WO2020025628A1 - Drive device for a commercial vehicle, in particular an electric vehicle - Google Patents

Drive device for a commercial vehicle, in particular an electric vehicle Download PDF

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WO2020025628A1
WO2020025628A1 PCT/EP2019/070528 EP2019070528W WO2020025628A1 WO 2020025628 A1 WO2020025628 A1 WO 2020025628A1 EP 2019070528 W EP2019070528 W EP 2019070528W WO 2020025628 A1 WO2020025628 A1 WO 2020025628A1
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drive
drive device
vehicle
electric motor
gear
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PCT/EP2019/070528
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Oliver Kaefer
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Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B60K17/046—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel with planetary gearing having orbital motion

Definitions

  • the present invention relates to a drive device for a commercial vehicle, in particular an electric vehicle.
  • Electric vehicles in which an electric motor is used to drive the vehicle, are becoming increasingly important due to the increasingly strict exhaust gas guidelines.
  • Electric vehicle is coupled.
  • the background of the invention is that various drive devices for electrifying the car are already available for cars. However, there is now a need to electrify commercial vehicles as well. Due to the low number of commercial vehicles compared to cars, it is currently not possible to develop the drive devices for commercial vehicles to cover costs.
  • the drive device for a commercial vehicle comprises a passenger vehicle drive unit which comprises an electric motor for generating a torque, a drive axle, by means of which the torque of the electric motor can be transmitted to drive wheels, and a first transmission, which is arranged between the electric motor and drive axle, and one second gear, which is arranged between the drive axle and drive wheel.
  • a commercial vehicle in the sense of the invention is understood to be a vehicle which has a significantly higher overall weight than one
  • Passenger vehicles existing passenger vehicle drive unit can be used without having to develop such a drive unit for the commercial vehicle. As a result, the electrification of commercial vehicles can be carried out economically and for the foreseeable future.
  • the second transmission provides a higher torque required for the commercial vehicle.
  • the commercial vehicle has a total weight of greater than 2.8 t. Such a mass enables a required drive torque of a commercial vehicle to be compared to one
  • Passenger car drive unit can not be taken over easily.
  • the electric motor and the first transmission are designed for a passenger vehicle with a total weight of less than or equal to 2.8 t. This has the advantage that an ordinary, already existing passenger vehicle drive unit can be taken over. This enables the electrification of a commercial vehicle in a simple and economical manner.
  • the second transmission advantageously has a transmission ratio of greater than 1. Such a transmission ratio enables the drive torque available on the drive wheels to be increased, so that the increased drive torque required for a commercial vehicle can be provided when starting off.
  • the second transmission preferably has a transmission ratio of 2. With such a transmission ratio, a drive torque can be achieved which is twice as high as the drive torque coming from the drive shaft. Such drive torque is usually in a range required for a commercial vehicle.
  • the second transmission is preferably a wheel hub transmission.
  • Such a transmission can be easily provided, so that an increase in torque can be achieved in a simple and economical manner.
  • the wheel hub gear is particularly preferably a planetary gear.
  • These gears have the advantage that they are used in a variety of ways and therefore there is a large selection, so that the use of planetary gears is inexpensive. A drive device with a planetary gear can thus be manufactured economically.
  • the electric motor is parallel to
  • the axis of rotation of the electric motor is thus parallel to the drive axis, so that the electric motor can be aligned along the drive axis.
  • the electric motor can be arranged in a very space-saving manner.
  • such an arrangement has a good one
  • a commercial vehicle with the drive device according to the invention is also proposed. As a result, a commercial vehicle can be provided which has the advantages of such a drive device.
  • Figure 1 is a first embodiment of an inventive
  • the drive device 10 shown.
  • the drive device 10 comprises one
  • Electric motor 18 designed for passenger vehicles, which interacts with a first gear 22 of passenger vehicle drive unit 14.
  • the passenger vehicle drive unit 14 additionally comprises a drive axle 26, via which a torque applied by the first transmission 22 can be transmitted to drive wheels 30.
  • the drive device 10 comprises a second gear 34 in the form of a wheel hub gear, which is arranged in each case between the drive axle 26 and drive wheels 30.
  • the exemplary embodiment is special in that the electric motor 18 is arranged parallel to the drive axis 26.
  • This exemplary embodiment differs in particular from the first exemplary embodiment in that the
  • Electric motor 18 is arranged orthogonally to the drive axis 26.
  • FIG. 3 shows a representation of the torque requirement M of a commercial vehicle 38 and a passenger vehicle 42.
  • the commercial vehicle 38 has a significantly higher one, particularly when starting off

Abstract

The invention relates to a drive device (10) for a commercial vehicle and to a commercial vehicle having such a drive device (10). The drive device (10) here comprises a passenger car drive unit (14) which comprises an electric motor (18), for generating a torque, a drive axis (26) by means of which the torque of the electric motor (18) is transmissible to drive wheels (30), and a first transmission (22) which is arranged between the electric motor (18) and the drive axle (26), and a second transmission (34) which is arranged between the drive axle (26) and the drive wheel (30).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Antriebsvorrichtunq für ein Nutzfahrzeuq, insbesondere ein Elektrofahrzeug  Drive device for a commercial vehicle, in particular an electric vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug. The present invention relates to a drive device for a commercial vehicle, in particular an electric vehicle.
Elektrofahrzeuge, bei welchen ein Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeuges dient, gewinnen aufgrund der strenger werdenden Abgasrichtlinien immer mehr an Bedeutung. Um diese Richtlinien auch in Zukunft erfüllen zu können gehen die Bestrebungen dahin, auch Nutzfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge mit einem Gesamtgewicht von größer 2,8t, zu elektrifizieren. Electric vehicles, in which an electric motor is used to drive the vehicle, are becoming increasingly important due to the increasingly strict exhaust gas guidelines. In order to be able to meet these guidelines in the future as well, efforts are being made to electrify commercial vehicles, in particular commercial vehicles with a total weight of more than 2.8 tons.
Stand der Technik State of the art
Aus der WO 2013/177783 Al ist ein Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor als Antriebsmaschine und einem Zweiganggetriebe bekannt, wobei ein From WO 2013/177783 A1, an electric vehicle with an electric motor as a drive machine and a two-speed gearbox is known, whereby a
Planetenträger des Zweiganggetriebes mit mindestens einem Rad des Planet carrier of the two-speed transmission with at least one wheel of the
Elektrofahrzeugs gekoppelt ist. Electric vehicle is coupled.
Hintergrund der Erfindung ist, dass für PKW verschiedene Antriebsvorrichtungen zur Elektrifizierung des PKWs bereits vorhanden sind. Inzwischen besteht jedoch ein Bedürfnis auch Nutzfahrzeuge zu elektrifizieren. Aufgrund der niedrigen Stückzahl an Nutzfahrzeugen im Vergleich zu PKWs ist eine kostendeckende Entwicklung der Antriebsvorrichtungen für Nutzfahrzeuge derzeit nicht möglich. The background of the invention is that various drive devices for electrifying the car are already available for cars. However, there is now a need to electrify commercial vehicles as well. Due to the low number of commercial vehicles compared to cars, it is currently not possible to develop the drive devices for commercial vehicles to cover costs.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für Nutzfahrzeuge anzugeben, mit welcher eine Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen auf wirtschaftliche Weise möglich ist. Offenbarung der Erfindung It is therefore the object of the present invention to provide a drive device for commercial vehicles with which the electrification of commercial vehicles is possible in an economical manner. Disclosure of the invention
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich eines Nutzfahrzeuges, welches eine solche The object is achieved on the basis of a drive device according to claim 1. With regard to a commercial vehicle, which such
Antriebsvorrichtung verwendet wird auf Anspruch 9 verwiesen. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Drive device used is referred to claim 9. The dependent claims, which refer back in each case, represent advantageous developments of the invention.
Die Antriebsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug nach der Erfindung umfasst eine Personenkraftfahrzeugantriebseinheit die einen Elektromotor, zum Erzeugen eines Drehmomentes, eine Antriebsachse, mittels welcher das Drehmoment des Elektromotors auf Antriebsräder übertragbar ist, und ein erstes Getriebe, welches zwischen Elektromotor und Antriebsachse angeordnet ist umfasst, und ein zweites Getriebe, welches zwischen Antriebsachse und Antriebsrad angeordnet ist. The drive device for a commercial vehicle according to the invention comprises a passenger vehicle drive unit which comprises an electric motor for generating a torque, a drive axle, by means of which the torque of the electric motor can be transmitted to drive wheels, and a first transmission, which is arranged between the electric motor and drive axle, and one second gear, which is arranged between the drive axle and drive wheel.
Als Nutzfahrzeug im Sinne der Erfindung wird hierbei ein Fahrzeug verstanden, welches ein deutlich höheres Gesamtgewicht aufweist als ein A commercial vehicle in the sense of the invention is understood to be a vehicle which has a significantly higher overall weight than one
Personenkraftfahrzeug. Passenger vehicle.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass für das Nutzfahrzeug bereits für The invention has the advantage that already for the commercial vehicle
Personenkraftfahrzeuge bestehende Personenkraftfahrzeugantriebseinheit verwendet werden können, ohne dass einen solche Antriebseinheit für das Nutzfahrzeug entwickelt werden muss. Dadurch kann eine Elektrifizierung der Nutzfahrzeuge auf wirtschaftliche Weise und auf absehbare Zeit durchgeführt werden. Durch das zweite Getriebe wird ein für das Nutzfahrzeug benötigtes höheres Drehmoment bereitgestellt. Passenger vehicles existing passenger vehicle drive unit can be used without having to develop such a drive unit for the commercial vehicle. As a result, the electrification of commercial vehicles can be carried out economically and for the foreseeable future. The second transmission provides a higher torque required for the commercial vehicle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Nutzfahrzeug ein Gesamtgewicht von größer 2,8t auf. Durch eine solche Masse ist ein benötigtes Antriebsdrehmoment eines Nutzfahrzeuges verglichen zu einem In a preferred embodiment of the invention, the commercial vehicle has a total weight of greater than 2.8 t. Such a mass enables a required drive torque of a commercial vehicle to be compared to one
Antriebsdrehmoment eines Personenkraftfahrzeuges deutlich höher. Dies gilt insbesondere beim Anfahren am Berg. Eine gewöhnliche Driving torque of a passenger car significantly higher. This applies in particular when starting off on a mountain. An ordinary one
Personenkraftfahrzeugantriebseinheit kann dadurch nicht ohne weiteres übernommen werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Elektromotor und das erste Getriebe für ein Personenkraftfahrzeug mit einem Gesamtgewicht kleiner gleich 2,8t ausgelegt. Dies hat den Vorteil, dass eine gewöhnliche, bereits vorhandene Personenkraftfahrzeugantriebseinheit übernommen werden kann. Dadurch ist eine Elektrifizierung eines Nutzfahrzeuges auf einfache und wirtschaftliche Weise möglich. Passenger car drive unit can not be taken over easily. In a preferred embodiment of the invention, the electric motor and the first transmission are designed for a passenger vehicle with a total weight of less than or equal to 2.8 t. This has the advantage that an ordinary, already existing passenger vehicle drive unit can be taken over. This enables the electrification of a commercial vehicle in a simple and economical manner.
Vorteilhafterweise weist das zweite Getriebe ein Übersetzungsverhältnis von größer 1 auf. Durch ein solches Übersetzungsverhältnis kann das an den Antriebsrädern zu Verfügung stehende Antriebsdrehmoment erhöht werden, so dass das für ein Nutzfahrzeug benötigte erhöhte Antriebsdrehmoment beim Anfahren bereitgestellt werden kann. The second transmission advantageously has a transmission ratio of greater than 1. Such a transmission ratio enables the drive torque available on the drive wheels to be increased, so that the increased drive torque required for a commercial vehicle can be provided when starting off.
Das zweite Getriebe weist vorzugsweise ein Übersetzungsverhältnis von 2 auf. Bei einem solchen Übersetzungsverhältnis kann ein Antriebsdrehmoment erzielt werden, welches doppelt so hoch ist, wie das von der Antriebswelle eingehende Antriebsdrehmoment. Ein solches Antriebsdrehmoment liegt gewöhnlich in einem für ein Nutzfahrzeug benötigten Bereich. The second transmission preferably has a transmission ratio of 2. With such a transmission ratio, a drive torque can be achieved which is twice as high as the drive torque coming from the drive shaft. Such drive torque is usually in a range required for a commercial vehicle.
Vorzugsweise ist das zweite Getriebe ein Radnabengetriebe. Ein solches Getriebe lässt sich einfach vorsehen, so dass auf einfache und wirtschaftliche Weise eine Erhöhung des Drehmomentes erzielt werden kann. The second transmission is preferably a wheel hub transmission. Such a transmission can be easily provided, so that an increase in torque can be achieved in a simple and economical manner.
Besonders bevorzugt ist das Radnabengetriebe ein Planetengetriebe. Diese Getriebe haben den Vorteil, dass sie vielfältig eingesetzt werden und daher eine große Auswahl daran besteht, so dass die Verwendung von Planetengetrieben kostengünstig ist. Eine Antriebsvorrichtung mit einem Planetengetriebe kann somit wirtschaftlich hergestellt werden. The wheel hub gear is particularly preferably a planetary gear. These gears have the advantage that they are used in a variety of ways and therefore there is a large selection, so that the use of planetary gears is inexpensive. A drive device with a planetary gear can thus be manufactured economically.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromotor parallel zur In a development of the invention, the electric motor is parallel to
Antriebsachse angeordnet. Die Rotationsachse des Elektromotors ist somit parallel zu Antriebsachse, so dass der Elektromotor entlang der Antriebsachse ausgerichtet werden kann. Dadurch ist der Elektromotor sehr platzsparend anordenbar. Zudem weist eine solche Anordnung einen guten Drive axis arranged. The axis of rotation of the electric motor is thus parallel to the drive axis, so that the electric motor can be aligned along the drive axis. As a result, the electric motor can be arranged in a very space-saving manner. In addition, such an arrangement has a good one
Gesamtwirkungsgrad auf. Es wird auch ein Nutzfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann ein Nutzfahrzeug bereitgestellt werden, welches die Vorteile einer solchen Antriebsvorrichtung aufweist. Overall efficiency. A commercial vehicle with the drive device according to the invention is also proposed. As a result, a commercial vehicle can be provided which has the advantages of such a drive device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows:
Figur 1 Erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Figure 1 First embodiment of an inventive
Antriebsvorrichtung,  Driving device
Figur 2 Zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Figure 2 Second embodiment of an inventive
Antriebsvorrichtung, und  Drive device, and
Figur 3 Darstellung eines Momentenbedarfs eines Nutzfahrzeuges und eines Figure 3 representation of a torque requirement of a commercial vehicle and one
Personenkraftfahrzeuges.  Passenger vehicle.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen In Figure 1 is a first embodiment of an inventive
Antriebsvorrichtung 10 gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Drive device 10 shown. The drive device 10 comprises one
Personenkraftfahrzeugantriebseinheit 14 mit einem auf ein Passenger car drive unit 14 with one on one
Personenkraftfahrzeug ausgelegten Elektromotor 18, welcher mit einem ersten Getriebe 22 der Personenkraftfahrzeugantriebseinheit 14 zusammenwirkt. Die Personenkraftfahrzeugantriebseinheit 14 umfasst zusätzlich eine Antriebsachse 26, über welche ein von dem ersten Getriebe 22 aufgebrachtes Drehmoment an Antriebsräder 30 übertragbar ist. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst ein zweites Getriebe 34 in Form eines Radnabengetriebes, welches jeweils zwischen der Antriebsachse 26 und Antriebsrädern 30 angeordnet ist. In dem ersten Electric motor 18 designed for passenger vehicles, which interacts with a first gear 22 of passenger vehicle drive unit 14. The passenger vehicle drive unit 14 additionally comprises a drive axle 26, via which a torque applied by the first transmission 22 can be transmitted to drive wheels 30. The drive device 10 comprises a second gear 34 in the form of a wheel hub gear, which is arranged in each case between the drive axle 26 and drive wheels 30. In the first
Ausführungsbeispiel ist besonders, dass der Elektromotor 18 parallel zu der Antriebsachse 26 angeordnet ist. The exemplary embodiment is special in that the electric motor 18 is arranged parallel to the drive axis 26.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen In Figure 2 is a second embodiment of an inventive
Antriebsvorrichtung 10 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem ersten Ausführungsbeispiel, dass der Drive device 10 shown. This exemplary embodiment differs in particular from the first exemplary embodiment in that the
Elektromotor 18 orthogonal zu der Antriebsachse 26 angeordnet ist. Electric motor 18 is arranged orthogonally to the drive axis 26.
Entsprechend kommt es durch diese Anordnung auch zu einer zu dem ersten Ausführungsbeispiel verschiedenen Anordnung des ersten Getriebes 22. Figur 3 zeigt eine Darstellung des Momentenbedarfs M eines Nutzfahrzeuges 38 und eines Personenkraftfahrzeuges 42. In dieser Figur wird deutlich, dass das Nutzfahrzeug 38 insbesondere beim Anfahren ein deutlich höheres Correspondingly, this arrangement also results in an arrangement of the first transmission 22 that differs from the first exemplary embodiment. FIG. 3 shows a representation of the torque requirement M of a commercial vehicle 38 and a passenger vehicle 42. In this figure it is clear that the commercial vehicle 38 has a significantly higher one, particularly when starting off
Antriebsmoment benötigt. Mit zunehmender Geschwindigkeit v nähert sich das benötigte Antriebsmoment des Nutzfahrzeuges 38 jedoch dem Antriebsmoment des Personenkraftfahrzeugs 42 an. Drive torque required. As the speed v increases, however, the drive torque of the utility vehicle 38 approaches the drive torque of the passenger vehicle 42.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Antriebsvorrichtung (10) für ein Nutzfahrzeug, insbesondere ein 1. Drive device (10) for a commercial vehicle, in particular a
Elektrofahrzeug, wobei die Antriebsvorrichtung (10) umfasst:  Electric vehicle, the drive device (10) comprising:
eine Personenkraftfahrzeugantriebseinheit (14) umfassend:  a passenger vehicle drive unit (14) comprising:
einen Elektromotor (18), zum Erzeugen eines Drehmomentes, eine Antriebsachse (26), mittels welcher das Drehmoment des Elektromotors (18) auf Antriebsräder (30) übertragbar ist, und ein erstes Getriebe (22), welches zwischen Elektromotor (18) und Antriebsachse (26) angeordnet ist, und  an electric motor (18) for generating a torque, a drive axle (26), by means of which the torque of the electric motor (18) can be transmitted to drive wheels (30), and a first gear (22), which is located between the electric motor (18) and the drive axle (26) is arranged, and
ein zweites Getriebe (34), welches zwischen Antriebsachse (26) und Antriebsrad (30) angeordnet ist.  a second gear (34) which is arranged between the drive axle (26) and drive wheel (30).
2. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzfahrzeug ein Gesamtgewicht von größer 2,8t aufweist. 2. Drive device (10) according to claim 1, characterized in that the commercial vehicle has a total weight of greater than 2.8t.
3. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3. Drive device (10) according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass der Elektromotor (18) und das erste Getriebe (22) für ein Personenkraftfahrzeug mit einem Gesamtgewicht kleiner gleich 2,8t ausgelegt sind.  characterized in that the electric motor (18) and the first transmission (22) are designed for a passenger car with a total weight of less than or equal to 2.8 t.
4. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebe (34) ein Übersetzungsverhältnis von größer 1 aufweist. 4. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear (34) has a transmission ratio of greater than 1.
5. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebe (34) ein Übersetzungsverhältnis von 2 aufweist. 5. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear (34) has a transmission ratio of 2.
6. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebe (34) ein Radnabengetriebe ist. 6. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear (34) is a wheel hub gear.
7. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Radnabengetriebe ein Planetengetriebe ist. 7. Drive device (10) according to claim 6, characterized in that the wheel hub gear is a planetary gear.
8. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (18) parallel zur Antriebsachse (26) angeordnet ist. 8. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (18) is arranged parallel to the drive axis (26).
9. Nutzfahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche. 9. Commercial vehicle with a drive device (10) according to one of the preceding claims.
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