WO2023099442A1 - Antriebssystem für ein fahrzeug und fahrzeug mit dem antriebssystem - Google Patents

Antriebssystem für ein fahrzeug und fahrzeug mit dem antriebssystem Download PDF

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WO2023099442A1
WO2023099442A1 PCT/EP2022/083594 EP2022083594W WO2023099442A1 WO 2023099442 A1 WO2023099442 A1 WO 2023099442A1 EP 2022083594 W EP2022083594 W EP 2022083594W WO 2023099442 A1 WO2023099442 A1 WO 2023099442A1
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drive
drive system
vehicle
brake
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PCT/EP2022/083594
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Matthias MÜLLER-LINKOWITSCH
Daniel Martin
Christian Sibla
Wolfgang Barth
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle

Definitions

  • the invention relates to a drive system for a vehicle, in which the wheel and the service brake can be decoupled from a drive by one or more separating devices.
  • the performance of electric or hybrid vehicles should be increased in particular by better linking synergy effects between the service brake system and the drive system using energy recovery (recuperation braking) in order to recharge the energy storage device (battery) or to convert excess thermal energy from the drive and brake system or use it for heating.
  • a service brake in a car is no longer mechanically connected, primarily because of the additional functionalities such as ESP (electronic stability program), ASR (traction control), ABS (anti-lock braking system), etc. but is controlled by the brake pedal by means of electronically controlled pumps, the service brake system is also for pure electric cars still strictly separate from the electric drive system and connected to the peripheral braking devices (air-cooled disc brakes) on the vehicle's wheels via hydraulic braking circuits.
  • ESP electronic stability program
  • ASR traction control
  • ABS anti-lock braking system
  • a service brake system is used in electrically driven vehicles with at least one electric drive axle, which has a fluid-cooled wet brake for each wheel.
  • a drive system for a vehicle that includes a differential gear, two wet-running service brakes and two wheels.
  • An electric drive is connected via a transmission gear to an input of the differential gear and the wheels are each connected to an output of the differential gear via one of the two wet-running service brakes, with one or more separating devices being present between the electric drive and at least one of the wet-running service brakes.
  • An advantageous further development of the invention consists in arranging one separating device between one of the two outlets and one of the two drive wheels or one of the several separating devices between one of the two outlets and one of the two drive wheels. In this way, the transmission gear and the electric drive are decoupled so that drag losses can be minimized.
  • Advantageous developments of the invention also consist in arranging one separating device either between the transmission gear and the differential gear, integrating one separating device in the transmission gear or arranging one separating device between the electric drive and the transmission gear. In this way, only a single isolating device needs to be present in order to be able to uncouple all subsequent elements of the drive system, which enables a compact and cost-effective design.
  • Another advantageous embodiment consists in the one or the two separating devices and at least one of the two wet-running service brakes being arranged in a common housing, so that they share an oil space or at least an oil supply. This increases the ease of maintenance of a vehicle provided with such a drive system and makes it possible to control the heat balance of all components centrally and to use the heat input to generate energy or to heat the vehicle.
  • a drive system for a vehicle with two electric drives, two wet-running service brakes, two transmission gears and two wheels, each wheel being connected to an electric drive by means of a transmission gear and a service brake with one of two wet-running service brakes and each connected by means of a transmission to one of two wheels.
  • the respective separating device is arranged between the electric drive and the wet-running service brake.
  • the separating device is located at a point in the drive system where the speeds are lower, so that decoupling and coupling is easier, but still allows the respective wheel to be braked.
  • the separating device, the transmission gear, the electric drive and the wet-running service brake are located on each wheel in a common housing, so that they share an oil space or at least an oil supply. This enables the heat balance of all components to be controlled centrally and the heat input to be used to generate energy or to heat the vehicle.
  • An advantageous embodiment which is suitable for both variants of the drive system, includes that the wet-running service brake includes, in addition to the service brake, a parking brake that locks a wheel located on it. In this way, the vehicle can be identified regardless of the status of one or the two separators.
  • a parking brake is integrated into the wet-running service brake, which is otherwise configured as a service brake.
  • the wet-running service brake includes an actuator between a service brake area, within which it is connected to the service brake, a parking area, in which it is connected to the parking brake, and a neutral area, which is located between the service brake area and the parking area is located and in which the actuator is connected neither to the service brake nor to the parking brake, is adjustable. In this way, the vehicle can be locked in a particularly compact manner.
  • the object is also achieved by a vehicle with at least one of the drive systems just described.
  • the drive system can be designed on a secondary axle, while another primary axle located on the vehicle is present without a separating device. This gives a high degree of flexibility when using the vehicle, since it is possible to switch between all-wheel drive and single-axle drive. Furthermore, drag losses of the non-driven secondary axle are reduced.
  • recuperation can be optimized or, in the event of emergency operation, it can be used as the sole drive axle. Is a separator on each drive axle of the vehicle, a complete decoupling of the drives is made possible, so that the vehicle can roll with almost no drag losses.
  • Fig. 2 is a circuit diagram of a drive system of an alternative solution
  • FIG. 3 circuit diagram of a drive system with parking brake. 1 shows a vehicle which has a drive train with a drive system according to the invention.
  • the vehicle includes a drive axle 16, which is formed from a differential gear 3, two wet-running service brakes 4 and two wheels 5. Between the drive axle 16 and the electric drive 1 there is a transmission gear 2 via which the electric drive 1 is connected to an input of the differential gear 3 .
  • the wheels 5 are each connected to an output of the differential gear 3 via one of the two wet-running service brakes 4 .
  • one or more separating devices 8 are provided between the electric drive 1 and the wet-running service brakes 4 .
  • These can be friction clutches or a form-fitting clutch, for example a claw clutch, as is widely known from the prior art. Depending on the structure of the vehicle, it can make sense to attach the one or more separating devices 8 to different positions P1 to P5.
  • a separating device 8 can be installed at positions P4 and P5, i.e. between one of the two outputs of the differential gear 3 and one of the two wet-running service brakes 4, or one of the several separating devices 8 between one of the two Outputs of the differential gear 3 and one of the two wet service brakes 4 can be arranged. In this way, the connection between the drive axle 16 and the transmission gear 2 as well as the electric drive 1 can be released, so that drag losses occurring there due to friction or otherwise can be avoided during towed operation.
  • the separating device 8 is located at position P3, i.e. between the transmission gear 2 and the differential gear 3, at position P2, in which the separating device 8 is integrated into the transmission gear 2, or at position P1, and thus between the electric drive 1 and the Transmission gear 2. Drag losses can also be reduced in this way, since at least the electric drive 1 is decoupled in towed operation. It is advantageous here that only a single separating device 8 has to be present.
  • Such a drive system can be provided on a drive axle 16 in a vehicle, while no separating device 8 is present on a further axle 15 .
  • the drive axle 16 is referred to as the secondary axle, the other axle 15 as the primary axle.
  • axle shown here as the rear drive axle 16 and the additional front axle 15 can also be interchanged, ie the drive axle 16 is located at the front and the additional drive axle at the rear of the vehicle.
  • a drive system as described above can be present both on the drive axle 16 and on the additional axle 15.
  • each wheel 5 is driven by its own electric drive 1 .
  • Such a system is shown in FIG. 2 and includes two electric drives 1 which are each connected to one of two wet-running service brakes 4 and each to one of two wheels 5 by means of a transmission gear 2 .
  • a separating device 8 for each wheel 5 is arranged here between the electric drive 1 and the wet-running service brake 4 .
  • the alternative drive system can be placed in the vehicle in place of the drive axle 16 .
  • the electric drive 1, the wet-running service brake 4, the transmission gear 2 and the separating device 8 are located in a common housing 9 and thus share an oil space or an oil supply.
  • this is not limited to the alternative form of the drive system, but can also be applied to the first described variant of the drive system.
  • the separating device 8, when it is at positions P4 or P5, to be combined with the respective wet-running service brake 4 and optionally with other components located on the drive system in a housing 9, so that they have an oil chamber or a share oil budget.
  • the wet-running service brake 4 can be expanded to include a parking brake 11, so that a Braking system is formed.
  • a braking system consisting of a wet-running service brake 4, an actuator 10 and a parking brake 11 on just one side of the drive axle 16, with a parking brake 11 naturally also being able to be arranged on both sides .
  • the actuator 10 fulfills a dual function here, since it triggers both the parking brake 11 and the wet-running service brake 4 .
  • the parking brake 11 works via a form fit so that it is able to block the wheel 5 .
  • a wide variety of designs can be found in the prior art, such as parking brakes 11, which produce a form fit by means of claws, pistons, bayonet or crown teeth.
  • the parking brake 11 can be triggered via the actuator 10, wherein the parking brake 11 can be provided as a separate component, or the actuator 10 itself works as part of the parking brake 11 by creating a form fit with a brake housing, not shown.
  • the actuator 10 is therefore between a service brake range, within which it is connected to the wet-running service brake 4, a parking range, in which it is connected to the parking brake 11, and a neutral range, which is located between the service brake range and the parking range and in which the actuator 10 is neither connected to the wet-running service brake 4 nor to the parking brake 11, adjustable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, das eine Antriebsachse (16) mit Differentialgetriebe (3), zwei nasslaufenden Betriebsbremsen (4), zwei Rädern (5) umfasst. Eine elektrische Antriebseinheit (1) ist über ein Übersetzungsgetriebe (2) mit dem Differentialgetriebe (3) verbunden und treibt die Antriebsachse (16) an. Dabei sind eine oder mehrere Trennvorrichtungen (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (1) und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen (4) vorhanden. Ein alternativer Antriebsstrang weist jeweils zwei elektrische Antriebe (1), Übersetzungsgetriebe (2), Räder (5) und nasslaufende Betriebsbremsen (4) auf. Die Trennvorrichtungen (8) befinden sich dabei zwischen dem jeweiligen elektrischen Antrieb (1) und jeweiligen dem Rad (5.) Die eine oder mehrere Trennvorrichtungen (8) erlauben ein Entkoppeln von Komponenten zur Reduktion von Schleppverlusten.

Description

ANTRIEBSSYSTEM FÜR EIN FAHRZEUG UND FAHRZEUG MIT DEM ANTRIEBSSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, bei der durch eine oder mehrere Trennvorrichtungen ein Abkoppeln des Rads und der Betriebsbremse von einem Antrieb ermöglicht.
Aktuell ist der Stand der Technik des Betriebsbremssystems bei Fahrzeugen unab- hängig vom Antriebskonzept (Elektro-, Hybrid- oder Verbrennungsantrieb) eine rad- nahe, luftgekühlte Scheibenbremse für jedes Rad. Dies ist auch für Elektrofahrzeuge die immer noch vorherrschende Art der Betriebsbremse, welche autark vom Antriebs- konzept funktioniert. Nachteile dieses Betriebsbremssystems sind Luftkühlung, Feinstaubbelastung, Wartungsaufwand, Einfluss auf Fahrzeuggeometrie, Schlepp- verluste etc.
Für Elektro- oder Hybridfahrzeuge ist die Luftkühlung der Scheibenbremse mit den dadurch begünstigten Nebeneffekten von reibungsbedingtem Verschleiß nebst Feinstaubemission, reibungs- und witterungsbedingt hohem Wartungsbedarf sowie Beschränkungen des Fahrzeugdesigns aufgrund von notwendigen Lüftungskanälen ein sehr vorrangiges Problem für die beabsichtigte Umweltfreundlichkeit des Fahr- zeugs.
Außerdem sollen Elektro- oder Hybridfahrzeuge vor allem in der Leistungsfähigkeit gesteigert werden, indem Synergieeffekte zwischen Betriebsbremssystem und An- triebssystem unter Ausnutzung der Energierückgewinnung (Rekuperationsbremsung) besser verknüpft werden, um den Energiespeicher (Akku) nachzuladen oder aber überschüssige Wärmeenergie aus Antriebs- und Bremssystem umzuwandeln oder für Heizzwecke zu nutzen.
Obwohl es heutzutage Stand der Technik ist, dass eine Betriebsbremse im Pkw vor allem wegen der Zusatzfunktionalitäten, wie ESP (elektronisches Stabilitäts-Pro- gramm), ASR (Antischlupfregelung), ABS (Antiblockiersystem) etc., nicht mehr mit- tels mechanischer Verbindung, sondern mittels elektronisch gesteuerter Pumpen vom Bremspedal gesteuert wird, ist das Betriebsbremssystem auch für reine E-Autos immer noch strikt getrennt vom elektrischen Antriebssystem und mit den peripheren Bremseinrichtungen (luftgekühlte Scheibenbremsen) an den Rädern des Fahrzeugs über hydraulische Bremskreise verbunden.
Bei aus der Praxis bekannten Lösungen wird in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen mit mindestens einer elektrischen Antriebsachse ein Betriebsbremssystem verwen- det das je Rad eine fluidgekühlte Nassbremse aufweist.
Solche, im Stand der Technik bekannte Lösungen weisen jedoch Schleppverluste an Lagern, Übersetzung sowie durch Magnetfeldverluste der E-Maschine auf, welche besonders im geschleppten Betrieb, wenn der Pkw rollt, ohne beschleunigt zu wer- den, eine unerwünschte Bremsung bewirken. Insbesondere, wenn eine Rekupera- tion, zum Beispiel bei bereits vollgeladener Batterie, nicht erwünscht ist, kommt es so zu einer ungewollten Bremsung des Fahrzeugs.
Es ist daher Aufgabe, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit nasslaufender Bremse derart auszugestalten, dass die Schleppverluste minimiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem für ein Fahrzeug gelöst, das ein Diffe- renzialgetriebe, zwei nasslaufenden Betriebsbremsen und zwei Räder umfasst. Ein elektrischer Antrieb steht dabei über ein Übersetzungsgetriebe mit einem Eingang des Differenzialgetriebes und die Räder jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes in Verbindung, wobei eine oder mehrere Trennvorrichtungen zwischen dem elektrischen Antrieb und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen vorhanden sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die eine Trennvorrichtung zwischen einem der beiden Ausgänge und einem der beiden Antriebsräder oder je- weils eine der mehreren Trennvorrichtungen zwischen einem der beiden Ausgänge und einem der beiden Antriebsräder anzuordnen. Auf diese Weise werden das Über- setzungsgetriebe wie auch der elektrische Antrieb entkoppelt, so dass die Schlepp- verluste minimiert werden können. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bestehen weiterhin darin, die eine Trenn- vorrichtung entweder zwischen dem Übersetzungsgetriebe und dem Differenzialge- triebe anzuordnen, die eine Trennvorrichtung in das Übersetzungsgetriebe zu integ- rieren oder die eine Trennvorrichtung zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Übersetzungsgetriebe anzuordnen. Auf diese Weise muss nur eine einzige Trennvor- richtung vorhanden sein, um alle folgenden Elemente des Antriebssystems abkop- peln zu können, was eine kompakte und kostengünstige Ausführung ermöglicht.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, die eine oder die zwei Trenn- vorrichtungen und mindestens eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen in ei- nem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, so dass sie sich einen Ölraum oder zumindest einen Ölhaushalt teilen. So wird die Wartungsfreundlichkeit eines mit ei- nes solchen Antriebssystems versehenen Fahrzeugs erhöht sowie ermöglicht, den Wärmehaushalt aller Bauteile zentral zu steuern und den Wärmeeintrag zur Energie- gewinnung oder Heizung des Fahrzeugs zu verwenden.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit zwei elektri- schen Antrieben, zwei nasslaufende Betriebsbremsen, zwei Übersetzungsgetriebe und zwei Räder, wobei jedes Rad jeweils mittels eines Übersetzungsgetriebes und einer Betriebsbremse mit einem elektrischen Antrieb verbunden ist, gelöst, die je- weils mit einer von zwei nasslaufenden Betriebsbremsen und jeweils mittels eines Übersetzungsgetriebes mit einem von zwei Rädern verbunden sind. Dabei ist jeweils eine Trennvorrichtung zwischen jedem elektrischen Antrieb und dem jeweiligen Rad vorhanden. Das zugrundeliegende Prinzip des Einsatzes einer Trennvorrichtung kann problemlos auf ein zentrales Antriebssystem, bei dem jedes Rad individuell an- getrieben wird, angewendet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines solchen Antriebssystem wird die jeweilige Trennvorrichtung zwischen dem elektrischen Antrieb und der nasslaufenden Be- triebsbremse angeordnet. Die Trennvorrichtung befindet sich so an einer Stelle des Antriebssystems, an der die Drehzahlen geringer sind, so dass das Ab- und Ankop- peln erleichtert wird, erlaubt aber weiterhin ein Abbremsen des jeweiligen Rads. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung befinden sich an jedem Rad die Trenn- vorrichtung, das Übersetzungsgetriebe, der elektrische Antrieb und die nasslaufende Betriebsbremse in einem gemeinsamen Gehäuse, so dass sie sich einen Ölraum oder zumindest einen Ölhaushalt teilen. Dies ermöglicht, den Wärmehaushalt aller Bauteile zentral zu steuern und den Wärmeeintrag zur Energiegewinnung oder Hei- zung des Fahrzeugs zu verwenden.
Eine Vorteilhafte Ausgestaltung, welche für beide Varianten des Antriebssystems ge- eignet ist, beinhaltet, dass die nasslaufende Betriebsbremse neben der Betriebs- bremse eine Feststellbremse umfasst, die ein an ihr befindliches Rad feststellt. So kann das Fahrzeug unabhängig vom Zustand der einen oder der zwei Trennvorrich- tungen festgestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Feststellbremse in die an- sonsten als eine Betriebsbremse ausgestaltete nasslaufende Betriebsbremse inte- griert. Dazu umfasst die nasslaufende Betriebsbremse einen Aktuator, der zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit der Betriebsbremse in Verbin- dung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, der sich zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich befindet und in dem der Aktuator weder mit der Betriebsbremse noch mit der Feststellbremse in Verbindung steht, verstellbar ist. So kann besonders kompakt ein Feststellen des Fahrzeugs erreicht werden.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug mit mindestens einer der gerade be- schriebenen Antriebssysteme gelöst. Dabei kann das Antriebssystem an einer Se- kundärachse ausgebildet sein, während eine weitere am Fahrzeug befindliche Pri- märachse ohne Trennvorrichtung vorhanden ist. Dies gibt der Verwendung des Fahr- zeugs ein hohes Maß an Flexibilität, da zwischen Allradantrieb und einachsigem An- trieb umgeschaltet werden kann. Ferner werden Schleppverluste der nicht angetrie- benen Sekundärachse reduziert. Alternativ kann bei angekoppelter Sekundärachse die Rekuperation optimiert oder aber im Falle eines Notbetriebs diese als alleinige Antriebsachse verwendet werden. Ist eine Trennvorrichtung an jeder Antriebsachse des Fahrzeugs vorhanden, wird ein vollständiges Abkoppeln der Antriebe ermöglicht, so dass das Fahrzeug nahezu ohne Schleppverluste rollen kann.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläu- ternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merk- male offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausfüh- rungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombi- niert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlun- gen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederho- lungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Fi- guren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Es zei- gen:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem,
Fig. 2 ein Schaltbild eines Antriebssystems einer alternativen Lösung und
Fig. 3 Schaltbild eines Antriebssystems mit Feststellbremse. Die Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug, welches einen Antriebsstrang mit erfindungsgemäßem Antriebssystem aufweist. Das Fahrzeug umfasst eine Antriebsachse 16, die aus ei- nem Differentialgetriebe 3, zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 4 und zwei Rädern 5 gebildet ist. Zwischen der Antriebsachse 16 und dem elektrischen Antrieb 1 befin- det sich ein Übersetzungsgetriebe 2, über das der elektrische Antrieb 1 mit einem Eingang des Differentialgetriebes 3 in Verbindung steht. Die Räder 5 stehen jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 4 mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes 3 in Verbindung. Zwischen dem elektrischen Antrieb 1 und den nasslaufenden Betriebsbremsen 4 ist ferner eine oder mehrere Trennvorrichtungen 8 vorgesehen. Bei diesen kann es sich um Reibschaltkupplungen oder eine form- schlüssige Kupplung, z.B. eine Klauenkupplung, handeln, wie es aus dem Stand der Technik weitgehend bekannt ist. Je nach Aufbau des Fahrzeugs kann es sinnvoll sein, die eine oder mehreren Trennvorrichtungen 8 an verschiedenen Positionen P1 bis P5 anzubringen.
Um möglichst viel Masse abzukoppeln und die Schleppverluste zu minimieren, kann eine Trennvorrichtung 8 an Positionen P4 und P5, also zwischen einem der beiden Ausgänge des Differentialgetriebes 3 und einer der beiden nasslaufenden Betriebs- bremsen 4 oder jeweils eine der mehreren Trennvorrichtungen 8 zwischen einem der beiden Ausgänge des Differentialgetriebes 3 und einem der beiden nasslaufenden Betriebsbremsen 4 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Verbindung der An- triebsachse 16 mit dem Übersetzungsgetriebe 2 wie auch dem elektrischen Antrieb 1 aufgelöst werden, so dass dort bei geschleppten Betrieb durch Reibung oder ander- weitig entstehende Schleppverluste vermieden werden können.
Alternativ befindet sich die Trennvorrichtung 8 an Position P3, also zwischen dem Übersetzungsgetriebe 2 und dem Differenzialgetriebe 3, an Position P2, bei der die Trennvorrichtung 8 in das Übersetzungsgetriebe 2 integriert ist, oder an Position P1 , und damit zwischen dem elektrischen Antrieb 1 und dem Übersetzungsgetriebe 2. Auch auf diese Weise können Schleppverluste reduziert werden, da mindestens der elektrische Antrieb 1 im geschleppten Betrieb entkoppelt wird. Es ist dabei von Vor- teil, dass lediglich eine einzige Trennvorrichtung 8 vorhanden sein muss. Ein solches Antriebssystem kann bei einem Fahrzeug an einer Antriebsachse 16 vor- gesehen sein, während an einer weiteren Achse 15, keine Trennvorrichtung 8 vor- handen ist. In diesem Zusammenhang wird die Antriebsachse 16 als Sekundärachse bezeichnet, die weitere Achse 15 als Primärachse. Auch kann die hier als hintere An- triebsachse 16 dargestellte und die vordere weitere Achse 15 vertauscht sein, also sich die Antriebsachse 16 vorn und die weitere Antriebsachse hinten am Fahrzeug befinden. Alternativ kann, in Fig. 1 durch eine optionale, zusätzliche Trennvorrich- tung 8 an Position P6 dargestellt, ein oben beschriebenes Antriebsystem sowohl an der Antriebsachse 16 als auch der weiteren Achse 15 vorhanden sein.
Der Erfindungsgedanke lässt sich ebenfalls auf ein alternatives Antriebssystem an- wenden, bei welchem jedes Rad 5 mittels eines eigenen elektrischen Antriebs 1 an- getrieben wird. Ein solches ist in Fig. 2 dargestellt und umfasst zwei elektrische An- triebe 1 , die jeweils mit einer von zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 4 und jeweils mittels eines Übersetzungsgetriebes 2 mit einem von zwei Rädern 5 verbunden sind. Hier ist jeweils eine Trennvorrichtung 8 für jedes Rad 5 zwischen dem elektrischen Antrieb 1 und der nasslaufenden Betriebsbremse 4 angeordnet. Das alternative An- triebssystem kann an Stelle der Antriebsachse 16 in das Fahrzeug eingebracht wer- den.
Der elektrische Antrieb 1 , die nasslaufende Betriebsbremse 4, das Übersetzungsge- triebe 2 sowie die Trennvorrichtung 8 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuse 9 und teilen sich damit einen Ölraum bzw. einen Ölhaushalt. Dies ist im Übrigen nicht auf die alternative Form des Antriebssystems beschränkt, sondern kann auch auf die erste beschriebene Variante des Antriebssystems angewandt werden. Hier ist es möglich, die Trennvorrichtung 8, wenn sie sich an Positionen P4 oder P5 befindet, mit der jeweiligen nasslaufenden Betriebsbremse 4 und optional mit anderen am An- triebssystem befindlichen Komponenten in einem Gehäuse 9 zu vereinen, sodass sie sich einen Ölraum bzw. einen Ölhaushalt teilen.
Im entkoppelten Zustand ist ein Festsetzen des Fahrzeugs aufgrund der vielen ent- koppelten Elemente nicht ohne weiteres möglich, so dass die nasslaufende Betriebs- bremse 4 um eine Feststellbremse 11 erweitert werden kann, so dass ein Bremssystem gebildet wird. Dies ist in Fig. 3 am Beispiel der ersten Variante des An- triebssystems dargestellt. Je nach Typ des Elektrofahrzeugs kann aber es hinrei- chend sein, lediglich auf einer Seite der Antriebsachse 16 ein Bremssystem aus nasslaufender Betriebsbremse 4, einem Aktuator 10 und einer Feststellbremse 11 vorzusehen, wobei natürlich auch an beiden Seiten eine Feststellbremse 11 ange- ordnet sein kann. Der Aktuator 10 erfüllt hier eine Doppelfunktion, da er sowohl die Feststellbremse 11 als auch die nasslaufende Betriebsbremse 4 auslöst.
Die Feststellbremse 11 arbeitet über einen Formschluss, sodass sie in der Lage ist, die das Rad 5 zu blockieren. Dem Stand der Technik sind hier verschiedenste Aus- führungen zu entnehmen, so zum Beispiel Feststellbremsen 11 , welche mittels Klauen, Kolben, Bajonett oder Kronenverzahnung einen Formschluss herstellen. Die Feststellbremse 11 kann über den Aktuator 10 ausgelöst werden, wobei die Feststell- bremse 11 als separates Bauteil vorgesehen sein kann, oder aber der Aktuator 10 ar- beitet selbst als Teil der Feststellbremse 11 , indem er einen Formschluss mit einem nicht dargestellten Bremsgehäuse herstellt.
Der Aktuator 10 ist also zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit der nasslaufenden Betriebsbremse 4 in Verbindung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse 11 in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, der sich zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich befindet und in dem der Aktuator 10 weder mit der nasslaufenden Betriebsbremse 4 noch mit der Feststellbremse 11 in Verbindung steht, verstellbar.
Bezuqszeichen
1 Antrieb
Übersetzungsgetriebe
3 Differentialgetriebe
4 nasslaufende Betriebsbremse
5 Rad
8 Trennvorrichtung
9 Gehäuse
10 Aktuator
11 Feststellbremse
15 (vordere) Antriebsachse
16 (hintere) Antriebsachse
P1 , P6 Positionen der Trennvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Antriebssystem für ein Fahrzeug, umfassend einen elektrischen Antrieb (1 ), ein Übersetzungsgetriebe (2), ein Differenzialgetriebe (3), zwei nasslaufenden Betriebs- bremsen (4) und zwei Räder (5), wobei der elektrische Antrieb (1 ) über das Überset- zungsgetriebe (2) mit einem Eingang des Differenzialgetriebes (3) und die Räder (5) jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen (4) mit jeweils einem Aus- gang des Differenzialgetriebes (3) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Trennvorrichtungen (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (1 ) und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen (4) vorhanden sind.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trenn- vorrichtung (8) zwischen einem der beiden Ausgänge des Differentialgetriebes (3) und einer der beiden nasslaufenden Betriebsbremsen (4) oder jeweils eine der meh- reren Trennvorrichtungen (8) zwischen einem der beiden Ausgänge des Differential- getriebes (3) und einem der beiden nasslaufenden Betriebsbremsen (4) angeordnet ist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trenn- vorrichtung (8) zwischen dem Übersetzungsgetriebe (2) und dem Differenzialgetriebe (3) angeordnet ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trenn- vorrichtung (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (1 ) und dem Übersetzungsge- triebe (2) angeordnet ist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die eine Trenn- vorrichtung (8) in das Übersetzungsgetriebe (2) integriert ist.
6. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder zwei der Trennvorrichtungen (8) und mindestens eine der zwei nasslaufenden Be- triebsbremsen (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (9) angeordnet sind, so dass sie sich einen Ölraum oder einen Ölhaushalt teilen.
7. Antriebssystem für ein Fahrzeug, umfassend zwei elektrische Antriebe (1 ), zwei nasslaufende Betriebsbremsen (4), zwei Übersetzungsgetriebe (2) und zwei Räder (5), wobei jedes Rad (5) jeweils mittels eines Übersetzungsgetriebes (2) und einer nasslaufenden Betriebsbremse (4) mit einem elektrischen Antrieb (1 ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Trennvorrichtung (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (1 ) und dem Rad (5) vorhanden ist.
8. Antriebssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (1 ) und der nasslaufen- den Betriebsbremse (4) angeordnet ist.
9. Antriebssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich- net, dass zwei Gehäuse (9) vorhanden sind in denen jeweils eine der Trennvorrich- tungen (8), eins der Übersetzungsgetriebe (2), einer der elektrischen Antriebe (1 ) und eine der nasslaufenden Betriebsbremsen (4), sich einen gemeinsamen Ölraum oder Ölhaushalt teilend, angeordnet sind.
10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nasslaufende Betriebsbremse (4) mit einer Feststellbremse (11 ), die ein an ihr befindliches Rad (5) feststellt, ein Bremssystem bildet.
11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Brems- system einen Aktuator (10) umfasst, der zwischen einem Betriebsbremsbereich, in- nerhalb dem er mit der nasslaufenden Betriebsbremse (4) in Verbindung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse (11 ) in Verbindung steht, und ei- nem Neutralbereich, zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich, in dem der Aktuator (10) weder mit der Betriebsbremse (4) noch mit der Feststell- bremse (11 ) in Verbindung steht, verstellbar ist.
12. Fahrzeug mit mindestens einem Antriebssystem nach den vorherigen Ansprü- chen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023247164A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-28 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219921A1 (de) * 2002-05-03 2003-11-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge
DE102014117227A1 (de) * 2014-11-25 2016-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102019202207A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219921A1 (de) * 2002-05-03 2003-11-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge
DE102014117227A1 (de) * 2014-11-25 2016-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102019202207A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023247164A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-28 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug

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