WO2023110290A1 - Elektrisches antriebssystem für ein kraftfahrzeug mit zwei elektromotoren und schaltbarer torque-vectoring-funktion - Google Patents

Elektrisches antriebssystem für ein kraftfahrzeug mit zwei elektromotoren und schaltbarer torque-vectoring-funktion Download PDF

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planetary gear
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differential
planetary
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Jonathan Zeibig
Tobias Haerter
Carsten Gitt
Tobias Schilder
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    • F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means

Definitions

  • the invention relates to an electric drive system for a motor vehicle with two electric motors and a switchable torque vectoring function according to the preamble of patent claim 1.
  • US 2015/0 065 282 A1 discloses a drive machine for driving two rotating shafts as known.
  • An electric drive system with an electric machine and a planetary gear is known from KR 10 2019 069 157 A.
  • the object of the present invention is to create an electric drive system for a motor vehicle so that particularly advantageous drivability and also high energy efficiency can be achieved.
  • the invention relates to an electric drive system, also referred to as an electric drive device or designed as an electric drive device, for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • the motor vehicle has the electric drive system in its completely manufactured state and can be driven electrically, in particular purely electrically, by means of the electric drive system.
  • the motor vehicle For example, in its fully manufactured state, it has at least or exactly two axles, which are arranged one after the other in the longitudinal direction of the vehicle and are therefore arranged one behind the other.
  • the respective axle has, for example, at least or exactly two wheels, also referred to as vehicle wheels, with the wheels of the respective axle preferably being arranged on opposite sides in the vehicle transverse direction.
  • the wheels are ground contact elements via which the motor vehicle can be or is supported on a ground in the vehicle vertical direction downwards.
  • the electric drive system is assigned to at least one of the axles or precisely to one of the axles, so that, for example, the wheels can be driven at least or precisely to one of the axles by means of the electric drive system.
  • the wheels that can be driven by the electric drive system are also referred to as drive wheels. If the drive wheels and thus the motor vehicle are driven by the electric drive system, while the motor vehicle is supported on the ground via the wheels in the vehicle vertical direction, the motor vehicle is driven along the ground and the wheels roll off the ground.
  • the electric drive system has a first electric machine with a first rotor.
  • the first electrical machine has a first stator, by means of which the first rotor can be driven and thereby rotated about a first machine axis of rotation relative to the first stator.
  • the electric drive system also has a second electric machine, which has a second rotor.
  • the second electrical machine has a second stator, by means of which the second rotor can be driven and thereby rotated about a second machine axis of rotation relative to the second stator.
  • the electrical machines are preferably arranged coaxially to one another, the machine axes of rotation coincide.
  • the electric drive system also has at least or exactly one planetary gear, which has a first planetary gear set, a second planetary gear set, a first input shaft, a second input shaft, a first output shaft and a second output shaft.
  • the first input shaft is designed to introduce first torques emanating from the first electrical machine, in particular from the first rotor, into the planetary gear.
  • This can in particular be understood to mean that the first electric machine, in particular via its first rotor, can provide the first torques, which can be introduced into the planetary gear via the first input shaft. In this way, the planetary gear in particular can be driven.
  • the second input shaft is designed to to introduce second torques emanating from the second electric machine, in particular from the second rotor, into the planetary gear.
  • the second electric machine in particular via its second rotor, can provide the second torques, which can be introduced into the planetary gear via the second input shaft, in particular bypassing the first input shaft.
  • the planetary gear can be driven.
  • the first torques are introduced into the planetary gear via the first input shaft, bypassing the second input shaft.
  • the second electrical machine and the second torques that can be made available or made available by the second electric machine, in particular by the second rotor, do not run or flow, for example, on their way from the second electric machine, in particular from the second rotor, into the planetary gear via the first input shaft, and therefore bypass the second torques the first input shaft, so that, for example, the first input shaft related to a second torque transmission path, via which the second torque provided by the second electric machine, in particular by the second rotor, from the second electric machine, in particular from the second rotor, to the second input shaft can be transmitted and introduced into the planetary gear via the second input shaft, is not arranged in the second torque transmission path or at least not in the second torque transmission path between the second electric machine and the planetary gear.
  • the first planetary gear set has a first sum shaft, a first differential shaft and a second differential shaft.
  • the first sum shaft, the first differential shaft and the second differential shaft are thus, for example, first transmission elements of the first planetary gear set.
  • the second planetary gear set has a second sum shaft, a third differential shaft and a fourth differential shaft.
  • the second sum shaft, the third differential shaft and the fourth differential shaft are second transmission elements of the second planetary gear set.
  • the respective planetary gear set is also referred to as a planetary gear set.
  • Summation shaft and differential shafts of a planetary gear set are characterized in that torques of the summation shaft and torques of one of the differential shafts have different signs, with torques of one differential shaft having the same sign as torques of the other differential shaft.
  • the second input shaft is, in particular permanently, non-rotatably connected to the first differential shaft.
  • the first output shaft is, in particular permanently, non-rotatably connected to the first sum shaft.
  • the second output shaft is, in particular permanently, non-rotatably connected to the second differential shaft.
  • the feature that two elements such as the second input shaft and the first differential shaft are connected to one another in a rotationally fixed manner means that the two elements are arranged coaxially with one another and are connected to one another in such a way that they are, in particular, a common element axis of rotation and/or relative to a housing element of the drive system, rotate at the same angular velocity, in particular when the elements or one of the elements and one element are or is driving the other element.
  • the term or expression of a non-rotatable connection between two rotatably mounted elements means that the two elements are arranged coaxially to one another and are connected to one another in such a way that they rotate at the same angular velocity.
  • the feature that two elements are permanently connected in a rotationally fixed manner means that these elements are not assigned a switching element which switches between a coupled state in which the elements are rotationally fixedly connected to one another and a decoupled state is switchable, in which the switching element allows a relative rotation between the elements taking place in particular around the aforementioned element axis of rotation, but the elements are always or always, that is to say permanently, connected to one another in a rotationally test manner.
  • the respective, first transmission element can, for example, rotate about a first planetary gear set axis of rotation of the first planetary gear set relative to the housing device, which, for example, contains the aforementioned housing element is to be rotated.
  • the respective second gear element can be rotated about a second planetary gear set axis of rotation relative to the housing device, particularly when the respective second gear element is not rotationally connected to the housing device.
  • the planetary gear sets are arranged coaxially with one another, the planetary gear set axes of rotation coincide.
  • the planetary gear has a third planetary gear set, which has a third sum shaft, a fifth differential shaft and a sixth differential shaft.
  • the previous and following statements can be transferred to the first planetary gear set and to the second planetary gear set and vice versa.
  • the third sum shaft, the fifth differential shaft and the sixth differential shaft are third transmission elements of the third planetary gear set.
  • first transmission elements of the first planetary gear set and on the second transmission elements of the second planetary gear set can also be easily transferred to the third transmission elements of the third planetary gear set and vice versa, so that, for example, if the respective third transmission element is not rotationally fixed with the housing device is connected, the respective, third transmission element is rotatable about a third planetary gear set axis of rotation relative to the housing device. If the third planetary gear set is arranged coaxially with the first planetary gear set and/or coaxially with the second planetary gear set, the third planetary gear set axis of rotation coincides with the first planetary gear set axis of rotation and/or with the third planetary gear set axis of rotation.
  • the first input shaft in particular permanently, is non-rotatably connected to the third sum shaft connected is.
  • the third differential shaft is connected, in particular permanently, in a torque-proof manner to the fifth differential shaft.
  • the first output shaft is, in particular permanently, non-rotatably connected to the fourth differential shaft.
  • a first switching element is provided, which is designed to connect the fourth differential shaft to the sixth differential shaft in a torque-proof manner.
  • the fourth differential shaft can be connected to the sixth differential shaft as required or decoupled from the sixth differential shaft, so that particularly advantageous drivability can be achieved.
  • the first switching element can be switched between a first coupling state and a first decoupling state.
  • the fourth differential shaft is non-rotatably connected to the sixth differential shaft by means of the first switching element, so that, for example, the fourth differential shaft and the sixth differential shaft can be rotated together, in particular about the second or third planetary gear axis of rotation, relative to the housing device.
  • the first shifting element allows relative rotations between the fourth differential shaft and the sixth differential shaft, in particular about the second or third planetary gear set axis of rotation.
  • a second shifting element is also provided according to the invention, which is designed to connect the third differential shaft to the sixth differential shaft in a torque-proof manner.
  • the second switching element can be switched over between a second coupling state and a second decoupling state.
  • the third differential shaft is non-rotatably connected to the sixth differential shaft by means of the second switching element, so that, for example, the third differential shaft and the sixth differential shaft can be rotated together or simultaneously, in particular about the second or third planetary gear set axis of rotation, relative to the housing device.
  • the second shifting element can be moved in particular around the second or third planetary gear set axis of rotation taking place relative rotations between the third differential shaft and the sixth differential shaft.
  • the respective shifting element can be a form-locking shifting element, so that the respective shifting element can be designed, for example, as a form-locking clutch or a claw clutch. Furthermore, it is conceivable that the respective shifting element is a frictional shifting element, so that, for example, the respective shifting element is designed as a friction clutch or multi-plate clutch.
  • the first switching element can be moved, in particular relative to the housing device, between at least one first coupling position causing the first coupling state and at least one first uncoupling position causing the first uncoupling state.
  • the first switching element can be moved in rotation between the first coupling position and the first decoupling position.
  • the second switching element can be moved, in particular relative to the housing device, between at least one second coupling position causing the second coupling state and at least one second uncoupling position causing the second uncoupling state.
  • the second switching element can be moved in rotation or in translation between the second coupling position and the second decoupling position.
  • the respective switching element can be understood as a component by means of which the fourth differential shaft can be connected in a rotationally fixed manner to the sixth differential shaft or the third differential shaft can be connected in a rotationally fixed manner to the sixth differential shaft.
  • a first of the states is, for example, what is known as a torque vectoring state, which is also referred to as a torque distribution state.
  • torque vectoring state torques can be distributed to the drive wheels in a particularly advantageous manner by means of the electric machines in order to achieve advantageous drivability.
  • a second of the states is, for example, a so-called individual drive state, in which, for example, the drive wheels based on the electrical machines can be driven or are driven by only or exactly one of the electrical machines, while a The drive wheels are not driven by the other electric machine.
  • one embodiment of the invention provides for the second differential shaft to be connected in a torque-proof manner to the second sum shaft, in particular permanently.
  • the first differential shaft as a first sun gear
  • the first sum shaft as a first planet carrier, which is also referred to as the first carrier
  • the second Differential shaft is designed as a first ring gear
  • ordinal numbers such as “first”, “first”, “second” and “second” etc., referred to as ordinals, do not necessarily indicate a number or quantity of parts to which the ordinal numbers refer, but rather im Rather, within the scope of the present disclosure, the ordinal number words are used in order to be able to use the ordinal number words to unambiguously refer to terms to which the ordinal number words relate.
  • the third differential shaft is designed as a second sun gear
  • the fourth differential shaft is designed as a second planet carrier, which is also referred to as a second carrier
  • the second sum shaft is designed as a second ring gear.
  • the first planetary carrier is designed as a single planetary carrier with first planetary gears.
  • the first planet wheels are rotatably mounted on the first planet carrier, in particular such that the respective first planet wheel is rotatable about a respective first planet wheel axis of rotation relative to the first planet carrier.
  • the first planetary wheel axes of rotation run parallel to one another and are spaced apart from one another.
  • first planetary gear axes of rotation in particular around the first planetary gear set axis of rotation, first circumferential direction of the first planetary gear set in pairs evenly or equally spaced from each other.
  • first planet gears are constructed identically to one another and are arranged at the same height in particular in the axial direction of the first planetary gear set, beginning in particular at the same, first height and ending at the same, second height, in particular in the axial direction Direction of the first planetary gear considered.
  • the second planetary carrier is designed as a double planetary carrier with second planetary gears and third planetary gears.
  • the second planet wheels and the third planet wheels are rotatably mounted on the second planet carrier, in particular in such a way that the respective second planet wheel can be rotated about a respective second planet wheel axis of rotation relative to the second planet carrier, and that the respective third planetary gear is rotatable about a respective third planetary gear axis of rotation relative to the second planetary carrier.
  • the second planetary gear axes of rotation run parallel to one another and are spaced apart from one another, in particular in the second circumferential direction of the second planetary gear set, which runs in particular around the second planetary gear set axis of rotation, it being particularly conceivable that the second planetary gear set axes of rotation run in pairs in the second circumferential direction of the second planetary gear set are evenly or equally spaced from each other. It is also conceivable that the third planetary gear axes of rotation run parallel to one another and are spaced apart from one another, in particular in the second circumferential direction of the second planetary gear set.
  • the third planetary gear axes of rotation are spaced apart from one another in pairs in the second circumferential direction of the second planetary gear set.
  • the second planet gears can be structurally identical. It is also conceivable that the third planet gears are structurally identical.
  • the third planetary gear rotation axes run parallel to the second planetary gear rotation axes.
  • the second planet gears are arranged at the same height in the axial direction of the second planetary gear set, and consequently the second planet gears begin and end at the same heights as viewed in the axial direction of the second planetary gear set.
  • the third planet gears are arranged at the same height in the axial direction of the second planetary gear set, so that preferably the third planet gears are in the axial direction of the second planetary gear considered at respective, same levels begin and end.
  • the second planet gears are structurally identical, ie identical in terms of their construction.
  • the third planet gears can be of the same construction, that is to say they can be identical in terms of their construction.
  • the respective, second planetary gear and the respective, third planetary gear differ from one another in terms of their construction.
  • the respective, second planetary gear and the respective, third planetary gear viewed in the axial direction of the second planetary gear set, are arranged at the same or different heights, i.e. start at the same height or at a different height and/or on the end at the same level or at a different level.
  • the first planetary gears are formed separately from the second planetary gears and separately from the third planetary gears.
  • the second planet gears mesh with the second sun gear, it being conceivable that the respective second planet gear meshes with one of the third planet gears and not with the second ring gear.
  • the third planetary gears are in mesh with the second ring gear, it being conceivable that the respective third planetary gear is in mesh with none of the second planetary gears and not with the second sun gear.
  • a simple planetary gear set with a single planetary carrier that is, for example, when the respective planetary carrier is designed as a single planetary carrier, the planetary carrier or a carrier shaft that is non-rotatably connected to the planetary carrier, in particular permanently, is the sum shaft, so that the ring gear and the sun gear are the differential shafts.
  • a planetary gear set with a double planetary carrier would be kinematically equivalent to this, i.e. if the planetary carrier is designed as a double planetary carrier:
  • the ring gear is the sum shaft, with the planetary carrier, i.e. the double planetary carrier, and the sun gear being the differential shafts.
  • a single planetary carrier can be replaced by a double planetary carrier if, in particular, the carrier and ring gear connections are exchanged at the same time and vice versa, in particular in the sense of kinematic equivalence.
  • a further embodiment is characterized in that the fifth differential shaft is designed as a third sun gear, the third sum shaft as a third planet carrier and the sixth differential shaft as a third ring gear.
  • the invention can implement an active and needs-based transmission of torque, so that the total torque, also referred to as total torque, of both electrical machines can be transmitted in particular to a wheel axle or to one of the drive wheels.
  • total torque also referred to as total torque
  • a position of a torque ratio is achieved without additional actuators and only using the two electrical machines.
  • a further embodiment is characterized in that the planetary gear, the first rotor and the second rotor are all arranged coaxially with one another, so that, for example, the planetary gear set axes of rotation, the first machine axis of rotation and the second machine axis of rotation all coincide. In this way, a compact design and advantageous drivability can be implemented.
  • the first planetary gear set is designed for a stationary transmission of -1.6.
  • the first planetary gear set has a stationary transmission of ⁇ 1.6.
  • the second planetary gear set is designed for a stationary transmission of -2.6, and therefore has a stationary transmission of +2.6.
  • the third planetary gear set is designed for a stationary gear ratio of -4.2, and therefore has a stationary gear ratio of -4.2. As a result, a particularly compact design and particularly advantageous drivability can be achieved.
  • the planetary gear is preferably designed as a planetary differential gear, in particular with a torque vectoring function.
  • the torque vectoring function is also known as the torque distribution function.
  • this can be understood to mean the following:
  • the electric drive system and thus the planetary gear are, in particular precisely, one of the axles and thus the wheels of the assigned an axis, so that the drive wheels can be driven by the electric machine via the planetary gear.
  • the planetary gear preferably functions or is designed as a planetary differential gear, the planetary gear allows, for example, when the motor vehicle is cornering, different speeds of the drive wheels, in particular such that the drive wheel on the outside of the curve rotates or can rotate at a higher speed than the drive wheel on the inside of the curve.
  • a motor vehicle that is preferably designed as a motor vehicle, in particular the aforementioned motor vehicle, the motor vehicle having an electric drive system according to the invention.
  • Advantages and advantageous configurations of the electric drive system are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the motor vehicle and vice versa.
  • the electric drive system can have a first transmission stage, which is also referred to as the first final drive.
  • the first transmission stage Based on a first torque flow, along which the third torques can be diverted from the planetary gear via the first output shaft, the first transmission stage is, for example, in the first torque flow and is arranged downstream of the first output shaft, and is therefore connected downstream or downstream of the first output shaft.
  • the first output shaft is in the first torque flow and is arranged upstream of the first transmission stage.
  • the electric drive system has a second transmission stage, which is also referred to as the second final drive.
  • the second transmission stage is in the second torque flow and is arranged downstream of the second output shaft.
  • the second transmission stage is arranged in the second torque flow and is connected downstream of the second output shaft.
  • the second output shaft is connected downstream.
  • the second output shaft is arranged in the second torque flow and is arranged upstream of the second transmission stage.
  • the housing can be the aforementioned housing element and/or the aforementioned housing device.
  • the respective transmission stage has, for example, at least or exactly two respective gears, which can be designed in particular as spur gears.
  • the respective gears of the respective transmission stage are in, in particular direct, engagement with one another, so that, for example, the respective gears of the respective transmission stage form a respective spur gear stage or spur gear pair.
  • the planetary gear, the two rotors and the two transmission stages are arranged coaxially with one another. Provision is preferably made for the planetary gear sets to be arranged coaxially with one another, so that the planetary gear set axes of rotation coincide.
  • a coaxial arrangement of the rotors, that is to say that the rotors are preferably arranged coaxially with one another, can in particular be understood to mean that the machine axes of rotation coincide.
  • the rotors are arranged coaxially to one another and coaxially to the planetary gear sets and thus coaxially to the planetary gear, the machine axes of rotation coincide, the planetary gear set axes of rotation coincide and the respective planetary gear set axis of rotation coincides with the respective machine axis of rotation.
  • the respective transmission stage has at least one transmission element, which can be designed, for example, as a gear, in particular as a spur gear.
  • the respective transmission element of the respective transmission stage can be rotated relative to the housing, in particular about a transmission element axis of rotation.
  • the transmission elements are the transmission stages are arranged coaxially with one another, so that the translation element axes of rotation coincide. If, for example, the transmission stages are arranged coaxially to one another, coaxially to the planetary gear and coaxially to the rotors, the planetary gear set rotational axes, the machine rotational axes and the transmission element rotational axes all coincide, which means that a particularly space-saving design can be achieved.
  • the respective transmission stage is designed as a respective, further planetary gear set.
  • the first transmission stage is designed as a fourth planetary gear set and the second transmission stage as a fifth planetary gear set, with the fourth planetary gear set being provided in addition to the first, second, third and fifth planetary gear sets.
  • the respective, aforementioned transmission element of the respective transmission step is a respective sun gear or a respective ring gear or a respective planet carrier of the respective fourth or fifth planetary gear set.
  • a respective input of the respective, further planetary gear set, and therefore of the respective transmission stage is a respective, further sun gear of the respective, further planetary gear set.
  • the third torques derived from the planetary gear via the first output shaft and in particular provided by the first output shaft can be introduced via the input, and therefore via the sun gear, of the first gear ratio stage, which is designed as the fourth planetary gear set, into the first gear ratio stage.
  • the fourth torques derived from the planetary gear via the second output shaft and in particular provided by the second output shaft can be introduced via the input, and therefore via the sun gear, of the second gear ratio stage designed as the fifth planetary gear set into the second gear ratio stage.
  • the respective additional planetary carrier of the respective additional planetary gear set, and therefore of the respective transmission stage is a respective output or output of the respective transmission stage.
  • the first transmission stage designed as the fourth planetary gear set, can provide fifth torques via its additional planetary carrier, thus deriving or dissipating fifth torques from itself, with the fifth torques resulting, for example, from the third torques, which, in particular via the additional sun gear of the first translation stage, are or were introduced into the first translation stage.
  • the second gear stage designed as the fifth planetary gear set
  • the respective additional ring gear of the respective transmission stage designed as the fourth or fifth planetary gear set is fixed to the housing, and is therefore, in particular permanently, non-rotatably connected to the housing, the housing being, for example, the housing element and/or the housing facility is.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electric drive system in a first state
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the electric drive system in a second state.
  • the motor vehicle has the electric drive system 10, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the motor vehicle has at least or exactly two axles arranged one after the other in the longitudinal direction of the vehicle and thus one behind the other.
  • the respective axle has at least or exactly two wheels, also referred to as vehicle wheels, with the respective wheels of the respective axle being arranged on opposite sides of the motor vehicle in the vehicle transverse direction.
  • the drive system 10 is assigned to at least or precisely one of the axles, so that the electric drive system 10 can be used to drive at least or only the wheels of the axle to which the electric drive system 10 is assigned.
  • the wheels that can be driven by the electric drive system 10 are also referred to as drive wheels.
  • the drive wheels are shown particularly schematically in FIG. 1 and are denoted by 12 and 14 .
  • the motor vehicle By driving the drive wheels 12 and 14 electrically, in particular purely, by means of the drive system 10, the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the drive system 10 has a first electric machine 16 which has a first stator 18 and a first rotor 20 .
  • the rotor 20 can be driven by the stator 18 and thereby rotated about a first machine axis of rotation relative to the stator 18 .
  • the drive system 10 has a housing 22 shown particularly schematically in FIG. 1, which is also referred to as a housing device or housing element.
  • the rotor 20 is rotatable about the first machine axis of rotation relative to the stator 18 and relative to the housing 22 .
  • the drive system 10 also includes a second electric machine 24 which has a second stator 26 and a second rotor 28 .
  • the rotor 28 can be driven by the stator 26 and thereby rotated about a second machine axis of rotation relative to the stator 26 and relative to the housing 22 .
  • the electrical machines 16 and 24 and thus their rotors 20 and 28 are preferably arranged coaxially to one another, even if this should be shown differently in FIG. 1 for reasons of space. Since the electrical machines 16 and 24 and thus their rotors 20 and 28 are preferably arranged coaxially to one another, the machine axes of rotation coincide.
  • the electric machine 16 can provide first torques via its rotor 20 , which are illustrated by an arrow 21 .
  • the second electric machine 24 can provide second torques via its second rotor 28 , which are illustrated by an arrow 29 in FIG. 1 .
  • the drive system 10 has a planetary gear 30 which has a first planetary gear set 32 and a second planetary gear set 34 .
  • the planetary gear sets 32 and 34 are also referred to simply as planetary sets.
  • the planetary gear 30 has a first input shaft 36 and a second input shaft 38 .
  • the planetary gear 30 has a first output shaft 40 and a second output shaft 42 .
  • the first input shaft 36 is designed to transmit the output from the first electrical machine 16, i.e. from the electrical machine 16 via the rotor 20 and thus from the rotor 20 provided to initiate first torques in the planetary gear 30.
  • the second input shaft 38 is designed to introduce the second torques emanating from the second electrical machine 24 , ie the second torques provided by the electrical machine 24 via the rotor 28 and thus by the rotor 28 , into the planetary gear 30 .
  • First output shaft 40 is designed to derive from planetary gear 30 third torques that result, for example, from the first torques and/or second torques introduced into planetary gear 30 , the third torques being represented by an arrow 41 in FIG. 1 .
  • Second output shaft 42 is designed to derive fourth torques from planetary gear 30, which result, for example, from the first torques and/or second torques introduced into planetary gear 30, the fourth torques being represented by an arrow 43 in FIG .
  • the first planetary gear set 32 has a first sum shaft S1, a first differential shaft D1 and a second differential shaft D2.
  • the second planetary gear set 34 has a second sum shaft S2, a third differential shaft D3 and a fourth differential shaft D4.
  • the second input shaft 38 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the first differential shaft D1.
  • the first output shaft 40 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the first sum shaft S1.
  • the first output shaft 40 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the fourth differential shaft D4.
  • the second output shaft 42 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the second differential shaft D2.
  • the second output shaft 42 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the second sum shaft S2, so that in the embodiment shown in Fig. 1 the second difference shaft D2 with the second sum shaft S2 , In particular permanently, is rotatably connected.
  • the planetary gear 30 has a third planetary gearset 44, which is also referred to as the third planetary gearset.
  • the third planetary gear set 44 has a third sum shaft S3, a fifth differential shaft D5 and a sixth differential shaft D6.
  • the first input shaft 36 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the third sum shaft S3.
  • the third differential shaft D3 is, in particular permanently, non-rotatably connected to the fifth differential shaft D5.
  • the input shaft 36 in particular permanently, rotationally connected to the rotor 20.
  • the input shaft 38 is connected to the rotor 28 in a rotationally fixed manner, in particular permanently.
  • the electric drive system 10, in particular the planetary gear 30, has a first switching element SE1, which is designed to rotationally connect the fourth differential shaft D4 to the sixth differential shaft D6. Furthermore, the electric drive system 10, in particular the planetary gear 30, has a second shifting element SE2, which is designed to rotationally connect the third differential shaft D3 and thus the fifth differential shaft D5 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 to the sixth differential shaft D6 .
  • first state of the electric drive system 10 in particular of the planetary gear 30, the first state being a first switching state, for example.
  • the switching element SE1 is closed, while the switching element SE2 is open, so that in the first state the fourth differential shaft D4 is non-rotatably connected to the sixth differential shaft D6 by means of the first switching element SE1, while the third differential shaft D3 is not non-rotatably connected to the sixth Differential shaft D6 is connected, so that, for example, the third differential shaft D3 and the sixth differential shaft D6 can rotate relative to one another, in particular about a first planetary gear set axis of rotation of planetary gear set 32 and/or about a second planetary gear set axis of rotation of second planetary gear set 34 and/or about a third planetary gear set axis of rotation of third Planetary gear set 44.
  • the planetary gear sets 32, 34 and 44 are arranged coaxially with one another, so that the said planetary gear set axes of rotation coincide.
  • the planetary gear sets 32, 34 and 44 and thus the planetary gear 30 are arranged coaxially with the rotors 20 and 28 so that the planetary gear rotational axes coincide and so that the planetary gear rotational axes coincide with the machine rotational axes, which also coincide.
  • the second state is also referred to as the second switching state.
  • the switching element SE1 is open, while the second switching element SE2 is closed.
  • the third differential shaft D3 and the sixth differential shaft D6 are connected to one another in a torque-proof manner by means of the second switching element SE2, while the fourth differential shaft D4 and the sixth differential shaft D6 are not connected to one another in a rotationally fixed manner, but can rotate relative to one another about the respective planetary gear axis of rotation.
  • the first differential shaft D1 is designed as a first sun gear of the first planetary gear set 32 .
  • the first sum shaft S1 is designed as a first planet carrier of the first planetary gear set 32, the first planet carrier also being referred to as the first carrier.
  • the second differential shaft D2 is designed as a first ring gear of the first planetary gear set 32 .
  • the fourth differential shaft D4 is designed as a second planet carrier of the second planetary gear set 34, the second planet carrier also being referred to as the second carrier.
  • the second sum shaft S2 is designed as a second ring gear of the second planetary gear set 34 .
  • the first planetary carrier is designed as a single planetary carrier with first planetary gears 46 .
  • the respective first planet gear 46 is rotatably mounted on the first planet carrier, the respective first planet gear 46 meshing, in particular simultaneously, with the first sun gear and with the first ring gear.
  • the second planetary carrier is designed, for example, as a double planetary carrier with second planetary gears 48 and third planetary gears 50, the second planetary gears 48 and the third planetary gears 50 preferably being rotatably mounted on the second planetary carrier, and therefore on the double planetary carrier. It is conceivable that, for example, the second planet gears 48 mesh with the second sun gear, but not mesh with the second ring gear and also not mesh with the third planet gears 50, it being conceivable that the third planet gears 50 mesh with the second ring gear, but not in mesh with the second sun gear and not in mesh with the second planet gears 48 are.
  • the second sun gear meshes with the second planetary gears 48, and the third planetary gears 50 mesh with the second ring gear, with, for example, the planetary gears 48 and 50 meshing with one another or the planetary gears 48 and 50 not meshing with one another.
  • the second planetary gears 48 do not mesh with the second ring gear
  • the third planetary gears 50 do not mesh with the second sun gear.
  • the first planetary gears 46 are formed separately from the second planetary gears 48 and separately from the third planetary gears 50 .
  • the fifth differential shaft D5 is designed as a third sun gear of the third planetary gear set 44 .
  • the third sum shaft S3 is designed as a third planetary carrier of the third planetary gearset 44
  • the sixth differential shaft D6 is designed as a third ring gear of the third planetary gearset 44
  • the third planetary carrier is preferably designed as a single planetary carrier with fourth planetary gears 52, which are rotatably mounted on the third planetary carrier. It is preferably provided that the respective, third planet gear 52, in particular at the same time, meshes with the third ring gear and with the third sun gear of the third planetary gear set 44, and is therefore in engagement.
  • the respective output shaft 40 or 42 is also referred to as the output shaft.
  • the respective drive wheel 12 or 14 can be driven by the respective output shaft, that is to say by the output shaft 40 or 42, respectively.
  • Electric drive system 10 preferably has a first transmission stage, not shown in the figures, which is in the first torque flow and is downstream in relation to a first torque flow, along which the third torques can be dissipated from planetary gear 30 via first output shaft 40 the first output shaft 40 is arranged.
  • a first side shaft (not shown in the figures) is arranged, which is arranged in the first torque flow and thereby downstream of the first transmission stage.
  • the first side shaft can be driven by the first output shaft 40 via the first transmission stage, it being possible for the drive wheel 12 to be driven by the first side shaft and thus by the first transmission stage via the first side shaft.
  • the drive system 10 can also have a second transmission stage, not shown in the figures, which, based on a second torque flow, along which the fourth torques can be dissipated from the planetary gear 30 via the second output shaft 42, in the second torque flow and thereby downstream of the second output shaft 42 is arranged.
  • a second side shaft is arranged in the second torque flow downstream of the second transmission stage, with the drive wheel 14 being able to be driven by the second transmission stage via the second side shaft.
  • the second side shaft can be driven by the second output shaft 42 via the second gear ratio.
  • the first side shaft can be driven by the output shaft 40 via the first gear ratio.
  • the respective translation stage is also referred to as a final drive (FD).
  • the first transmission stage is preferably a fourth planetary gear set, it being conceivable for the second transmission stage to be a fifth planetary gear set.
  • the fourth planetary gear set and the fifth planetary gear set are structurally identical, ie identical or the same in terms of their construction and thus in particular in terms of their translation.
  • the transmission stages, the planetary gear sets 32, 34 and 44 and the rotors 20 and 28 are arranged coaxially with one another. Furthermore, it is preferably provided that the transmission stages are arranged in the housing 22 . It is therefore very preferably provided that the planetary gear sets 32, 34 and 44 and the rotors 20 and 28 and also the transmission stages are arranged in the common housing 22.
  • a pure differential operation can be implemented, for example, with the switching element SE1 being closed and the switching element SE2 being open.
  • the first electric machine 16 feeds in the respective first torque, in particular the planetary gear 30, via the third planetary gear set 44 and ultimately via the second sun gear and the second planetary carrier, with the electric machine 24 rotating, so to speak, idle here, for example.
  • the first planetary gear set 32 is also not involved here, so to speak, since the first sun gear in particular rotates idle. Via the first output shaft, i.e.
  • the respective third torque in particular as half of the first torque generated or provided by the electric machine 16 goes to one of the drive wheels 12 and 14, in particular to the drive wheel 12, and via the second output shaft, consequently via the second output shaft 42 and thus via the first ring gear, the fourth torque is applied in particular as the other half of the first torque provided by the electric machine 16 and introduced in particular into the planetary gear 30 the other of the drive wheels 12 and 14, in particular to the drive wheel 14.
  • active torque vectoring ie an active torque distribution function
  • switching element SE1 being open and switching element SE2 being closed.
  • the third planetary gear set 44 is blocked because by means of the Switching element SE2, the third ring gear is connected to the third sun gear.
  • the electric machine 16 feeds its entire, respective, first torque to the second sun gear or via the second sun gear, in particular into the planetary gear 30 .
  • the electric machine 24 feeds its respective, second torque to the first sun wheel or via the first sun wheel, in particular into the planetary gear 30 .
  • the third planetary gear set 44 is used so that, starting with a simple transmission and in particular the planetary gear 30, only two shifting elements, namely the shifting elements SE1 and SE2, are required to, in addition to the second state, i.e. in addition to the active Torque vectoring, also to be able to realize the first state and thus the pure differential operation, wherein the pure differential operation is also referred to as one-EM driving operation, in which or in which a half division, i.e. a 50:50 division, of the in the planetary gear 30 fed, in particular first, torque can be realized or realized.
  • the same effect could also be realized without the third planetary gear set 44, but four or five shifting elements would then be needed in order to achieve a large number of shaft shifts in order to realize single-EM driving operation.
  • the electric drive system 10 saves components and thus weight, costs and installation space, while at the same time a particularly advantageous drivability can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrisches Antriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten elektrischen Maschine (16) mit einem ersten Rotor (20), mit einer zweiten elektrischen Maschine (24) mit einem zweiten Rotor (28), und mit einem Planetengetriebe (30), welches einen ersten Planetenradsatz (32), einen zweiten Planetenradsatz (34), eine erste Eingangswelle (36), eine zweite Eingangswelle (38), eine erste Ausgangswelle (40) und eine zweite Ausgangswelle (42) aufweist, wobei die erste Eingangswelle (36) dazu ausgebildet ist, von der ersten elektrischen Maschine (16) ausgehende, erste Drehmomente in das Planetengetriebe (30) einzuleiten. Die zweite Eingangswelle (38) ist dazu ausgebildet, von der zweiten elektrischen Maschine (24) ausgehende, zweite Drehmomente in das Planetengetriebe (30) einzuleiten. Die erste Ausgangswelle (40) ist dazu ausgebildet, dritte Drehmomente aus dem Planetengetriebe (30) auszuleiten. Die zweite Ausgangswelle (42) ist dazu ausgebildet, vierte Drehmomente aus dem Planetengetriebe (30) auszuleiten.

Description

Mercedes-Benz Group AG
Elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit zwei Elektromotoren und schaltbarer Torque-Vectoring-Funktion
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit zwei Elektromotoren und schaltbarer Torque-Vectoring-Funktion gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Der US 2015 / 0 065 282 A1 ist eine Antriebsmaschine zum Antreiben zweier rotierender Wellen als bekannt zu entnehmen.
Aus der KR 10 2019 069 157 A ist ein elektrisches Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einem Planetengetriebe bekannt.
Aus der US 8 012 057 B2 sowie der gattungsgemäßen US 2021 / 0 207 697 A1 sind elektrische Antriebsmaschinen mit jeweils zwei Elektromotoren und einem Planetengetriebe, das eine Torque-Vectoring-Funktion ermöglicht, bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit und auch eine hohe Energieeffizienz realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft ein auch als elektrische Antriebsvorrichtung bezeichnetes oder als elektrische Antriebsvorrichtung ausgebildetes elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das elektrische Antriebssystem aufweist und mittels des elektrischen Antriebssystems, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug beispielsweise in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei Achsen auf, welche in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnet sind. Die jeweilige Achse weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder auf, wobei vorzugsweise die Räder der jeweiligen Achse auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Die Räder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Beispielsweise ist das elektrische Antriebssystem wenigstens einer der Achsen oder genau einer der Achsen zugeordnet, sodass beispielsweise die Räder zumindest oder genau einer der Achsen mittels des elektrischen Antriebssystems angetrieben werden können. Die mittels des elektrischen Antriebssystems antreibbaren Räder werden auch als Antriebsräder bezeichnet. Werden mittels des elektrischen Antriebssystems die Antriebsräder und somit das Kraftfahrzeug angetrieben, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Räder an dem Boden abgestützt ist, so wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, und die Räder rollen an dem Boden ab.
Das elektrische Antriebssystem weist eine erste elektrische Maschine mit einem ersten Rotor auf. Beispielsweise weist die erste elektrische Maschine einen ersten Stator auf, mittels welchem der erste Rotor antreibbar und dadurch um eine erste Maschinendrehachse relativ zu dem ersten Stator drehbar ist. Das elektrische Antriebssystem weist außerdem eine zweite elektrische Maschine auf, welche einen zweiten Rotor aufweist. Beispielsweise weist die zweite elektrische Maschine einen zweiten Stator auf, mittels welchem der zweite Rotor antreibbar und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse relativ zu dem zweiten Stator drehbar ist. Beispielsweise dann, wenn die elektrischen Maschinen vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet sind, fallen die Maschinendrehachsen zusammen. Das elektrische Antriebssystem weist außerdem wenigstens oder genau ein Planetengetriebe auf, welches einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle aufweist. Die erste Eingangswelle ist dazu ausgebildet, von der ersten elektrischen Maschine, insbesondere von dem ersten Rotor, ausgehende, erste Drehmomente in das Planetengetriebe einzuleiten. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass die erste elektrische Maschine, insbesondere über ihren ersten Rotor, die ersten Drehmomente bereitstellen kann, die über die erste Eingangswelle in das Planetengetriebe eingeleitet werden können. Hierdurch kann insbesondere das Planetengetriebe angetrieben werden. Die zweite Eingangswelle ist dazu ausgebildet, von der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere von dem zweiten Rotor, ausgehende, zweite Drehmomente in das Planetengetriebe einzuleiten. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass die zweite elektrische Maschine, insbesondere über ihren zweiten Rotor, die zweiten Drehmomente bereitstellen kann, die über die zweite Eingangswelle in das Planetengetriebe eingeleitet werden können, insbesondere unter Umgehung der ersten Eingangswelle. Hierdurch kann beispielsweise das Planetengetriebe angetrieben werden. Ferner ist es denkbar, dass die ersten Drehmomente über die erste Eingangswelle unter Umgehung der zweiten Eingangswelle in das Planetengetriebe eingeleitet werden. Hierunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Die von der ersten elektrischen Maschine, insbesondere von dem ersten Rotor, bereitstellbaren oder bereitgestellten, ersten Drehmomente verlaufen oder fließen beispielsweise auf ihrem Weg von der ersten elektrischen Maschine, insbesondere von dem ersten Rotor, in das Planetengetriebe nicht über die zweite Eingangswelle, mithin umgehen die ersten Drehmomente die zweite Eingangswelle, sodass beispielsweise die zweite Eingangswelle bezogen auf einen ersten Drehmomentenübertragungspfad, über weichen die von der ersten elektrischen Maschine, insbesondere von dem ersten Rotor, bereitgestellten, ersten Drehmomente von der ersten elektrischen Maschine, insbesondere von dem ersten Rotor, auf die erste Eingangswelle übertragen und über die erste Eingangswelle in das Planetengetriebe eingeleitet werden können, nicht in dem ersten Drehmomentenübertragungspfad oder zumindest nicht in dem ersten Drehmomentenübertragungspfad zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe angeordnet ist. Entsprechendes gilt für die zweite elektrische Maschine und die zweiten Drehmomente. Die von der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere von dem zweiten Rotor, bereitstellbaren oder bereitgestellten, zweiten Drehmomente verlaufen oder fließen beispielsweise auf ihrem Weg von der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere von dem zweiten Rotor, in das Planetengetriebe nicht über die erste Eingangswelle, mithin umgehen die zweiten Drehmomente die erste Eingangswelle, sodass beispielsweise die erste Eingangswelle bezogen auf einen zweiten Drehmomentenübertragungspfad, über welchen die von der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere von dem zweiten Rotor, bereitgestellten, zweite Drehmomente von der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere von dem zweiten Rotor, auf die zweite Eingangswelle übertragen und über die zweite Eingangswelle in das Planetengetriebe eingeleitet werden können, nicht in dem zweiten Drehmomentenübertragungspfad oder zumindest nicht in dem zweiten Drehmomentenübertragungspfad zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe angeordnet ist. Der erste Planetenradsatz weist eine erste Summenwelle, eine erste Differenzwelle und eine zweite Differenzwelle auf. Insbesondere sind somit beispielsweise die erste Summenwelle, die erste Differenzwelle und die zweite Differenzwelle erste Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes. Der zweite Planetenradsatz weist eine zweite Summenwelle, eine dritte Differenzwelle und eine vierte Differenzwelle auf. Insbesondere sind beispielsweise die zweite Summenwelle, die dritte Differenzwelle und die vierte Differenzwelle zweite Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes. Der jeweilige Planetenradsatz wird auch als Planetensatz bezeichnet.
Summenwelle und Differenzwellen eines Planetenradsatzes, also zum Beispiel des ersten Planetenradsatzes, zeichnen sich dadurch aus, dass Drehmomente der Summenwelle und Drehmomente einer der Differenzwellen unterschiedliche Vorzeichen haben, wobei Drehmomente der einen Differenzwelle gleiche Vorzeichen haben wie Drehmomente der anderen Differenzwelle.
Bei dem elektrischen Antriebssystem ist die zweite Eingangswelle, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Differenzwelle verbunden. Die erste Ausgangswelle ist, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Summenwelle verbunden. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die zweite Ausgangswelle, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Differenzwelle verbunden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Elemente wie beispielsweise die zweite Eingangswelle und die erste Differenzwelle drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie sich, insbesondere um eine gemeinsame Elementdrehachse und/oder relativ zu einem Gehäuseelement des Antriebssystems, mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen, insbesondere wenn die Elemente beziehungsweise eines der Elemente und über das eine Element das andere Element angetrieben werden beziehungsweise wird. Mit anderen Worten sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung mit dem Begriff oder Ausdruck einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente gemeint, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Ferner ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung unter dem Merkmal, dass zwei Elemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass diesen Elementen nicht etwa ein Schaltelement zugeordnet ist, welches zwischen einem Koppelzustand, in welchem die Elemente drehfest miteinander verbunden sind, und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem das Schaltelement eine insbesondere um die zuvor genannte Elementdrehachse erfolgende Relativdrehung zwischen den Elementen zulässt, sondern die Elemente sind immer beziehungsweise stets, das heißt permanent, drehtest miteinander verbunden.
Insbesondere dann, wenn das jeweilige, erste Getriebeelement nicht drehtest mit einer Gehäuseeinrichtung wie beispielsweise dem zuvor genannten Gehäuseelement des Antriebssystems verbunden ist, kann beispielsweise das jeweilige, erste Getriebeelement um eine erste Planetenradsatzdrehachse des ersten Planetenradsatzes relativ zu der Gehäuseeinrichtung, die beispielsweise das zuvor genannte Gehäuseelement ist, gedreht werden. Dementsprechend kann beispielsweise das jeweilige, zweite Getriebeelement insbesondere dann, wenn das jeweilige, zweite Getriebeelement nicht drehtest mit der Gehäuseeinrichtung verbunden ist, um eine zweite Planetenradsatzdrehachse relativ zu der Gehäuseeinrichtung gedreht werden. Insbesondere dann, wenn die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, fallen die Planetenradsatzdrehachsen zusammen.
Um nun eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es auf an sich bekannte Weise vorgesehen, dass das Planetengetriebe einen dritten Planetenradsatz aufweist, welcher eine dritte Summenwelle, eine fünfte Differenzwelle und eine sechste Differenzwelle aufweist. Dabei können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Planetenradsatz und zu dem zweiten Planetenradsatz übertragen werden und umgekehrt. Somit sind beispielsweise die dritte Summenwelle, die fünfte Differenzwelle und die sechste Differenzwelle dritte Getriebeelemente des dritten Planetenradsatzes. Dabei können die folgenden und vorigen Ausführungen zu den ersten Getriebeelementen des ersten Planetenradsatzes und zu den zweiten Getriebeelementen des zweiten Planetenradsatzes ohne Weiteres auch auf die dritten Getriebeelemente des dritten Planetenradsatzes übertragen werden und umgekehrt, sodass beispielsweise dann, wenn das jeweilige, dritte Getriebeelement nicht drehfest mit der Gehäuseeinrichtung verbunden ist, das jeweilige, dritte Getriebeelement um eine dritte Planetenradsatzdrehachse relativ zu der Gehäuseeinrichtung drehbar ist. Ist der dritte Planetenradsatz koaxial zu dem ersten Planetenradsatz und/oder koaxial zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet, so fällt die dritte Planetenradsatzdrehachse mit der ersten Planetenradsatzdrehachse und/oder mit der dritten Planetenradsatzdrehhachse zusammen.
Des Weiteren ist es auf an sich bekannte Weise vorgesehen, dass die erste Eingangswelle, insbesondere permanent, drehfest mit der dritten Summenwelle verbunden ist. Weiterhin ist es auf an sich bekannte Weise vorgesehen, dass die dritte Differenzwelle, insbesondere permanent, drehfest mit der fünften Differenzwelle verbunden ist. Das erfindungsgemäße, elektrische Antriebssystem ermöglicht es, das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft und dabei insbesondere besonders energieeffizient anzutreiben.
Erfindungsgemäß ist die erste Ausgangswelle, insbesondere permanent, drehfest mit der vierten Differenzwelle verbunden.
Ferner ist erfindungsgemäß ein erstes Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, die vierte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle zu verbinden. Hierdurch kann die vierte Differenzwelle bedarfsgerecht mit der sechsten Differenzwelle verbunden oder von der sechsten Differenzwelle entkoppelt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellbar ist. Insbesondere kann das erste Schaltelement zwischen einem ersten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem ersten Koppelzustand ist mittels des ersten Schaltelements die vierte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle verbunden, sodass beispielsweise die vierte Differenzwelle und die sechste Differenzwelle gemeinsam, insbesondere um die zweite beziehungsweise dritte Planetenraddrehachse, relativ zu der Gehäuseeinrichtung drehbar sind. In dem ersten Entkoppelzustand jedoch lässt das erste Schaltelement insbesondere um die zweite beziehungsweise dritte Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen der vierten Differenzwelle und der sechsten Differenzwelle zu.
Um eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit sowie einen besonders effizienten Antrieb des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist ferner erfindungsgemäß ein zweites Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, die dritte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle zu verbinden. Insbesondere ist das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Koppelzustand und einem zweiten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem zweiten Koppelzustand ist mittels des zweiten Schaltelements die dritte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle verbunden, sodass beispielsweise die dritte Differenzwelle und die sechste Differenzwelle gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, insbesondere um die zweite beziehungsweise dritte Planetenradsatzdrehachse, relativ zu der Gehäuseeinrichtung drehbar sind. In dem zweiten Entkoppelzustand jedoch lässt das zweite Schaltelement insbesondere um die zweite beziehungsweise dritte Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen der dritten Differenzwelle und der sechsten Differenzwelle zu.
Das jeweilige Schaltelement kann ein formschlüssiges Schaltelement sein, sodass das jeweilige Schaltelement beispielsweise als eine Formschlusskupplung oder eine Klauenkupplung ausgebildet sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Schaltelement ein reibschlüssiges Schaltelement ist, sodass beispielsweise das jeweilige Schaltelement als eine Reibkupplung oder Lamellenkupplung ausgebildet ist.
Ferner ist es denkbar, dass das erste Schaltelement, insbesondere relativ zu der Gehäuseeinrichtung, zwischen wenigstens einer den ersten Koppelzustand bewirkenden, ersten Koppelstellung und wenigstens einer den ersten Entkoppelzustand bewirkenden, ersten Entkoppelstellung bewegbar ist. Beispielsweise kann das erste Schaltelement rotatorisch zwischen der ersten Koppelstellung und der ersten Entkoppelstellung bewegt werden. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Schaltelement, insbesondere relativ zu der Gehäuseeinrichtung, zwischen wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Entkoppelzustand bewirkenden, zweiten Entkoppelstellung bewegbar ist. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement rotatorisch oder translatorisch zwischen der zweiten Koppelstellung und der zweiten Entkoppelstellung bewegt werden. Außerdem kann beispielsweise unter dem jeweiligen Schaltelement ein Bauteil verstanden werden, mittels welchem die vierte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle beziehungsweise die dritte Differenzwelle drehfest mit der sechsten Differenzwelle verbunden werden kann.
Durch Verwendung des dritten Planetenradsatzes als weiterer Planetensatz, welcher zusätzlich zu dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz vorgesehen ist, und insbesondere durch Verwendung der Schaltelemente können wenigstens oder genau zwei Zustände, insbesondere des elektrischen Antriebssystems, erreicht, das heißt eingestellt werden. Ein erster der Zustände ist beispielsweise ein sogenannter Torque-Vectoring-Zustand, welcher auch als Drehmomentenverteilungszustand bezeichnet wird. In dem Torque-Vectoring-Zustand können mittels der elektrischen Maschinen besonders vorteilhaft Drehmomente auf die Antriebsräder verteilt werden, um eine vorteilhafte Fahrbarkeit zu realisieren. Ein zweiter der Zustände ist beispielsweise ein sogenannter Einzelantriebszustand, in welchem beispielsweise die Antriebsräder bezogen auf die elektrischen Maschinen mittels lediglich beziehungsweise genau einer der elektrischen Maschinen antreibbar sind oder angetrieben werden, während ein Antreiben der Antriebsräder durch die andere elektrische Maschine unterbleibt.
Hierdurch kann ein besonders energieeffizienter Antrieb dargestellt werden.
Um eine besonders gute Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Differenzwelle, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Summenwelle verbunden ist.
Um eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit auf besonders kompakte Bauweise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Differenzwelle als ein erstes Sonnenrad, die erste Summenwelle als ein erster Planetenträger, welcher auch als erster Steg bezeichnet wird, und die zweite Differenzwelle als ein erstes Hohlrad ausgebildet ist.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung geben auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie beispielsweise „erster“, „erstes“, „zweiter“ und „zweites“ etc. nicht notwendigerweise eine Anzahl oder Menge von Teilen, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, an, sondern im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden die Ordnungszahlwörter vielmehr dazu verwendet, um mithilfe der Ordnungszahlwörter auf Begriffe, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, eindeutig Bezug nehmen zu können.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Differenzwelle als ein zweites Sonnenrad, die vierte Differenzwelle als ein zweiter Planetenträger, welcher auch als zweiter Steg bezeichnet wird, und die zweite Summenwelle als ein zweites Hohlrad ausgebildet. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, wobei gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit darstellbar ist.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der erste Planetenträger als ein Einfachplanetenträger mit ersten Planetenrädern ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die ersten Planetenräder drehbar an dem ersten Planetenträger gelagert sind, insbesondere derart, dass das jeweilige, erste Planetenrad um eine jeweilige, erste Planetenraddrehachse relativ zu dem ersten Planetenträger drehbar ist. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die ersten Planetenraddrehachsen parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind. Insbesondere sind die ersten Planetenraddrehachsen in insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse verlaufender, erster Umfangsrichtung des ersten Planetenradsatzes paarweise gleichmäßig beziehungsweise gleich voneinander beabstandet. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die ersten Planetenräder untereinander baugleich ausgebildet sind und insbesondere in axialer Richtung des ersten Planetenradsatzes auf der gleichen Höhe angeordnet sind und dabei insbesondere auf der gleichen, ersten Höhe beginnen und auf der gleichen, zweiten Höhe enden, insbesondere in axialer Richtung des ersten Planetenradsatzes betrachtet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der zweite Planetenträger als ein Doppelplanetenträger mit zweiten Planetenrädern und dritten Planetenrädern ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die zweiten Planetenräder und die dritten Planetenräder drehbar an dem zweiten Planetenträger gelagert sind, insbesondere derart, dass das jeweilige, zweite Planetenrad um eine jeweilige, zweite Planetenraddrehachse relativ zu dem zweiten Planetenträger drehbar ist, und dass das jeweilige, dritte Planetenrad um eine jeweilige, dritte Planetenraddrehachse relativ zu dem zweiten Planetenträger drehbar ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die zweiten Planetenraddrehachsen parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind, insbesondere in insbesondere um die zweite Planetenradsatzdrehachse verlaufender, zweiter Umfangsrichtung des zweiten Planetenradsatzes, wobei es insbesondere denkbar ist, dass die zweiten Planetenradsatzdrehachsen in zweiter Umfangsrichtung des zweiten Planetenradsatzes paarweise gleichmäßig beziehungsweise gleich voneinander beabstandet sind. Ferner ist es denkbar, dass die dritten Planetenraddrehachsen parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind, insbesondere in zweiter Umfangsrichtung des zweiten Planetenradsatzes. Vorzugsweise sind die dritten Planetenraddrehachsen in zweiter Umfangsrichtung des zweiten Planetenradsatzes paarweise gleichmäßig beziehungsweise gleich voneinander beabstandet. Beispielsweise können die zweiten Planetenräder baugleich sein. Ferner ist es denkbar, dass die dritten Planetenräder baugleich sind. Beispielsweise verlaufen die dritten Planetenraddrehachsen parallel zu den zweiten Planetenraddrehachsen.
Somit sind beispielsweise die zweiten Planetenräder in axialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes auf gleicher Höhe angeordnet, mithin beginnen und enden die zweiten Planetenräder in axialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes betrachtet auf jeweiligen, gleichen Höhen. Alternativ oder zusätzlich sind beispielsweise die dritten Planetenräder in axialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes auf gleiche Höhe angeordnet, sodass vorzugsweise die dritten Planetenräder in axialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes betrachtet auf jeweiligen, gleichen Höhen beginnen und enden. Insbesondere ist es denkbar, dass die zweiten Planetenräder baugleich, das heißt hinsichtlich ihrer Konstruktion identisch, sind. Alternativ oder zusätzlich können die dritten Planetenräder baugleich, das heißt hinsichtlich ihrer Konstruktion identisch sein. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass sich das jeweilige, zweite Planetenrad und das jeweilige, dritte Planetenrad hinsichtlich ihrer Konstruktion voneinander unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das jeweilige, zweite Planetenrad und das jeweilige, dritte Planetenrad in axialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes betrachtet auf gleichen oder unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, mithin auf der gleichen Höhe oder auf einer anderen Höhe beginnen und/oder auf der gleichen Höhe oder auf einer anderen Höhe enden.
Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die ersten Planetenräder getrennt von den zweiten Planetenrädern und getrennt von den dritten Planetenrädern ausgebildet sind.
Beispielsweise stehen die zweiten Planetenräder in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad, wobei es denkbar ist, dass das jeweilige, zweite Planetenrad mit einem der dritten Planetenräder und nicht mit dem zweiten Hohlrad in Eingriff steht. Beispielsweise stehen die dritten Planetenräder in Eingriff mit dem zweiten Hohlrad, wobei es denkbar ist, dass das jeweilige, dritte Planetenrad mit keinem der zweiten Planetenräder und nicht mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff steht.
In einem einfachen Planetenradsatz mit Einfachplanetenträger, das heißt beispielsweise dann, wenn der jeweilige Planetenträger als Einfachplanetenträger ausgebildet ist, ist beispielsweise der Planetenträger beziehungsweise ein mit dem Planetenträger, insbesondere permanent, drehfest verbundene Stegwelle die Summenwelle, sodass das Hohlrad und das Sonnenrad die Differenzwellen sind. Kinematisch äquivalent hierzu wäre ein Planetenradsatz mit Doppelplanetenträger, das heißt dann, wenn der Planetenträger als ein Doppelplanetenträger ausgebildet ist: Hier ist dann aber beispielsweise das Hohlrad die Summenwelle, wobei der Planetenträger, das heißt der Doppelplanetenträger, und das Sonnenrad die Differenzwellen sind. Somit gilt insbesondere für jeden der Planetenradsätze: Ein Einfachplanetenträger kann durch einen Doppelplanetenträger ersetzt werden, wenn insbesondere zugleich Steg- und Hohlradanbindung getauscht werden und umgekehrt insbesondere im Sinne einer kinematischen Äquivalenz. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die fünfte Differenzwelle als ein drittes Sonnenrad, die dritte Summenwelle als ein dritter Planetenträger und die sechste Differenzwelle als ein drittes Hohlrad ausgebildet ist. Dadurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Antreiben realisiert werden.
Insbesondere kann die Erfindung ein aktives und bedarfsgerechtes Übertragen von Drehmomenten realisieren, sodass insbesondere auf einer Radachse beziehungsweise auf eines der Antriebsräder das auch als Summenmoment bezeichnete Gesamtdrehmoment beider elektrischer Maschinen übertragen werden kann. Dabei wird eine Stellung eines Momentenverhältnisses ohne zusätzliche Aktorik und lediglich unter Verwendung der zwei elektrischen Maschinen erreicht.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Planetengetriebe, der erste Rotor und der zweite Rotor allesamt koaxial zueinander angeordnet sind, sodass beispielsweise die Planetenradsatzdrehachsen, die erste Maschinendrehachse und die zweite Maschinendrehachse allesamt zusammenfallen. Hierdurch kann eine kompakte Bauweise sowie eine vorteilhafte Fahrbarkeit realisiert werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der erste Planetenradsatz für eine Standübersetzung von -1 ,6 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz eine Standübersetzung von - 1 ,6 aufweist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der zweite Planetenradsatz für eine Standübersetzung von -2,6 ausgebildet ist, mithin eine Standübersetzung von +2,6 aufweist.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der dritte Planetenradsatz für eine Standübersetzung von -4,2 ausgebildet ist, mithin eine Standübersetzung von - 4,2 aufweist. Dadurch können eine besonders kompakte Bauweise und eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit dargestellt werden.
Vorzugsweise ist das Planetengetriebe als ein Planetendifferentialgetriebe, insbesondere mit einer Torque-Vectoring-Funktion, ausgebildet. Die Torque-Vectoring- Funktion wird auch als Drehmomentverteilungsfunktion bezeichnet. Insbesondere kann hierunter Folgendes verstanden werden: Das elektrische Antriebssystem und somit das Planetengetriebe sind, insbesondere genau, einer der Achsen und somit den Rädern der einen Achse zugeordnet, sodass die Antriebsräder mittels der elektrischen Maschine über das Planetengetriebe angetrieben werden können. Da das Planetengetriebe vorzugsweise als Planetendifferentialgetriebe fungiert oder ausgebildet ist, lässt das Planetengetriebe beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen der Antriebsräder zu, insbesondere derart, dass sich das kurvenäußere Antriebsrad mit einer größeren Drehzahl dreht oder drehen kann als das kurveninnere Antriebsrad.
Offenbart sei auch ein vorzugsweise als Kraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug, insbesondere das zuvor genannte Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes, elektrisches Antriebssystem aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des elektrischen Antriebssystems sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das elektrische Antriebssystem eine erste Übersetzungsstufe aufweisen, welche auch als erster Final Drive bezeichnet wird. Bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss, entlang welchem die dritten Drehmomente über die erste Ausgangswelle aus dem Planetengetriebe ausgeleitet werden können, ist die erste Übersetzungsstufe beispielsweise in dem ersten Drehmomentenfluss und dabei stromab der ersten Ausgangswelle angeordnet, mithin der ersten Ausgangswelle nachgeschaltet oder nachgelagert. Umgekehrt ausgedrückt ist die erste Ausgangswelle in dem ersten Drehmomentenfluss und dabei stromauf der ersten Übersetzungsstufe angeordnet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das elektrische Antriebssystem eine zweite Übersetzungsstufe aufweist, welche auch als zweiter Final Drive bezeichnet wird. Bezogen auf einen zweiten Drehmomentenfluss, entlang welchem die vierten Drehmomente über die zweite Ausgangswelle aus dem Planetengetriebe ausgeleitet werden können, ist die zweite Übersetzungsstufe in dem zweiten Drehmomentenfluss und dabei stromab der zweiten Ausgangswelle angeordnet. Mit anderen Worten ist die zweite Übersetzungsstufe in dem zweiten Drehmomentenfluss angeordnet und dabei der zweiten Ausgangswelle nachgeschaltet. Umgekehrt ausgedrückt ist die zweite Ausgangswelle nachgeschaltet. Umgekehrt ausgedrückt ist die zweite Ausgangswelle in dem zweiten Drehmomentenfluss angeordnet und dabei stromauf der zweiten Übersetzungsstufe angeordnet. Insbesondere ist es denkbar, dass ein erstes der Antriebsräder über die erste Übersetzungsstufe von der ersten Ausgangswelle antreibbar ist. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Antriebsrad über die zweite Übersetzungsstufe von der zweiten Ausgangswelle antreibbar ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Übersetzungsstufe, die zweite Übersetzungsstufe, die Planetenradsätze und die Rotoren in einem gemeinsamen Gehäuse des elektrischen Antriebssystems angeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei dem Gehäuse um das zuvor genannte Gehäuseelement und/oder die zuvor genannte Gehäuseeinrichtung handeln. Die jeweilige Übersetzungsstufe weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei jeweilige Zahnräder auf, welche insbesondere als Stirnräder ausgebildet sein können. Beispielsweise stehen die jeweiligen Zahnräder der jeweiligen Übersetzungsstufe in, insbesondere direktem, Eingriff miteinander, sodass beispielsweise die jeweiligen Zahnräder der jeweiligen Übersetzungsstufe eine jeweilige Stirnradstufe oder Stirnradpaarung bilden. Durch Verwendung der Übersetzungsstufen kann auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte und insbesondere besonders vorteilhaft große Übersetzung und somit eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit dargestellt werden.
Um den Bauraumbedarf des elektrischen Antriebssystems in einem besonders geringen Rahmen halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Planetengetriebe, die beiden Rotoren und die beiden Übersetzungsstufen koaxial zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, sodass die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen. Unter einer koaxialen Anordnung der Rotoren, das heißt darunter, dass die Rotoren vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet sind, kann insbesondere verstanden werden, dass die Maschinendrehachsen zusammenfallen. Sind somit beispielsweise die Rotoren koaxial zueinander und koaxial zu den Planetenradsätzen und somit koaxial zu dem Planetengetriebe angeordnet, so fallen die Maschinendrehachsen zusammen, die Planetenradsatzdrehachsen fallen zusammen und die jeweilige Planetenradsatzdrehachse fällt mit der jeweiligen Maschinendrehachse zusammen. Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass die jeweilige Übersetzungsstufe wenigstens ein Übersetzungselement aufweist, welches beispielsweise als ein Zahnrad, insbesondere als ein Stirnrad, ausgebildet sein kann. Das jeweilige Übersetzungselement der jeweiligen Übersetzungsstufe kann, insbesondere um eine Übersetzungselementdrehachse, relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Sind die Übersetzungsstufen koaxial zueinander angeordnet, so sind die Übersetzungselemente der Übersetzungsstufen koaxial zueinander angeordnet, sodass die Übersetzungselementdrehachsen zusammenfallen. Sind nun beispielsweise die Übersetzungsstufen koaxial zueinander, koaxial zu dem Planetengetriebe und koaxial zu den Rotoren angeordnet, so fallen die Planetenradsatzdrehachsen, die Maschinendrehachsen und die Übersetzungselementdrehachsen allesamt zusammen, wodurch eine besonders bauraumgünstige Bauweise dargestellt werden kann.
Um die Teileanzahl und somit das Gewicht, die Kosten und den Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen halten sowie eine vorteilhafte Fahrbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Übersetzungsstufe als ein jeweiliger, weiterer Planetenradsatz ausgebildet ist. Somit ist es denkbar, dass die erste Übersetzungsstufe als ein vierter Planetenradsatz und die zweite Übersetzungsstufe als ein fünfter Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei der vierte Planetenradsatz zusätzlich zu dem ersten, zweiten, dritten und fünften Planetenradsatz vorgesehen ist. Somit ist beispielsweise das jeweilige, zuvor genannte Übersetzungselement der jeweiligen Übersetzungsstufe ein jeweiliges Sonnenrad oder ein jeweiliges Hohlrad oder ein jeweiliger Planetenträger des jeweiligen, vierten beziehungsweise fünften Planetenradsatzes. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein jeweiliger Eingang des jeweiligen, weiteren Planetenradsatzes, mithin der jeweiligen Übersetzungsstufe, ein jeweiliges, weiteres Sonnenrad des jeweiligen, weiteren Planetenradsatzes ist. Somit können beispielsweise die über die erste Ausgangswelle aus dem Planetengetriebe ausgeleiteten und insbesondere von der ersten Ausgangswelle bereitgestellten, dritten Drehmomente über den Eingang, mithin über das Sonnenrad, der als der vierte Planetenradsatz ausgebildeten, ersten Übersetzungsstufe in die erste Übersetzungsstufe eingeleitet werden. Ferner können beispielsweise die über die zweite Ausgangswelle aus dem Planetengetriebe ausgeleiteten und insbesondere von der zweiten Ausgangswelle bereitgestellten, vierten Drehmomente über den Eingang, mithin über das Sonnenrad, der als der fünfte Planetenradsatz ausgebildeten, zweiten Übersetzungsstufe in die zweite Übersetzungsstufe eingeleitet werden. Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der jeweilige, weitere Planetenträger des jeweiligen, weiteren Planetenradsatzes, mithin der jeweiligen Übersetzungsstufe, ein jeweiliger Ausgang oder Abtrieb der jeweiligen Übersetzungsstufe ist. Somit kann beispielsweise die als der vierte Planetenradsatz ausgebildete, erste Übersetzungsstufe über ihren weiteren Planetenträger fünfte Drehmomente bereitstellen, mithin fünfte Drehmomente aus sich herausleiten beziehungsweise abführen, wobei beispielsweise die fünften Drehmomente aus den dritten Drehmomenten resultieren, die, insbesondere über das weitere Sonnenrad der ersten Übersetzungsstufe, in die erste Übersetzungsstufe eingeleitet werden oder wurden. Ferner kann somit beispielsweise die als der fünfte Planetenradsatz ausgebildete, zweite Übersetzungsstufe über ihren weiteren Planetenträger sechste Drehmomente bereitstellen, mithin aus sich abführen beziehungsweise herausleiten, wobei beispielsweise die sechsten Drehmomente aus den vierten Drehmomenten resultieren, die, insbesondere über das weitere Sonnenrad der zweiten Übersetzungsstufe, in die zweite Übersetzungsstufe eingeleitet werden oder wurden. Als ferner besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das jeweilige, weitere Hohlrad der jeweiligen, als der vierte beziehungsweise fünfte Planetenradsatz ausgebildeten Übersetzungsstufe gehäusefest ist, mithin, insbesondere permanent, drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei das Gehäuse beispielsweise das Gehäuseelement und/oder die Gehäuseeinrichtung ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems in einem ersten Zustand; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des elektrischen Antriebssystems in einem zweiten Zustand.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein elektrisches Antriebssystem 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Somit weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das elektrische Antriebssystem 10 auf, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete Achsen auf. Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder auf, wobei die jeweiligen Räder der jeweiligen Achse auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Beispielsweise ist das Antriebssystem 10 wenigstens oder genau einer der Achsen zugeordnet, sodass mittels des elektrischen Antriebssystems 10 wenigstens oder nur die Räder der Achse angetrieben werden können, der das elektrische Antriebssystem 10 zugeordnet ist. Die mittels des elektrischen Antriebssystems 10 antreibbaren Räder werden auch als Antriebsräder bezeichnet. Die Antriebsräder sind in Fig. 1 besonders schematisch dargestellt und mit 12 und 14 bezeichnet. Durch, insbesondere rein, elektrisches Antreiben der Antriebsräder 12 und 14 mittels des Antriebssystems 10 kann das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden.
Das Antriebssystem 10 weist eine erste elektrische Maschine 16 auf, welche einen ersten Stator 18 und einen ersten Rotor 20 aufweist. Mittels des Stators 18 kann der Rotor 20 angetrieben und dadurch um eine erste Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 18 gedreht werden. Das Antriebssystem 10 weist ein in Fig. 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 22 auf, welches auch als Gehäuseeinrichtung oder Gehäuseelement bezeichnet wird. Dabei ist der Rotor 20 um die erste Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 18 und relativ zu dem Gehäuse 22 drehbar. Das Antriebssystem 10 umfasst außerdem eine zweite elektrische Maschine 24, welche einen zweiten Stator 26 und einen zweiten Rotor 28 aufweist. Mittels des Stators 26 kann der Rotor 28 angetrieben und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 26 und relativ zu dem Gehäuse 22 gedreht werden. Vorzugsweise sind die elektrischen Maschinen 16 und 24 und somit ihre Rotoren 20 und 28 koaxial zueinander angeordnet, auch wenn dies aus Platzgründen in Fig. 1 anders dargestellt sein sollte. Da die elektrischen Maschinen 16 und 24 und somit ihre Rotoren 20 und 28 vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet sind, fallen die Maschinendrehachsen zusammen. Die elektrische Maschine 16 kann über ihren Rotor 20 erste Drehmomente bereitstellen, welche durch einen Pfeil 21 veranschaulicht sind. Die zweite elektrische Maschine 24 kann über ihren zweiten Rotor 28 zweite Drehmomente bereitstellen, welche in Fig. 1 durch einen Pfeil 29 veranschaulicht sind.
Das Antriebssystem 10 weist ein Planetengetriebe 30 auf, welches einen ersten Planetenradsatz 32 und einen zweiten Planetenradsatz 34 aufweist. Die Planetenradsätze 32 und 34 werden auch einfach als Planetensätze bezeichnet. Des Weiteren weist das Planetengetriebe 30 eine erste Eingangswelle 36 und eine zweite Eingangswelle 38 auf. Des Weiteren weist das Planetengetriebe 30 eine erste Ausgangswelle 40 und eine zweite Ausgangswelle 42 auf. Die erste Eingangswelle 36 ist dazu ausgebildet, die von der ersten elektrischen Maschine 16 ausgehenden, das heißt die von der elektrischen Maschine 16 über den Rotor 20 und somit von dem Rotor 20 bereitgestellten, ersten Drehmomente in das Planetengetriebe 30 einzuleiten. Die zweite Eingangswelle 38 ist dazu ausgebildet, die von der zweiten elektrischen Maschine 24 ausgehenden, zweiten Drehmomente, das heißt die von der elektrischen Maschine 24 über den Rotor 28 und somit von dem Rotor 28 bereitgestellten, zweiten Drehmomente in das Planetengetriebe 30 einzuleiten. Die erste Ausgangswelle 40 ist dazu ausgebildet, dritte Drehmomente, die beispielsweise aus den in das Planetengetriebe 30 eingeleiteten, ersten Drehmomenten und/oder zweite Drehmomenten resultieren, aus dem Planetengetriebe 30 auszuleiten, wobei die dritten Drehmomente in Fig. 1 durch einen Pfeil 41 dargestellt sind. Die zweite Ausgangswelle 42 ist dazu ausgebildet, vierte Drehmomente, die beispielsweise aus den in das Planetengetriebe 30 eingeleiteten, ersten Drehmomenten und/oder zweiten Drehmomenten resultieren, aus dem Planetengetriebe 30 auszuleiten, wobei die vierten Drehmomente in Fig. 1 durch einen Pfeil 43 dargestellt sind.
Der erste Planetenradsatz 32 weist eine erste Summenwelle S1 , eine erste Differenzwelle D1 und eine zweite Differenzwelle D2 auf. Der zweite Planetenradsatz 34 weist eine zweite Summenwelle S2, eine dritte Differenzwelle D3 und eine vierte Differenzwelle D4 auf. Dabei ist die zweite Eingangswelle 38, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Differenzwelle D1 verbunden. Die erste Ausgangswelle 40 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Summenwelle S1 verbunden. Außerdem ist die erste Ausgangswelle 40, insbesondere permanent, drehfest mit der vierten Differenzwelle D4 verbunden. Die zweite Ausgangswelle 42 ist, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Differenzwelle D2 verbunden. Des Weiteren ist es bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die zweite Ausgangswelle 42, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Summenwelle S2 verbunden ist, sodass bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die zweite Differenzwelle D2 mit der zweiten Summenwelle S2, insbesondere permanent, drehfest verbunden ist.
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, weist das Planetengetriebe 30 einen dritten Planetenradsatz 44 auf, welcher auch als dritter Planetensatz bezeichnet wird. Der dritte Planetenradsatz 44 weist eine dritte Summenwelle S3, eine fünfte Differenzwelle D5 und eine sechste Differenzwelle D6 auf. Dabei ist die erste Eingangswelle 36, insbesondere permanent, drehfest mit der dritten Summenwelle S3 verbunden. Außerdem ist die dritte Differenzwelle D3, insbesondere permanent, drehfest mit der fünften Differenzwelle D5 verbunden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle 36, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotor 20 verbunden. Außerdem ist es bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Eingangswelle 38, insbesondere permanent, drehtest mit dem Rotor 28 verbunden ist.
Das elektrische Antriebssystem 10, insbesondere das Planetengetriebe 30, weist ein erstes Schaltelement SE1 auf, welches dazu ausgebildet ist, die vierte Differenzwelle D4 drehtest mit der sechsten Differenzwelle D6 zu verbinden. Des Weiteren weist das elektrische Antriebssystem 10, insbesondere das Planetengetriebe 30, ein zweites Schaltelement SE2 auf, welches dazu ausgebildet ist, die dritte Differenzwelle D3 und somit bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die fünfte Differenzwelle D5 drehtest mit der sechsten Differenzwelle D6 zu verbinden.
Fig. 1 zeigt einen ersten Zustand des elektrischen Antriebssystems 10, insbesondere des Planetengetriebes 30, wobei der erste Zustand beispielsweise ein erster Schaltzustand ist. In dem ersten Zustand ist das Schaltelement SE1 geschlossen, während das Schaltelement SE2 geöffnet ist, sodass in dem ersten Zustand mittels des ersten Schaltelements SE1 die vierte Differenzwelle D4 drehfest mit der sechsten Differenzwelle D6 verbunden ist, während die dritte Differenzwelle D3 nicht drehfest mit der sechsten Differenzwelle D6 verbunden ist, sodass sich beispielsweise die dritte Differenzwelle D3 und die sechste Differenzwelle D6 relativ zueinander drehen können, insbesondere um eine erste Planetenradsatzdrehachse des Planetenradsatzes 32 und/oder um eine zweite Planetenradsatzdrehachse des zweiten Planetenradsatzes 34 und/oder um eine dritten Planetenradsatzdrehachse des dritten Planetenradsatzes 44. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenradsätze 32, 34 und 44 koaxial zueinander angeordnet, sodass die genannten Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen. Außerdem ist es denkbar, dass die Planetenradsätze 32, 34 und 44 und somit das Planetengetriebe 30 koaxial zu den Rotoren 20 und 28 angeordnet sind, sodass die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen und sodass die Planetenradsatzdrehachsen mit den Maschinendrehachsen zusammenfallen, welche ebenfalls zusammenfallen.
Fig. 2 zeigt einen zweiten Zustand des elektrischen Antriebssystems 10, insbesondere des Planetengetriebes 30. Der zweite Zustand wird auch als zweiter Schaltzustand bezeichnet. In dem zweiten Zustand ist das Schaltelement SE1 geöffnet, während das zweite Schaltelement SE2 geschlossen ist. Somit sind in dem zweiten Zustand mittels des zweiten Schaltelements SE2 die dritte Differenzwelle D3 und die sechste Differenzwelle D6 drehfest miteinander verbunden, während die vierte Differenzwelle D4 und die sechste Differenzwelle D6 nicht drehfest miteinander verbunden sind, sondern sich relativ zueinander um die jeweilige Planetenraddrehachse drehen können.
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Differenzwelle D1 als ein erstes Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 32 ausgebildet. Die erste Summenwelle S1 ist als ein erster Planetenträger des ersten Planetenradsatzes 32 ausgebildet, wobei der erste Planetenträger auch als erster Steg bezeichnet wird. Außerdem ist die zweite Differenzwelle D2 als ein erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 32 ausgebildet. Des Weiteren ist es bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die dritte Differenzwelle D3 als ein zweites Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes 34 ausgebildet ist. Die vierte Differenzwelle D4 ist als ein zweiter Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes 34 ausgebildet, wobei der zweite Planetenträger auch als zweiter Steg bezeichnet wird. Die zweite Summenwelle S2 ist als ein zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes 34 ausgebildet.
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Planetenträger als ein Einfachplanetenträger mit ersten Planetenrädern 46 ausgebildet. Das jeweilige, erste Planetenrad 46 ist drehbar an dem ersten Planetenträger gelagert, wobei das jeweilige, erste Planetenrad 46, insbesondere gleichzeitig, mit dem ersten Sonnenrad und mit dem ersten Hohlrad kämmt.
Der zweite Planetenträger ist beispielsweise als ein Doppelplanetenträger mit zweiten Planetenrädern 48 und dritten Planetenrädern 50 ausgebildet, wobei vorzugsweise die zweiten Planetenräder 48 und die dritten Planetenräder 50 drehbar an dem zweiten Planetenträger, mithin an dem Doppelplanetenträger, gelagert sind. Dabei ist es denkbar, dass beispielsweise die zweiten Planetenräder 48 in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad, jedoch nicht in Eingriff mit dem zweiten Hohlrad und auch nicht in Eingriff mit den dritten Planetenrädern 50 stehen, wobei es denkbar ist, dass die dritten Planetenräder 50 in Eingriff mit dem zweiten Hohlrad, jedoch nicht in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad und nicht in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 48 stehen.
Somit kämmt beispielsweise das zweite Sonnenrad mit den zweiten Planetenrädern 48, und die dritten Planetenräder 50 kämmen mit dem zweiten Hohlrad, wobei beispielsweise die Planetenräder 48 und 50 miteinander kämmen oder die Planetenräder 48 und 50 kämmen nicht miteinander. Ferner kämmen die zweiten Planetenräder 48 nicht mit dem zweiten Hohlrad, und die dritten Planetenräder 50 kämmen nicht mit dem zweiten Sonnenrad. Außerdem sind die erste Planetenräder 46 getrennt von den zweiten Planetenrädern 48 und getrennt von den dritten Planetenrädern 50 ausgebildet. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die fünfte Differenzwelle D5 als ein drittes Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes 44 ausgebildet. Des Weiteren ist die dritte Summenwelle S3 als ein dritter Planetenträger des dritten Planetenradsatzes 44 ausgebildet, und die sechste Differenzwelle D6 ist als ein drittes Hohlrad des dritten Planetenradsatzes 44 ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise der dritte Planetenträger als ein Einfachplanetenträger mit vierten Planetenrädern 52 ausgebildet, welche drehbar an dem dritten Planetenträger gelagert sind. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das jeweilige, dritte Planetenrad 52, insbesondere gleichzeitig, mit dem dritten Hohlrad und mit dem dritten Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes 44 kämmt, mithin in Eingriff steht.
Die jeweilige Ausgangswelle 40 beziehungsweise 42 wird auch als Abtriebswelle bezeichnet. Dabei ist das jeweilige Antriebsrad 12 beziehungsweise 14 von der jeweiligen Abtriebswelle, das heißt von der Ausgangswelle 40 beziehungsweise 42, antreibbar.
Vorzugsweise weist das elektrische Antriebssystem 10 eine in den Fig. nicht dargestellte, erste Übersetzungsstufe auf, welche bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss, entlang welchem die dritten Drehmomente über die erste Ausgangswelle 40 aus dem Planetengetriebe 30 ausgeleitet werden können, in dem ersten Drehmomentenfluss und dabei stromab der ersten Ausgangswelle 40 angeordnet ist. In dem ersten Drehmomentenfluss ist beispielsweise eine in den Fig. nicht dargestellte, erste Seitenwelle angeordnet, welche in dem ersten Drehmomentenfluss und dabei stromab der ersten Übersetzungsstufe angeordnet ist. Die erste Seitenwelle kann über die erste Übersetzungsstufe von der ersten Ausgangswelle 40 angetrieben werden, wobei das Antriebsrad 12 von der ersten Seitenwelle und somit über die erste Seitenwelle von der ersten Übersetzungsstufe angetrieben werden kann. Das Antriebssystem 10 kann ferner eine in den Fig. nicht dargestellte, zweite Übersetzungsstufe aufweisen, welche bezogen auf einen zweiten Drehmomentenfluss, entlang welchem die vierten Drehmomente über die zweite Ausgangswelle 42 aus dem Planetengetriebe 30 ausgeleitet werden können, in dem zweiten Drehmomentenfluss und dabei stromab der zweiten Ausgangswelle 42 angeordnet ist. Dabei ist in dem zweiten Drehmomentenfluss stromab der zweiten Übersetzungsstufe eine in den Fig. nicht dargestellte, zweite Seitenwelle angeordnet, wobei das Antriebsrad 14 über die zweite Seitenwelle von der zweiten Übersetzungsstufe antreibbar ist. Außerdem ist die zweite Seitenwelle über die zweite Übersetzungsstufe von der zweiten Ausgangswelle 42 antreibbar. Demzufolge ist die erste Seitenwelle über die erste Übersetzungsstufe von der Ausgangswelle 40 antreibbar. Die jeweilige Übersetzungsstufe wird auch als Final Drive (FD) bezeichnet. Vorzugsweise ist die erste Übersetzungsstufe ein vierter Planetenradsatz, wobei es denkbar ist, dass die zweite Übersetzungsstufe ein fünfter Planetenradsatz ist. Vorzugsweise sind der vierte Planetenradsatz und der fünfte Planetenradsatz baugleich, das heißt identisch oder gleich hinsichtlich ihrer Konstruktion und somit insbesondere hinsichtlich ihrer Übersetzung.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Übersetzungsstufen, die Planetenradsätze 32, 34 und 44 und die Rotoren 20 und 28 koaxial zueinander angeordnet sind. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Übersetzungsstufen in dem Gehäuse 22 angeordnet sind. Somit ist es ganz vorzugsweise vorgesehen, dass die Planetenradsätze 32, 34 und 44 sowie die Rotoren 20 und 28 und auch die Übersetzungsstufen in dem gemeinsamen Gehäuse 22 angeordnet sind.
In dem oder durch den ersten Zustand kann beispielsweise ein reiner Differentialbetrieb realisiert werden, wobei das Schaltelement SE1 geschlossen und das Schaltelement SE2 offen ist. Die erste elektrische Maschine 16 speist über den dritten Planetenradsatz 44 und letztlich über das zweite Sonnenrad und den zweiten Planetenträger das jeweilige, erste Drehmoment, insbesondere das Planetengetriebe 30, ein, wobei hier beispielsweise die elektrische Maschine 24 sozusagen leer mitdreht. Der erste Planetenradsatz 32 ist hier ebenfalls sozusagen unbeteiligt, da insbesondere das erste Sonnenrad leer mitdreht. Über die erste Abtriebswelle, das heißt über die erste Ausgangswelle 40 und somit über den ersten Planetenträger, geht das jeweilige, dritte Drehmoment insbesondere als die Hälfte des von der elektrischen Maschine 16 generierten beziehungsweise bereitgestellten, ersten Drehmoments an eines der Antriebsräder 12 und 14, insbesondere an das Antriebsrad 12, und über die zweite Abtriebswelle, mithin über die zweite Ausgangswelle 42 und somit über das erste Hohlrad geht das vierte Drehmoment insbesondere als die andere Hälfte des von der elektrischen Maschine 16 bereitgestellten und insbesondere in das Planetengetriebe 30 eingeleiteten, ersten Drehmoments an das andere der Antriebsräder 12 und 14, insbesondere an das Antriebsrad 14.
In dem oder durch den zweiten Zustand, der in Fig. 2 gezeigt ist, kann ein sogenanntes aktives Torque-Vectoring, das heißt eine aktive Drehmomentenverteilungsfunktion, realisiert werden, wobei das Schaltelement SE1 offen und das Schaltelement SE2 geschlossen sind. Hierdurch ist der dritte Planetenradsatz 44 verblockt, da mittels des Schaltelements SE2 das dritte Hohlrad drehtest mit dem dritten Sonnenrad verbunden ist. Hierdurch speist die elektrische Maschine 16 ihr gesamtes, jeweiliges, erstes Drehmoment an dem zweiten Sonnenrad beziehungsweise über das zweite Sonnenrad, insbesondere in das Planetengetriebe 30, ein. Die elektrische Maschine 24 speist ihr jeweiliges, zweites Drehmoment an dem ersten Sonnenrad beziehungsweise über das erste Sonnenrad, insbesondere in das Planetengetriebe 30, ein. Es ist also so, dass der dritte Planetenradsatz 44 dazu dient, dass man, ausgehend von einem einfachen Getriebe und insbesondere dem Planetengetriebe 30, nur zwei Schaltelemente, nämlich die Schaltelemente SE1 und SE2 benötigt, um neben dem zweiten Zustand, das heißt neben dem aktiven Torque-Vectoring, auch den ersten Zustand und somit den reinen Differentialbetrieb realisieren zu können, wobei der reine Differentialbetrieb auch als Ein- EM-Fahrbetrieb bezeichnet wird, bei oder in welchem eine hälftige Aufteilung, das heißt leine 50:50-Aufteilung, des in das Planetengetriebe 30 eingespeisten, insbesondere ersten, Drehmoments realisierbar oder realisiert ist. Grundsätzlich könnte der gleiche Effekt auch ohne den dritten Planetenradsatz 44 realisiert werden, jedoch bräuchte man dann vier oder fünf Schaltelemente, um eine hohe Anzahl an Wellenumschaltungen zu erzielen, um den Ein-EM-Fahrbetrieb zu realisieren. Dies bedeutet also, dass durch das elektrische Antriebssystem 10 Bauteile und somit Gewicht, Kosten und Bauraum eingespart werden können, wobei gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Fahrbarkeit dargestellt werden kann.
Bezugszeichenliste
10 elektrisches Antriebssystem
12 Antriebsrad
14 Antriebsrad
16 erste elektrische Maschine
18 erster Stator
20 erster Rotor
21 Pfeil
22 Gehäuse
24 zweite elektrische Maschine
26 zweiter Stator
28 zweiter Rotor
29 Pfeil
30 Planetengetriebe
32 erster Planetenradsatz
34 zweiter Planetenradsatz
36 erste Eingangswelle
38 zweite Eingangswelle
40 erste Ausgangswelle
41 Pfeil
42 zweite Ausgangswelle
43 Pfeil
44 dritter Planetenradsatz
46 erstes Planetenrad
48 zweites Planetenrad
50 drittes Planetenrad
52 viertes Planetenrad
D1 erste Differenzwelle
D2 zweite Differenzwelle
D3 dritte Differenzwelle
D4 vierte Differenzwelle
D5 fünfte Differenzwelle
D6 sechste Differenzwelle
S1 erste Summenwelle
S2 zweite Summenwelle S3 dritte Summenwelle
SE1 erstes Schaltelement
SE2 zweites Schaltelement

Claims

25
Patentansprüche Elektrisches Antriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten elektrischen Maschine (16) mit einem ersten Rotor (20), mit einer zweiten elektrischen Maschine (24) mit einem zweiten Rotor (28), und mit einem Planetengetriebe (30), welches einen ersten Planetenradsatz (32), einen zweiten Planetenradsatz (34), eine erste Eingangswelle (36), eine zweite Eingangswelle (38), eine erste Ausgangswelle (40) und eine zweite Ausgangswelle (42) aufweist, wobei:
- die erste Eingangswelle (36) dazu ausgebildet ist, von der ersten elektrischen Maschine (16) ausgehende, erste Drehmomente in das Planetengetriebe (30) einzuleiten,
- die zweite Eingangswelle (38) dazu ausgebildet ist, von der zweiten elektrischen Maschine (24) ausgehende, zweite Drehmomente in das Planetengetriebe (30) einzuleiten,
- die erste Ausgangswelle (40) dazu ausgebildet ist, dritte Drehmomente aus dem Planetengetriebe (30) auszuleiten,
- die zweite Ausgangswelle (42) dazu ausgebildet ist, vierte Drehmomente aus dem Planetengetriebe (30) auszuleiten,
- der erste Planetenradsatz (32) eine erste Summenwelle (S1), eine erste Differenzwelle (D1) und eine zweite Differenzwelle (D2) aufweist,
- der zweite Planetenradsatz (34) eine zweite Summenwelle (S2), eine dritte Differenzwelle (D3) und eine vierte Differenzwelle (D4) aufweist,
- die zweite Eingangswelle (38) drehfest mit der ersten Differenzwelle (D1) verbunden ist,
- die erste Ausgangswelle (40) drehfest mit der ersten Summenwelle (S1) verbunden ist, - die zweite Ausgangswelle (42) drehtest mit der zweiten Differenzwelle (D2) verbunden ist,
- das Planetengetriebe (30) einen dritten Planetenradsatz (44) aufweist, welcher eine dritte Summenwelle (S3), eine fünfte Differenzwelle (D5) und eine sechste Differenzwelle (D6) aufweist,
- die erste Eingangswelle (36) drehtest mit der dritten Summenwelle (S3) verbunden ist, und
- die dritte Differenzwelle (D3) drehtest mit der fünften Differenzwelle (D5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangswelle (40) drehtest mit der vierten Differenzwelle (D4)verbunden ist, wobei ein erstes Schaltelement (SE1) dazu ausgebildet ist, die vierte Differenzwelle (D4) drehtest mit der sechsten Differenzwelle (D6) zu verbinden, und wobei ein zweites Schaltelement (SE2) dazu ausgebildet ist, die dritte Differenzwelle (D3) drehtest mit der sechsten Differenzwelle (D6) zu verbinden. Elektrisches Antriebssystem (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Differenzwelle (D2) drehtest mit der zweiten Summenwelle (S2) verbunden ist. Elektrisches Antriebssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die erste Differenzwelle (D1) als ein erstes Sonnenrad ausgebildet ist,
- die erste Summenwelle (S1) als ein erster Planetenträger ausgebildet ist, und
- die zweite Differenzwelle (D2) als ein erstes Hohlrad ausgebildet ist. Elektrisches Antriebssystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die dritte Differenzwelle (D3) als ein zweites Sonnenrad ausgebildet ist,
- die vierte Differenzwelle (D4) als ein zweiter Planetenträger ausgebildet ist, und
- die zweite Summenwelle (S2) als ein zweites Hohlrad ausgebildet ist. Elektrisches Antriebssystem (10) nach Ansprüche! 4, dadurch gekennzeichnet, dass:
- der erste Planetenträger als ein Einfachplanententräger mit ersten Planetenrädern (46) ausgebildet ist,
- der zweite Planetenträger als ein Doppelplanetenträger mit zweiten Planetenrädern (48) und dritten Planetenrädern (50) ausgebildet ist, und
- die ersten Planetenräder (46) getrennt von den zweiten Planetenrädern (48) und getrennt von den dritten Planetenrädern (50) ausgebildet sind. Elektrisches Antriebssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die fünfte Differenzwelle (D5) als ein drittes Sonnenrad ausgebildet ist,
- die dritte Summenwelle (S3) als ein dritter Planetenträger ausgebildet ist, und
- die sechste Differenzwelle (D6) als ein drittes Hohlrad ausgebildet ist. Elektrisches Antriebssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (30), der erste Rotor (20) und der zweite Rotor (28) koaxial zueinander angeordnet sind. Elektrisches Antriebssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- der erste Planetenradsatz (32) für eine Standübersetzung von -1 ,6 ausgebildet ist,
- der zweite Planetenradsatz (34) für eine Standübersetzung von +2,6 ausgebildet ist, und
- der dritte Planetenradsatz (44) für eine Standübersetzung von -4,2 ausgebildet ist.
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