausgebildet ist,
3, Antriehsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei yoerse&ongsstyfe als Fiänetensit e (A, B, C ausgebildet sind, welche Jeweils eine Pfanetenstuf bilden,
4, Antdebsstrang (1) nach einem der vorferge enden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine, ei öder drei PlanetensafEe CAS , C) ein Sonnenrad AS, BS, CS) als einen Eingang und einen Stög oder Ptanetenirager (AT, BT> CT) als einen Ausgang aufweisen
5, Antnebsstrang (1) nach einem de vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn echnet, class der Anffiebsstrang (1) e ne Schnittstelle '(1.
8) zu einem Altarnativmotor (17) zur Einkopplung eines Äjternativdrehmemenfs aufweist
5 6. Anthebsstrang (1) nach einem der v rh rge:h@nte Ans rüche, dadureh gekennzeichnet, dass der Eiektromotorgefrieheabse nitt (5) eine Trennköpplung (13) aufweist, welche zur Abkopplung des Elektromotors ausgebildet ist
10 7, Anfhehsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eleklmrnotorgetrieboa sc initt (§ eine Schafteinrlohtung (13) ur Änderung das Öbersetzungsverhaltnisses in dem Eiektrömötorgetriebeabsp nitt (5) aufweis , i'S 8. Antriebsstrang (1) nach & m der vorhergehenden Ansprüch , dadurch gekennzeichnet, dass der Äntnebsstrang (1) eine Diferentialeinrichtun (8) aufweist wehes die Oifferentialeinriehtun irrt Änlhehsstrang (1) dem Etektrom torg tdehee sehnitt (§ nachgesohaltet ist.
20 9, Äntnebsstran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 b s
8, dadurch gekennzeichnet, das de Äntriebesfrang (1) eine Olfferent!aleinrich!ung (8) aufweist, wobei der Drehmomeniiuss des Efektrodrahmoments und des Alternativdmhmemenfs vor oder am Eingang der Diffsfentlaleinrichtyrig (6) zusammengeführt sind,
25
10. Anthehsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass de Antriebsstrang (1) eine ode die Differentiateinrieht ng (0) aufweist, wobei die Differentialeinhc tung {8} eine Abtriehsachse (7) definiert, wobei der Elektromotor (4) und/oder der 30 Eiektromotorgetriebeabscbnitt (5) ko xi l zu der Abtriebsachse (7) angeordnet ist.
11 Antriebssfrang fi). nach einem der verhergebeop-en Ansprüche 6 bis 8, dadurch g ke zeichnet, dass der Äitrselssstrang (1) eine oder di (6) aufweist.: wobei die Diflerentlaieinri hiyng (6) ine
Figure imgf000023_0001
Längswelte dini rt, o e: der Elektromotor |4) yndoder der Efektr m forgotriebea s briitt (S) koaxial zu der Langswelle angeordnet sind.
12. Antne esirang (1) nach einem Ste v ergehe d r* Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Äntnebsstrarsg (1) eine ode die Differer iaeinnohtun (8) aufweist, wobei die Differentialeinnohtung ( ) eine Längswelle definiert wobei der Elektromotor (4) und/oder der Elektromoforgeinobeahsehnift §) koaxial zu einer Achse angeordnet; ist b w sind, die parallel versetzt zu der der Lingswelie () angeordnet ist
13. Antriehsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüc , ausgebildet efg Hackantrieb, Frontantrieb oder Aiiradantrie ,
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