WO2024056897A1 - Antriebsvorrichtung für ein nutzfahrzeug und nutzfahrzeug mit einer solchen antriebsvorrichtung - Google Patents

Antriebsvorrichtung für ein nutzfahrzeug und nutzfahrzeug mit einer solchen antriebsvorrichtung Download PDF

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WO2024056897A1
WO2024056897A1 PCT/EP2023/075524 EP2023075524W WO2024056897A1 WO 2024056897 A1 WO2024056897 A1 WO 2024056897A1 EP 2023075524 W EP2023075524 W EP 2023075524W WO 2024056897 A1 WO2024056897 A1 WO 2024056897A1
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busbar
power supply
supply device
drive wheel
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Thomas Kottke
Markus Luidl
Klaus Lindner
Harald Weishaupt
Daniel Macht
Christoph KÜHNLE
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Rolls-Royce Solutions GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a drive device for a commercial vehicle and a commercial vehicle with such a drive device.
  • oversizing can be provided in order to be able to transfer the additional power that occurs when steering, which is sometimes loosely referred to as reactive power, from the braked side to the accelerated side, which means additional weight and additional costs for the commercial vehicle means;
  • reactive power the additional power that occurs when steering
  • mechanical solutions are also known, for example from EP 2 976247 B1, which require additional steering motors and are also large, heavy and complex.
  • the invention is therefore based on the object of creating a drive device for a commercial vehicle and a commercial vehicle with such a drive device, with at least some of the disadvantages mentioned being at least reduced, preferably not occurring.
  • the object is achieved by providing the present technical teaching, in particular the teaching of the independent claims and the preferred embodiments disclosed in the dependent claims and the description.
  • the object is achieved in particular by creating a drive device for driving a commercial vehicle, which has at least one first drive wheel on a first side of the commercial vehicle and at least one second drive wheel on a second side of the commercial vehicle, the first drive wheel having a first electric hub motor and the A second electric hub motor is assigned to the second drive wheel.
  • the drive device has a first power supply device, wherein the first power supply device is set up to provide electrical power and is operatively connected to the first hub motor in order to supply drive power to the first hub motor.
  • the drive device also has a second power supply device, wherein the second power supply device is set up to provide electrical power and is operatively connected to the second hub motor in order to supply drive power to the second hub motor.
  • the hub motors provide a particularly flexible and at the same time efficient drive for the vehicle, in particular eliminating the need for a complex and therefore large, heavy and expensive gearbox; rather, the drive torque is transmitted directly from the respective hub motor to the associated drive wheel.
  • the provision of the first and second power supply devices also makes the drive particularly flexible, with redundancy in particular being provided at least to a certain extent.
  • the use of hub motors also allows the installation space to be optimized.
  • the first side and the second side lie opposite each other, in particular perpendicular to a intended direction of travel of the commercial vehicle, and are therefore in particular a left side and a right side of the commercial vehicle, or vice versa.
  • an electric hub motor is understood to mean, in particular, an electric machine that can be operated as a motor and can be arranged or is arranged on a wheel hub of a drive wheel.
  • the electric machine can also be operated as a generator, in particular to recuperate braking energy.
  • the power supply devices are operatively connected to the assigned hub motors, in particular via a converter.
  • the first power provision device can also be connected to the second
  • Hub motor be operatively connected.
  • Power supply device can also be operatively connected to the first hub motor.
  • the drive device has more than two power supply devices.
  • smaller power supply devices or power supply devices with lower power can be used; At the same time, the flexibility and redundancy of the drive is increased.
  • truck engines can be used as internal combustion engines of the power supply devices.
  • the first power supply device is arranged on the first side, in particular in the case of a tracked vehicle above a first caterpillar chain in a first chain box.
  • the second power supply device is arranged on the second side, in particular in the case of a tracked vehicle above a second caterpillar chain in a second chain box.
  • the drive device has more than two drive wheels, in particular at least four, in particular more than four drive wheels.
  • each drive wheel is assigned a separate hub motor.
  • At least one power supply device has an internal combustion-electrical arrangement or is designed as an internal combustion-electrical arrangement, wherein the internal combustion-electrical arrangement has an internal combustion engine and an electrical machine, wherein the internal combustion engine with the electric machine - in particular via a clutch or a freewheel drive - is operatively connected, so that the electric machine can be driven by the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine can be a diesel engine, so that the internal combustion-electric arrangement is a diesel-electric arrangement.
  • the at least one power supply device designed as an internal combustion-electric arrangement additionally has a battery in order to be able to temporarily store electrical energy and in particular to be able to absorb recuperated energy.
  • the electric machine of the respective power supply device is electrically connected to the battery via a converter, with the assigned hub motor being electrically connected to the battery via the respective converter.
  • the electrical machine can be operated as a generator.
  • the electric machine is electrically connected at least to the associated hub motor, advantageously to both hub motors, in particular to the first hub motor and to the second hub motor, - in particular via the converter and the battery - in order to provide electrical energy for the drive.
  • the at least one power supply device is designed as a serial hybrid drive.
  • the first power supply device has a first internal combustion engine and a first electrical machine that is operatively connected to the first internal combustion engine drive, and optionally in particular a first battery and a first converter.
  • the second power supply device has a second internal combustion engine and a second electrical machine which is operatively connected to the second internal combustion engine, and optionally in particular a second battery and a second converter.
  • At least one power supply device selected from the first power supply device and the second power supply device, has a battery or is designed as a battery.
  • the assigned hub motor is electrically connected to the battery via a converter.
  • the power supply device can only comprise at least one battery and not an internal combustion engine or fuel cell.
  • the drive device is then designed as a purely electric drive device that can be charged electrically, but to which no chemical substances can be supplied as fuel.
  • the Power supply device has an internal combustion electrical arrangement and additionally a battery.
  • At least one power supply device selected from the first power supply device and the second power supply device, has a fuel cell or is designed as a fuel cell. It is of course possible for the power supply device to additionally have a battery.
  • the assigned hub motor is electrically connected to the fuel cell and/or the battery via a converter.
  • the first power provision device and the second power provision device are designed to be similar or identical.
  • the various types of power provision devices mentioned can of course also be combined with one another in various other embodiments, so that the drive device in particular has different power provision devices on the one hand as the first power provision device and on the other hand as the second power provision device.
  • the drive device has a plurality of first drive wheels on the first side and a plurality of second drive wheels on the second side, with the first drive wheels each being assigned a first hub motor, and the second drive wheels each being assigned a first hub motor second hub motor is assigned.
  • each drive wheel is assigned a separate hub motor.
  • the drive device also has a first electrical busbar on the first side and a second electrical busbar on the second side.
  • the first power supply device is in particular electrically connected to the first busbar.
  • the first power supply device is electrically connected to the second busbar.
  • the second power supply device is electrically connected in particular to the second busbar.
  • the second power supply device is electrically connected to the first busbar.
  • the drive proves to be particularly flexible in use with this design.
  • the drive device has at least three or at least four, in particular more than four, in particular an even number of drive wheels on the first side.
  • the drive device on the second side has at least three or at least four, in particular more than four, in particular an even number of drive wheels. It is also possible for the drive device to have an odd number of drive wheels on the first side and/or on the second side - in particular in each case. In particular, the drive device has an even number of drive wheels overall.
  • the first electrical machine is electrically connected to the first busbar via a first battery and a first converter.
  • the second electrical machine is electrically connected to the second busbar via a second battery and a second converter.
  • first busbar and the second busbar are electrically connected to one another - in particular separable by means of a switch. This enables a particularly flexible distribution of the electrical power within the drive device.
  • the first hub motors are electrically connected - in particular via a converter - to the first collecting machine and the second hub motors are electrically connected - in particular via a converter - to the second busbar.
  • the first hub motors are partially, in particular half, electrically connected to the first busbar and partly, in particular half, to the second busbar, wherein the second hub motors are partly, in particular half, connected to the second busbar and partly, in particular half are electrically connected to the first busbar.
  • a part, in particular one half of the first hub motors is electrically connected to the first bus bar, with a complementary part, in particular the other half of the first hub motors being electrically connected to the second bus bar.
  • there is one Part, in particular one half of the second hub motors is electrically connected to the second bus bar, wherein a complementary part, in particular the other half of the second hub motors is electrically connected to the first bus bar.
  • the drive is advantageously designed to be redundant, so that, for example, half of the hub motors on both sides can continue to operate via one of the two busbars even if the energy supply fails.
  • half of the first hub motors are electrically connected to the first busbar and half to the second busbar, wherein half of the second hub motors are electrically connected to the second busbar and half to the first busbar.
  • the first power supply device and/or the second power supply device is electrically separably connected to the associated electrical busbar via a switching device.
  • the first power supply device is electrically separably connected via the switching device to the first busbar and in particular bypassing the first busbar to the second busbar, wherein the second power supply device is connected via the switching device to the second busbar and in particular bypassing the second Busbar is electrically separably connected to the first busbar.
  • the switching device has a first switch, via which the first power supply device is electrically connected to the first busbar, so that the electrical operative connection between the first power supply device and the first busbar can be selectively opened or closed.
  • the switching device has a second switch, via which the second power supply device is electrically connected to the second busbar, so that the electrical operative connection between the second Power supply device and the second busbar can be selectively opened or closed.
  • the switching device has a third switch, via which the first power supply device - in particular bypassing the first busbar - is electrically connected to the second busbar, so that the electrical operative connection between the first power supply device and the second busbar can be selectively opened or closed .
  • the switching device has a fourth switch, via which the second power supply device - in particular bypassing the second busbar - is electrically connected to the first busbar, so that the electrical operative connection between the second power supply device and the first busbar can be selectively opened or closed .
  • first busbar and the second busbar are electrically separably connected to one another via the switching device, in particular via a fifth switch.
  • each power supply device in particular each internal combustion engine or fuel cell, is assigned a fuel container.
  • a fuel container of the first power supply device is arranged on the first side.
  • a second fuel container of the second power supply device is arranged on the second side.
  • the fuel containers are fluidly connected to one another. This also advantageously provides redundancy with respect to the fuel containers, whereby if one fuel container fails, both power supply devices can be supplied from the remaining fuel container.
  • the drive wheels are chain wheels for - in particular directly - driving a respective caterpillar chain.
  • a first transmission drive wheel of the at least one first drive wheel is connected via a transmission to a second transmission drive wheel of the at least one second drive wheel - in particular opposite in the transverse direction - that is to say in particular is actively connected to the drive.
  • power can advantageously be transferred from one side to the other side via the transmission while cornering, whereby the transmission can be designed to be simpler and can therefore be small, comparatively light and inexpensive.
  • the transmission is designed as a manual transmission. In another embodiment, the transmission is designed as a continuously variable transmission. It is possible that electric recuperation is combined with the transmission; This enables, in particular, a distribution of force between the transmission and the electric drive train.
  • At least one transmission drive wheel selected from the first transmission drive wheel and the second transmission drive wheel, is connected to the transmission via a clutch, in particular is connected in a driving manner.
  • only exactly one transmission drive wheel, selected from the first transmission drive wheel and the second transmission drive wheel, is connected to the transmission via a clutch.
  • both transmission drive wheels are each connected to the transmission via an associated clutch.
  • the at least one clutch is designed as a hydrodynamic clutch or as a slip clutch.
  • the transmission is designed as a manual transmission, with an idle and at least two gears, with no active drive connection between the first transmission drive wheel and the second transmission drive wheel in the idle, in a first Gear of the at least two gears, the first transmission drive wheel is reduced relative to the second transmission drive wheel, wherein in a second gear of the at least two gears, the second transmission drive wheel is reduced relative to the first transmission drive wheel.
  • Idling corresponds to the state of the commercial vehicle traveling straight ahead, with the first gear and the second gear being assigned to different cornering directions.
  • the curve radius can advantageously be adjusted via a slip in the at least one clutch.
  • the transmission designed as a manual transmission can have more than two gears.
  • the curve radius can be varied in particular in addition to or as an alternative to the slip in the at least one clutch by selecting the gear engaged on the multi-stage manual transmission.
  • the transmission is free of transmission drives.
  • the transmission can be designed to be very simple, cost-effective and space-saving.
  • the transmission does not have a control motor or steering motor. This does not exclude the possibility that actuators are provided for switching between the gears of the transmission designed as a manual transmission or for varying the reduction ratio of the continuously variable transmission.
  • the fact that the transmission is free of transmission drives means in particular that the transmission has no actively driven gears or gear sets and in particular no additional drive such as a steering motor for driving gears or gear sets of the transmission.
  • the object is also achieved by creating a commercial vehicle which has a drive device according to the invention or a drive device according to one or more of the previously described embodiments. In connection with the commercial vehicle, there are particularly those advantages that have already been explained previously in connection with the drive device.
  • the commercial vehicle is designed as a tracked vehicle.
  • the commercial vehicle is selected from a group consisting of: a military vehicle, in particular an armored military vehicle, in particular a battle tank, an armored personnel carrier, an engineer tank, a recovery vehicle, a detection tank, a mine-clearing tank, a bridge-laying tank, an anti-aircraft tank, an armored car, an airborne tank, a tank destroyer, a driving school tank, a floating tank, a fire fighting tank, a self-propelled howitzer or an armored rocket launcher, a construction vehicle, in particular an excavator or a wheel loader, an agricultural vehicle, in particular a tractor or harvester, and one Bulldozer, especially a snow groomer.
  • a military vehicle in particular an armored military vehicle, in particular a battle tank, an armored personnel carrier, an engineer tank, a recovery vehicle, a detection tank, a mine-clearing tank, a bridge-laying tank, an anti-aircraft tank, an armored car, an airborne tank, a
  • Figure 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a commercial vehicle with a first exemplary embodiment of a drive device
  • Figure 2 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of a drive device
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a drive device
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth exemplary embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of a drive device
  • Figure 6 is a schematic representation of the functionality of the fifth exemplary embodiment of the drive device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a commercial vehicle 1 with a first exemplary embodiment of a drive device 3.
  • the components of the drive device 3 that serve directly for the mechanical drive of the commercial vehicle 1 are essentially shown.
  • the further components of the drive device 3 shown in b) have been omitted.
  • the commercial vehicle 1 is designed as a tracked vehicle and has a first caterpillar chain 7.1 on a first side 5.1 and a second caterpillar chain 7.2 on a second side 5.2.
  • the commercial vehicle 1 can in particular be a military vehicle, in particular an armored military vehicle, in particular a main battle tank, an armored personnel carrier, an engineer tank, a recovery vehicle, a detection tank, a mine-clearing tank, a bridge-laying tank, an anti-aircraft tank, an armored car, an airborne tank, a tank destroyer, a driving school tank , a floating tank, a fire fighting tank, a self-propelled howitzer or an armored rocket launcher, or a construction vehicle, in particular an excavator or a wheel loader, an agricultural vehicle 1, in particular a tractor or a harvester, or a bulldozer, in particular a snow groomer.
  • a military vehicle in particular an armored military vehicle, in particular a main battle tank, an armored personnel carrier, an engineer tank, a recovery vehicle, a detection tank, a mine-clearing tank, a bridge-laying tank, an anti-aircraft tank, an armored car, an airborne tank
  • the drive device 3 has at least one first drive wheel 9 on the first side 5.1 of the commercial vehicle 1 and at least one second drive wheel 11 on the second side 5.2 of the commercial vehicle 1, in particular a plurality of first drive wheels 9 and a plurality of second drive wheels 11, in particular more than four first drive wheels 9, in the exemplary embodiment shown here six first drive wheels 9, and more than four second drive wheels 11, in the exemplary embodiment shown here in particular six second drive wheels 11.
  • first drive wheel 9 and one second drive wheel 11 marked with the corresponding reference number.
  • the drive wheels 9, 11 are chain wheels for directly driving the respectively assigned caterpillar chain 7.1, 7.2.
  • a first electric hub motor 13 is assigned to each first drive wheel 9.
  • a second electric hub motor 15 is assigned to each second drive wheel 11.
  • only a first electric hub motor 13 and a second electric hub motor 15 are marked with the respective reference numerals.
  • a first electrical converter 17 is preferably assigned to each first hub motor 13.
  • Each second hub motor 15 is preferably assigned a second electrical converter 19.
  • first electrical converter 17 and a second electrical converter 19 are marked with the respective reference numerals.
  • the drive device 3 has a first power supply device 21.1 arranged in particular on the first side 5.1, which in turn has a first internal combustion engine 23.1 and a first electrical machine 25.1 in the exemplary embodiment shown here.
  • the first power supply device 21. 1 is therefore designed in particular as a first internal combustion electrical arrangement 22. 1.
  • the first power supply device 21.1 can be designed in particular as a battery or as a fuel cell.
  • the first electric machine 25.1 is operatively connected to the first hub motors 13 in a manner not shown here, in particular via the first converter 17, in order to supply drive power to the first hub motors 13 and in particular to recuperate kinetic energy during braking.
  • the drive device 3 also has a second power supply device 21.2, which is arranged in particular on the second side 5.2 and, in the exemplary embodiment shown here, in turn has a second internal combustion engine 23.2 and a second electrical one Machine 25.2 has.
  • the second power supply device 21.2 is therefore designed in particular as a second internal combustion electrical arrangement 22.2.
  • the second power supply device 21.2 can be designed in particular as a battery or as a fuel cell.
  • the second electric machine 25.2 is operatively connected to the second hub motors 15 in a manner not shown here, in particular via the second converter 19, in order to supply drive power to the second hub motors 15, and in particular to recuperate kinetic energy during braking.
  • each power supply device 21.1, 21.2 is assigned a fuel container 27, the fuel containers 27 preferably being fluidly connected to one another in a manner not shown here.
  • the power supply devices 21.1, 21.2 are arranged above the caterpillar chains 7.1, 7.2 in chain boxes 26.
  • the drive device 3 also has a first electrical busbar 29. 1 on the first side 5.1 and a second electrical busbar 29.2 on the second side 5.2, the electrical busbars 29.1, 29.2 being designed as DC intermediate circuits in a preferred embodiment.
  • the first electrical machine 25.1 is electrically connected to the first busbar 29.1, in particular via a first converter 31.1 and a first battery 33.1.
  • the first hub motors 13 are in turn electrically connected to the first busbar 29.1 via the first converter 17.
  • the second electrical machine 25.2 is electrically connected to the second busbar 29.2, in particular via a second converter 31.2 and a second battery 33.2.
  • the second hub motors 15 are in turn electrically connected to the second busbar 29.2 via the second converter 19.
  • first busbar 29.1 and the second busbar 29.2 are electrically connected to one another.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the drive device 3. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numbers in all figures, so that reference is made to the previous description.
  • the first converters 17 and thus at the same time the first hub motors 13 are partly, here in particular half, connected to the first electrical busbar 29.1 and partly, here in particular half, with the second busbar 29.2.
  • the second converter 19 and thus at the same time the second hub motors 15 are partly, here in particular half, connected to the second busbar 29.2 and partly, here in particular half, connected to the first busbar 29.1.
  • the first power supply device 21.1 and the second power supply device 21.2 are electrically separably connected to the associated electrical busbar 29.1, 29.2 via a switching device 35.
  • the switching device 35 has a first switch 37, via which the first battery 33.1 is electrically connected to the first busbar 29.1, so that the electrical active connection between the first power supply device 21.1 and the first busbar 29.1 can be selectively opened or closed.
  • the switching device 35 also has a second switch 39, via which the second battery 33.2 is electrically connected to the second busbar 29.2, so that the electrical operative connection between the second power supply device 21.2 and the second busbar 29.2 can be selectively opened or closed.
  • the first switch 37 and the second switch 39 are closed. In the event of a failure or defect in the area of the first power supply device 21.1, this can, however, be separated from the first busbar 29.1 by opening the first switch 37, and half of the converters 17, 19 and thus at the same time half of the hub motors 13, 15 can be switched through the second Power supply device 21.2 is supplied with energy via the second busbar 29.2.
  • the second power supply device 21.2 in the event of a failure or defect in the area of the second power supply device 21.2, it can be separated from the second busbar 29.2 by opening the second switch 39, and half of the converters 17, 19 and thus At the same time, half of the hub motors 13, 15 can be supplied with energy by the first power supply device 21.1 via the first bus bar 29.1.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of the drive device 3.
  • the first power supply device 21.1 is separably connected to the first busbar 29.1 via the switching device 35 and additionally, bypassing the first busbar 29.1, to the second busbar 29.2, the second power supply device 21.2 being connected to the second busbar 29.2 via the switching device 35 and is separably connected to the first busbar 29.1, bypassing the second busbar 29.2.
  • the switching device 35 has, in addition to the first switch 37 and the second switch 39, a third switch 41, via which the first battery 33.1 is electrically connected to the second bus bar 29.2, bypassing the first bus bar 29. 1, so that the electrical active connection between the first power supply device 21.1 and the second busbar 29.2 can be selectively opened or closed.
  • the switching device 35 preferably has a fourth switch 43, via which the second battery 33.2 is electrically connected to the first busbar 29. 1, bypassing the second busbar 29.2, so that the electrical active connection between the second power supply device 21.2 and the first busbar 29. 1 can be either opened or closed.
  • the first switch 37 and the second switch 39 are closed and the third switch 41 and the fourth switch 43 are open.
  • the possibility here in the event of a defect in the area of the first busbar 29.1, to disconnect it from the first power supply device 21.1 by opening the first switch 37 , at the same time, however, the first power supply device 21.1 is to be connected to the second bus bar 29.2 by closing the third switch 41, so that the full power of both power supply devices 21.1, 21.2 can be supplied to the then still operable half of the converters 17, 19 and hub motors 13, 15.
  • the second power supply device 21.2 can be separated from the second busbar 29.2 by opening the second switch 39, although energy can still be fed from the first power supply device 21.1 into the second busbar 29.2 via the third switch 41.
  • the second power supply device 21.2 can be separated from the second power supply device 21.2 by opening the second switch 39, but at the same time the second power supply device 21.2 can be connected to the first busbar 29. 1 by closing the fourth switch 43, so that The full power of both power supply devices 21.1, 21.2 can be supplied to the then still operable half of the converters 17, 19 and hub motors 13, 15.
  • the first power supply device 21.1 can be separated from the first busbar 29. 1 by opening the first switch 37, although energy from the second power supply device 21.2 can still be fed into the first busbar 29.1 via the fourth switch 43 can.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of the drive device 3.
  • the first power supply device 21.1 has, in particular, instead of the first internal combustion engine 23.1 and the first electrical machine
  • the second power supply device 21.2 has, in particular, a second fuel cell 28.2 instead of the second internal combustion engine 23.2 and the second electrical machine 25.2.
  • the first busbar is 29.1 and the second busbar
  • 29.2 is electrically separably connected to one another via the switching device 35, in particular via a fifth switch 45. It is therefore possible, if necessary, to have a defective busbar
  • 29.1, 29.2 must be electrically separated from the still functional busbar 29.2, 29. 1.
  • the busbars 29.1, 29.2 can also be used in a particularly simple manner be electrically connected to each other in order to be able to feed energy from the remaining, functional power supply device 21.2, 21.1 into both electrical busbars 29. 1, 29.2, in particular in the event of a defect or failure of one of the power supply devices 21.1, 21.2.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of the drive device 3.
  • a first transmission drive wheel 9.1 of the at least one first drive wheel 9 is connected via a transmission 46, which is designed in particular as a manual transmission 47, to a second transmission drive wheel 11.2 of the at least one second drive wheel 11 - which is exactly opposite perpendicular to the direction of travel .
  • the transmission 46 can be designed as a continuously variable transmission.
  • first transmission drive wheel 9. 1 is connected to the transmission 46 via a first clutch 49.1.
  • the second transmission drive wheel 11.2 is connected to the transmission 46 via a second clutch 49.2.
  • the clutches 49.1, 49.2 can in particular each be designed as a hydrodynamic clutch or as a slip clutch. In another exemplary embodiment, it is also possible for only one of the transmission drive wheels 9.1, 11.2 to be connected to the transmission 46 via a clutch 49.1, 49.2.
  • the transmission 46 is in particular free of transmission drives and in particular has no control motor.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the operation of the fifth exemplary embodiment of the drive device 3.
  • the transmission 46 designed as a manual transmission 47 has an idle and at least two gears.
  • the commercial vehicle 1 drives straight ahead when the manual transmission 47 is idling.
  • the clutches 49.1, 49.2 are preferably opened.
  • the clutches 49. 1, 49.2 are preferably closed with slip, and the slip can then be reduced.
  • slip can be permitted again - in particular variably - with the clutches 49.1, 49.2 preferably being opened again, particularly towards the end of a curve.
  • the speeds of the hub motors 13, 15 are preferably adapted to the curve radius, with in one embodiment the hub motors 13, 15 on the outside of the curve maintaining their speed while the hub motors 13, 15 on the inside of the curve rotate more slowly.
  • the first gear is shown, in which the first transmission drive wheel 9.1 is geared down relative to the second transmission drive wheel 11.2, that is, the speed of the first transmission drive wheel 9. 1 is relative to the speed of the second transmission drive wheel 11.2 stocky.
  • the commercial vehicle 1 makes a left turn when the manual transmission 47 is in first gear.
  • a curve radius of the left-hand curve can be varied in particular by a variable slip in the clutches 49.1, 49.2.
  • the second gear is shown, in which the second transmission drive wheel 11.2 is reduced in relation to the first transmission drive wheel 9.1, that is to say the speed of the second transmission drive wheel 11.2 is reduced in relation to the speed of the first transmission drive wheel 9.1 .
  • the commercial vehicle 1 makes a right turn when the manual transmission 47 is in second gear.
  • a curve radius of the right-hand curve can in turn be varied in particular by the variable slip in the clutches 49.1, 49.2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (3) zum Antreiben eines Nutzfahrzeugs (1) mit mindestens einem ersten Antriebsrad (9) auf einer ersten Seite (5.1) des Nutzfahrzeugs (1) und mindestens einem zweiten Antriebsrad (11) auf einer zweiten Seite (5.2) des Nutzfahrzeugs (1), wobei dem ersten Antriebsrad (9) ein erster elektrischer Nabenmotor (13) und dem zweiten Antriebsrad (11) ein zweiter elektrischer Nabenmotor (15) zugeordnet ist, wobei die Antriebsvorrichtung (3) eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) aufweist, wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem ersten Nabenmotor (13) wirkverbunden ist, um dem ersten Nabenmotor (13) Antriebsleistung zuzuführen, und wobei die Antriebsvorrichtung (3) eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) aufweist, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem zweiten Nabenmotor (15) wirkverbunden ist, um dem zweiten Nabenmotor (15) Antriebsleistung zuzuführen.

Description

Rolls-Royce Solutions GmbH
BESCHREIBUNG
Antriebsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug und Nutzfahrzeug mit einer solchen Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Antrieb svorrichtung für ein Nutzfahrzeug und ein Nutzfahrzeug mit einer solchen Antrieb svorrichtung.
Bei Nutzfahrzeugen, insbesondere Kettenfahrzeugen, aber auch solchen Radfahrzeugen, die durch Aufprägen verschiedener Abrollgeschwindigkeiten auf die Räder verschiedener Seiten des Fahrzeugs gelenkt werden, werden typischerweise große, schwere und teure Getriebe eingesetzt, um ein Antriebsdrehmoment von einem Motor auf die Antriebsräder zu übertragen. Als besonders problematisch erweist sich die Kurvenfahrt eines solchen Fahrzeugs, bei der die Antriebsräder auf der einen Seite gebremst und auf der anderen Seite beschleunigt werden müssen, wobei typischerweise Leistung von der gebremsten Seite auf die beschleunigte Seite übertragen wird. Bei einem elektrischen Antrieb kann hierzu eine Überdimensionierung vorgesehen sein, um die beim Lenken auftretende, zusätzliche Leistung, die manchmal auch lax als Blindleistung bezeichnet wird, von der gebremsten Seite auf die beschleunigte Seite übertragen zu können, was zusätzliches Gewicht und zusätzliche Kosten für das Nutzfahrzeug bedeutet; es sind aber zusätzlich oder alternativ auch mechanische Lösungen bekannt, beispielsweise aus EP 2 976247 Bl, die zusätzliche Lenkmotoren benötigen und ebenfalls groß, schwer und komplex sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug und ein Nutzfahrzeug mit einer solchen Antrieb svorrichtung zu schaffen, wobei zumindest manche der genannten Nachteile wenigstens reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Nutzfahrzeugs geschaffen wird, die auf einer ersten Seite des Nutzfahrzeugs mindestens ein erstes Antriebsrad und auf einer zweiten Seite des Nutzfahrzeugs mindestens ein zweites Antriebsrad aufweist, wobei dem ersten Antriebsrad ein erster elektrischer Nabenmotor und dem zweiten Antriebsrad ein zweiter elektrischer Nabenmotor zugeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf, wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem ersten Nabenmotor wirkverbunden ist, um dem ersten Nabenmotor Antriebsleistung zuzuführen. Die Antriebsvorrichtung weist außerdem eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem zweiten Nabenmotor wirkverbunden ist, um dem zweiten Nabenmotor Antriebsleistung zuzuführen. Mittels der Nabenmotoren ist ein besonders flexibler und zugleich effizienter Antrieb für das Fahrzeug bereitgestellt, wobei insbesondere auf ein komplexes und damit großes, schweres und teures Getriebe verzichtet werden kann; vielmehr wird das Antriebsdrehmoment direkt von dem jeweiligen Nabenmotor auf das zugeordnete Antriebsrad übertragen. Auch die Bereitstellung der ersten und zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtungen gestaltet den Antrieb besonders flexibel, wobei zumindest in gewissem Umfang insbesondere eine Redundanz bereitgestellt wird. Die Verwendung von Nabenmotoren erlaubt zusätzlich eine Optimierung des Bauraums.
Die erste Seite und die zweite Seite liegen einander insbesondere senkrecht zu einer bestimmungsgemäßen Fahrtrichtung des Nutzfahrzeugs gegenüber, sind also insbesondere eine linke Seite und eine rechte Seite des Nutzfahrzeugs, oder umgekehrt.
Unter einem elektrischen Nabenmotor wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere eine als Motor betreibbare elektrische Maschine verstanden, die auf einer Radnabe eines Antriebsrads anordenbar oder angeordnet ist. Insbesondere ist die elektrische Maschine auch als Generator betreibbar, insbesondere um Bremsenergie zu rekuperieren.
Die Leistungsbereitstellungsvorrichtungen sind mit den zugeordneten Nabenmotoren insbesondere über einen Umrichter wirkverbunden. Insbesondere kann die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung zusätzlich mit dem zweiten
Nabenmotor wirkverbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite
Leistungsbereitstellungsvorrichtung zusätzlich mit dem ersten Nabenmotor wirkverbunden sein.
In einer Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung mehr als zwei Leistungsbereitstellungsvorrichtungen auf. Bei dieser Ausgestaltung können insbesondere kleinere Leistungsbereitstellungsvorrichtungen oder Leistungsbereitstellungsvorrichtungen mit geringerer Leistung verwendet werden; zugleich wird die Flexibilität und Redundanz des Antriebs erhöht. Insbesondere können in einer Ausführungsform als Brennkraftmaschinen der Leistungsbereitstellungsvorrichtungen Lkw-Motoren verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf der ersten Seite angeordnet, insbesondere bei einem Kettenfahrzeug oberhalb einer ersten Raupenkette in einem ersten Kettenkasten. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf der zweiten Seite angeordnet, insbesondere bei einem Kettenfahrzeug oberhalb einer zweiten Raupenkette in einem zweiten Kettenkasten.
Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung mehr als zwei Antriebsräder auf, insbesondere mindestens vier, insbesondere mehr als vier Antriebsräder. Insbesondere ist jedem Antriebsrad ein separater Nabenmotor zugeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Leistungsbereitstellungsvorrichtung, ausgewählt aus der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung, eine brennkraftelektrische Anordnung aufweist oder als brennkraftelektrische Anordnung ausgebildet ist, wobei die brennkraftelektrische Anordnung eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine aufweist, wobei die Brennkraftmaschine mit der elektrischen Maschine - insbesondere über eine Kupplung oder einen Freilauf- antrieb swirkverbunden ist, sodass die elektrische Maschine durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden kann. Insbesondere kann die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor sein, sodass die brennkraftelektrische Anordnung eine dieselelektrische Anordnung ist. In einer Ausführungsform weist außerdem die mindestens eine als brennkraftelektrische Anordnung ausgebildete Leistungsbereitstellungsvorrichtung zusätzlich eine Batterie auf, um elektrische Energie Zwischenspeichern und insbesondere rekuperierte Energie aufnehmen zu können. Dabei ist insbesondere die elektrische Maschine der jeweiligen Leistungsbereitstellungsvorrichtung über einen Konverter mit der Batterie elektrisch verbunden, wobei der zugeordnete Nabenmotor über den jeweiligen Umrichter mit der Batterie elektrisch verbunden ist.
Insbesondere kann die elektrische Maschine als Generator betrieben werden. Die elektrische Maschine ist zumindest mit dem zugeordneten Nabenmotor, vorteilhaft mit beiden Nabenmotoren, insbesondere mit dem ersten Nabenmotor und mit dem zweiten Nabenmotor, - insbesondere über den Konverter und die Batterie - elektrisch verbunden, um elektrische Energie für den Antrieb bereitzustellen. Insbesondere ist die mindestens eine Leistungsbereitstellungsvorrichtungen als serieller Hybrid-Antrieb ausgebildet.
Insbesondere weist in einer Ausführungsform die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung eine erste Brennkraftmaschine und eine mit der ersten Brennkraftmaschine antrieb swirkverbundene erste elektrische Maschine, sowie optional insbesondere eine erste Batterie und einen ersten Konverter auf. Insbesondere weist die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung eine zweite Brennkraftmaschine und eine mit der zweiten Brennkraftmaschine antriebswirkverbundene zweite elektrische Maschine, sowie optional insbesondere eine zweite Batterie und einen zweiten Konverter auf.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass zumindest eine Leistungsbereitstellungsvorrichtung, ausgewählt aus der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung, eine Batterie aufweist oder als Batterie ausgebildet ist. Insbesondere ist der zugeordnete Nabenmotor über einen Umrichter mit der Batterie elektrisch verbunden. Insbesondere kann die Leistungsbereitstellungsvorrichtung lediglich mindestens eine Batterie und keine Brennkraftmaschine oder Brennstoffzelle umfassen. Die Antriebsvorrichtung ist dann als rein elektrische Antriebsvorrichtung ausgebildet, die elektrisch geladen werden kann, der aber keine chemischen Substanzen als Treibstoff zugeführt werden können. Alternativ kann die Leistungsbereitstellungsvorrichtung eine brennkraftelektrische Anordnung und zusätzlich eine Batterie aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass zumindest eine Leistungsbereitstellungsvorrichtung, ausgewählt aus der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung, eine Brennstoffzelle aufweist oder als Brennstoffzelle ausgebildet ist. Es ist selbstverständlich möglich, dass die Leistungsbereitstellungsvorrichtung zusätzlich eine Batterie aufweist. Insbesondere ist der zugeordnete Nabenmotor über einen Umrichter mit der Brennstoffzelle und/oder der Batterie elektrisch verbunden.
In einer Ausführungsform sind die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung und die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung gleichartig oder identisch ausgebildet. Die verschiedenen genannten Arten von Leistungsbereitstellungsvorrichtungen können aber in verschiedenen anderen Ausführungsformen selbstverständlich auch beliebig miteinander kombiniert werden, sodass die Antriebsvorrichtung insbesondere verschiedene Leistungsbereitstellungsvorrichtungen einerseits als die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung und andererseits als die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung aufweist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung auf der ersten Seite eine Mehrzahl an ersten Antriebsrädern und auf der zweiten Seite eine Mehrzahl an zweiten Antriebsrädern aufweist, wobei den ersten Antriebsrädern jeweils ein erster Nabenmotor zugeordnet ist, und wobei den zweiten Antriebsrädern jeweils ein zweiter Nabenmotor zugeordnet ist. Insbesondere ist bei dieser Ausgestaltung jedem Antriebsrad jeweils ein separater Nabenmotor zugeordnet. Die Antriebsvorrichtung weist außerdem auf der ersten Seite eine erste elektrische Sammelschiene und auf der zweiten Seite eine zweite elektrische Sammelschiene auf. Die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung ist insbesondere mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden. Die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung ist insbesondere mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden. Der Antrieb erweist sich bei dieser Ausgestaltung als ganz besonders flexibel einsetzbar. Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung auf der ersten Seite mindestens drei oder mindestens vier, insbesondere mehr als vier, insbesondere eine gerade Anzahl an Antriebsrädern auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Antriebsvorrichtung auf der zweiten Seite mindestens drei oder mindestens vier, insbesondere mehr als vier, insbesondere eine gerade Anzahl an Antriebsrädern auf. Es ist auch möglich, dass die Antriebsvorrichtung auf der ersten Seite und/oder auf der zweiten Seite - insbesondere jeweils - eine ungerade Anzahl an Antriebsrädern aufweist. Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung insgesamt eine gerade Anzahl an Antriebsrädern auf.
Insbesondere ist die erste elektrische Maschine über eine erste Batterie und einen ersten Konverter mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden. Insbesondere ist die zweite elektrische Maschine über eine zweite Batterie und einen zweiten Konverter mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene - insbesondere mittels eines Schalters trennbar - miteinander elektrisch verbunden sind. Dies ermöglicht eine besonders flexible Verteilung der elektrischen Leistung innerhalb der Antrieb svorrichtung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Nabenmotoren elektrisch - insbesondere jeweils über einen Umrichter - mit der ersten Sammelmaschine und die zweiten Nabenmotoren elektrisch - insbesondere jeweils über einen Umrichter - mit der zweiten Sammelschiene verbunden sind.
Alternativ ist vorgesehen, dass die ersten Nabenmotoren teilweise, insbesondere zur Hälfte, mit der ersten Sammelschiene und teilweise, insbesondere zur Hälfte, mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden sind, wobei die zweiten Nabenmotoren teilweise, insbesondere zur Hälfte, mit der zweiten Sammelschiene und teilweise, insbesondere zur Hälfte mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden sind. Dies bedeutet insbesondere, dass ein Teil, insbesondere die eine Hälfte der ersten Nabenmotoren mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden ist, wobei ein komplementärer Teil, insbesondere die andere Hälfte der ersten Nabenmotoren mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden ist. Zugleich ist ein Teil, insbesondere die eine Hälfte der zweiten Nabenmotoren mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden, wobei ein komplementärer Teil, insbesondere die andere Hälfte der zweiten Nabenmotoren mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden ist. Insbesondere auf diese Weise ist der Antrieb vorteilhaft redundant ausgestaltet, sodass beispielsweise jeweils die Hälfte der Nabenmotoren auf beiden Seiten auch bei einem Ausfall der Energieversorgung über eine der beiden Sammelschienen weiterbetrieben kann.
Insbesondere ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die ersten Nabenmotoren zur Hälfte mit der ersten Sammelschiene und zur Hälfte mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden sind, wobei die zweiten Nabenmotoren zur Hälfte mit der zweiten Sammelschiene und zur Hälfte mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung und/oder die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung über eine Schaltvorrichtung elektrisch trennbar mit der zugeordneten elektrischen Sammelschiene verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung über die Schaltvorrichtung mit der ersten Sammelschiene und insbesondere unter Umgehung der ersten Sammelschiene mit der zweiten Sammelschiene elektrisch trennbar verbunden ist, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung über die Schaltvorrichtung mit der zweiten Sammelschiene und insbesondere unter Umgehung der zweiten Sammelschiene mit der ersten Sammelschiene elektrisch trennbar verbunden ist. Diese Ausgestaltungen ermöglichen vorteilhaft ein Wegschalten defekter, insbesondere von einem Massekurzschluß betroffener oder anderweitig ausgefallener Komponenten und zugleich einen Weiterbetrieb der funktionsfähigen Komponenten der Antriebsvorrichtung.
In einer Ausführungsform weist die Schaltvorrichtung einen ersten Schalter auf, über den die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der ersten Sammelschiene wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Schaltvorrichtung einen zweiten Schalter auf, über den die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Sammelschiene wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich weist die Schaltvorrichtung einen dritten Schalter auf, über den die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung - insbesondere unter Umgehung der ersten Sammelschiene - mit der zweiten Sammelschiene elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Sammelschiene wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich weist die Schaltvorrichtung einen vierten Schalter auf, über den die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung - insbesondere unter Umgehung der zweiten Sammelschiene - mit der ersten Sammelschiene elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der ersten Sammelschiene wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene über die Schaltvorrichtung, insbesondere über einen fünften Schalter, elektrisch trennbar miteinander verbunden sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Leistungsbereitstellungsvorrichtung, insbesondere jeder Brennkraftmaschine oder Brennstoffzelle, jeweils ein Brennstoffbehälter zugeordnet ist. Vorteilhaft kann somit bei einem Ausfall eines Brennstoffbehälter zumindest die andere Leistungsbereitstellungsvorrichtung weiterbetrieben werden. Insbesondere ist ein erster Brennstoffbehälter der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf der ersten Seite angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist ein zweiter Brennstoffbehälter der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung auf der zweiten Seite angeordnet.
In einer Ausführungsform sind die Brennstoffbehälter miteinander strömungstechnisch verbunden. Vorteilhaft wird auf diese Weise auch eine Redundanz mit Bezug zu den Brennstoffbehältern bereitgestellt, wobei bei Ausfall eines Brennstoffbehälters beide Leistungsbereitstellungsvorrichtungen aus dem verbleibenden Brennstoffbehälter versorgt werden können. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebsräder Kettenräder zum - insbesondere unmittelbaren - Antreiben einer jeweiligen Raupenkette sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erstes Getriebe-Antriebsrad des mindestens einen ersten Antriebsrads über ein Getriebe mit einem - insbesondere in Querrichtung gegenüberliegenden - zweiten Getriebe-Antriebsrad des mindestens einen zweiten Antriebsrads verbunden, das heißt insbesondere antrieb swirkverbunden, ist. Vorteilhaft kann auf diese Weise während einer Kurvenfahrt Leistung über das Getriebe von der einen Seite auf die andere Seite übertragen werden, wobei das Getriebe einfacher ausgestaltet und somit klein, vergleichsweise leicht und kostengünstig sein kann. Zugleich bedarf es keiner elektrischen Überdimensionierung der Nabenmotoren oder anderen elektrischen Komponenten, da die Leistung in einfacher Weise mechanisch über das Getriebe übertragen werden kann.
In einer Ausführungsform ist das Getriebe als Schaltgetriebe ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist das Getriebe stufenloses Getriebe ausgebildet. Es ist möglich, dass eine elektrische Rekuperation mit dem Getriebe kombiniert ist; dies ermöglicht insbesondere eine Kraftaufteilung zwischen Getriebe und elektrischem Antriebsstrang.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Getriebe- Antriebsrad, ausgewählt aus dem ersten Getriebe-Antriebsrad und dem zweiten Getriebe- Antriebsrad, über eine Kupplung mit dem Getriebe verbunden, insbesondere antriebswirkverbunden ist. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung der Leistungsübertragung zwischen den beiden Seiten, wobei die Kupplung insbesondere in einfacher Weise eine stufenlose Variation der Drehzahlen der Getriebe-Antriebsräder auf den beiden Seiten ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist lediglich genau ein Getriebe- Antriebsrad, ausgewählt aus dem ersten Getriebe-Antriebsrad und dem zweiten Getriebe- Antriebsrad, über eine Kupplung mit dem Getriebe verbunden. In einer anderen Ausführungsform sind beide Getriebe- Antriebsräder jeweils über eine zugeordnete Kupplung mit dem Getriebe verbunden. In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Kupplung als hydrodynamische Kupplung oder als Schleifkupplung ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe als Schaltgetriebe ausgebildet ist, wobei es einen Leerlauf und mindestens zwei Gänge aufweist, wobei in dem Leerlauf keine Antriebswirkverbindung zwischen dem ersten Getriebe-Antriebsrad und dem zweiten Getriebe-Antriebsrad besteht, wobei in einem ersten Gang der mindestens zwei Gänge das erste Getriebe- Antriebsrad relativ zu dem zweiten Getriebe-Antriebsrad untersetzt ist, wobei in einem zweiten Gang der mindestens zwei Gänge das zweite Getriebe- Antriebsrad relativ zu dem ersten Getriebe- Antriebsrad untersetzt ist. Dies stellt eine ebenso einfache wie vorteilhafte Ausgestaltung des Getriebes dar. Der Leerlauf entspricht dabei dem Zustand einer Geradeausfahrt des Nutzfahrzeugs, wobei der erste Gang und der zweite Gang verschiedenen Kurvenfahrt-Richtungen zugeordnet sind. Vorteilhaft kann der Kurvenradius über einen Schlupf in der mindestens einen Kupplung eingestellt werden.
In einer Ausführungsform kann das als Schaltgetriebe ausgebildete Getriebe mehr als zwei Gänge aufweisen. In einer solchen Ausgestaltung kann der Kurvenradius insbesondere zusätzlich oder alternativ zu dem Schlupf in der mindestens einen Kupplung durch die Wahl des eingelegten Gangs am mehrstufigen Schaltgetriebe variiert werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe frei ist von Getriebe-Antrieben. Insbesondere auf diese Weise kann das Getriebe sehr einfach und kostengünstig sowie platzsparend ausgebildet sein.
Insbesondere weist das Getriebe keinen Steuermotor oder Lenkmotor auf. Das schließt nicht aus, dass Aktoren zum Schalten zwischen den Gängen des als Schaltgetriebe ausgebildeten Getriebes oder zur Variation der Untersetzung des stufenlosen Getriebes vorgesehen sind. Dass das Getriebe frei ist von Getriebe- Antrieben bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere, dass das Getriebe keine aktiv angetriebenen Zahnräder oder Zahnradsätze und insbesondere keinen Zusatzantrieb wie beispielsweise einen Lenkmotor zum Antreiben von Zahnrädern oder Zahnradsätzen des Getriebes aufweist. Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Nutzfahrzeug geschaffen wird, das eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung oder eine Antriebsvorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. In Zusammenhang mit dem Nutzfahrzeug ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die zuvor bereits in Zusammenhang mit der Antriebsvorrichtung erläutert wurden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Nutzfahrzeug als Kettenfahrzeug ausgebildet ist. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die bereits genannten Vorteile.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Nutzfahrzeug ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Militärfahrzeug, insbesondere einem gepanzerten Militärfahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer, einem Schützenpanzer, einem Pionierpanzer, einem Bergepanzer, einem Spürpanzer, einem Minenräumpanzer, einem Brückenlegepanzer, einem Flakpanzer, einem Panzerwagen, einem Luftlandepanzer, einem Jagdpanzer, einem Fahrschulpanzer, einem Schwimmpanzer, einem Löschpanzer, einer Panzerhaubitze oder einem gepanzerten Raketenwerfer, einem Baufahrzeug, insbesondere einem Bagger oder einem Radlader, einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, insbesondere einem Traktor oder Vollernter, und einem Planierfahrzeug, insbesondere einer Pistenraupe.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzfahrzeugs mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Antri eb svorri chtung ;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Antri eb svorri chtung ;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer
Antri eb svorri chtung ;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung, und Figur 6 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzfahrzeugs 1 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Antrieb svorrichtung 3.
Bei a) sind im Wesentlichen die unmittelbar dem mechanischen Antrieb des Nutzfahrzeugs 1 dienenden Komponenten der Antriebsvorrichtung 3 dargestellt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind insbesondere die bei b) dargestellten weiteren Komponenten der Antriebsvorrichtung 3 weggelassen.
Insbesondere ist das Nutzfahrzeug 1 als Kettenfahrzeug ausgebildet und weist auf einer ersten Seite 5.1 eine erste Raupenkette 7. 1 und auf einer zweiten Seite 5.2 eine zweite Raupenkette 7.2 auf.
Das Nutzfahrzeug 1 kann insbesondere ein Militärfahrzeug sein, insbesondere ein gepanzertes Militärfahrzeug, insbesondere ein Kampfpanzer, ein Schützenpanzer, ein Pionierpanzer, ein Bergepanzer, ein Spürpanzer, ein Minenräumpanzer, ein Brückenlegepanzer, ein Flakpanzer, ein Panzerwagen, ein Luftlandepanzer, ein Jagdpanzer, ein Fahrschulpanzer, ein Schwimmpanzer, ein Löschpanzer, eine Panzerhaubitze oder ein gepanzerter Raketenwerfer, oder ein Baufahrzeug, insbesondere ein Bagger oder ein Radlader, ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug 1, insbesondere ein Traktor oder ein Vollernter, oder ein Planierfahrzeug, insbesondere eine Pistenraupe.
Die Antrieb svorrichtung 3 weist mindestens ein erstes Antriebsrad 9 auf der ersten Seite 5.1 des Nutzfahrzeugs 1 und mindestens ein zweites Antriebsrad 11 auf der zweiten Seite 5.2 des Nutzfahrzeugs 1 auf, insbesondere eine Mehrzahl erster Antriebsräder 9 und eine Mehrzahl zweiter Antriebsräder 11, insbesondere mehr als vier erste Antriebsräder 9, bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sechs erste Antriebsräder 9, und mehr als vier zweite Antriebsräder 11, bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere sechs zweite Antriebsräder 11. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind jeweils nur ein erstes Antriebsrad 9 und ein zweites Antriebsrad 11 mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Insbesondere sind die Antriebsräder 9, 11 Kettenräder zum unmittelbaren Antreiben der jeweils zugeordneten Raupenkette 7.1, 7.2.
Jedem ersten Antriebsrad 9 ist ein erster elektrischer Nabenmotor 13 zugeordnet. Jedem zweiten Antriebsrad 11 ist ein zweiter elektrischer Nabenmotor 15 zugeordnet. Dabei sind wiederum der besseren Übersichtlichkeit wegen auch jeweils nur ein erster elektrischer Nabenmotor 13 und ein zweiter elektrischer Nabenmotor 15 mit dem j eweiligen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Jedem ersten Nabenmotor 13 ist vorzugsweise ein erster elektrischer Umrichter 17 zugeordnet. Jedem zweiten Nabenmotor 15 ist vorzugsweise ein zweiter elektrischer Umrichter 19 zugeordnet. Dabei sind wiederum der besseren Übersichtlichkeit wegen auch jeweils nur ein erster elektrischer Umrichter 17 und ein zweiter elektrischer Umrichter 19 mit dem jeweiligen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei b) sind im wesentlichen Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21 sowie elektrische Komponenten der Antriebsvorrichtung 3 sowie des Nutzfahrzeugs 1 dargestellt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind die bei a) dargestellten Komponenten der Antriebsvorrichtung 3 - bis auf die Umrichter 17, 19 - weggelassen.
Die Antrieb svorrichtung 3 weist eine insbesondere auf der ersten Seite 5.1 angeordnete erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 auf, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ihrerseits eine erste Brennkraftmaschine 23.1 und eine erste elektrische Maschine 25.1 aufweist. Die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21. 1 ist demnach insbesondere als eine erste brennkraftelektrische Anordnung 22. 1 ausgebildet. Alternativ kann die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 insbesondere als Batterie oder als Brennstoffzelle ausgebildet sein. Die erste elektrische Maschine 25.1 ist in hier nicht dargestellter Weise insbesondere über die ersten Umrichter 17 mit den ersten Nabenmotoren 13 wirkverbunden, um den ersten Nabenmotoren 13 Antriebsleistung zuzuführen und insbesondere kinetische Energie beim Bremsen zu rekuperieren.
Die Antrieb svorrichtung 3 weist außerdem eine insbesondere auf der zweiten Seite 5.2 angeordnete zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 auf, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ihrerseits eine zweite Brennkraftmaschine 23.2 und eine zweite elektrische Maschine 25.2 aufweist. Die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 ist demnach insbesondere als eine zweite brennkraftelektrische Anordnung 22.2 ausgebildet. Alternativ kann die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 insbesondere als Batterie oder als Brennstoffzelle ausgebildet sein. Die zweite elektrische Maschine 25.2 ist in hier nicht dargestellter Weise insbesondere über die zweiten Umrichter 19 mit den zweiten Nabenmotoren 15 wirkverbunden, um den zweiten Nabenmotoren 15 Antriebsleistung zuzuführen, und insbesondere kinetische Energie beim Bremsen zu rekuperieren.
Jeder Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1, 21.2 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils ein Brennstoffbehälter 27 zugeordnet, wobei die Brennstoffbehälter 27 bevorzugt in hier nicht dargestellter Weise miteinander strömungstechnisch verbunden sind.
Die Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21.1, 21.2 sind in bevorzugter Ausgestaltung über den Raupenketten 7.1, 7.2 in Kettenkästen 26 angeordnet.
Die Antriebsvorrichtung 3 weist außerdem auf der ersten Seite 5.1 eine erste elektrische Sammelschiene 29. 1 und auf der zweiten Seite 5.2 eine zweite elektrische Sammelschiene 29.2 auf, wobei die elektrischen Sammelschienen 29.1, 29.2 in bevorzugter Ausgestaltung als Gleichstrom-Zwischenkreise ausgebildet sind. Die erste elektrische Maschine 25.1 ist mit der ersten Sammelschiene 29. 1 insbesondere über einen ersten Konverter 31.1 und eine erste Batterie 33.1 elektrisch verbunden. Die ersten Nabenmotoren 13 sind wiederum über die ersten Umrichter 17 mit der ersten Sammelschiene 29.1 elektrisch verbunden. Die zweite elektrische Maschine 25.2 ist mit der zweiten Sammelschiene 29.2 insbesondere über einen zweiten Konverter 31.2 und eine zweite Batterie 33.2 elektrisch verbunden. Die zweiten Nabenmotoren 15 sind wiederum über die zweiten Umrichter 19 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 elektrisch verbunden.
Insbesondere sind die erste Sammelschiene 29. 1 und die zweite Sammelschiene 29.2 miteinander elektrisch verbunden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die ersten Umrichter 17 und damit zugleich die ersten Nabenmotoren 13 teilweise, hier insbesondere zur Hälfte, mit der ersten elektrischen Sammelschiene 29.1 und teilweise, hier insbesondere zur Hälfte, mit der zweiten Sammelschiene 29.2 verbunden. Die zweiten Umrichter 19 und damit zugleich die zweiten Nabenmotoren 15 sind teilweise, hier insbesondere zur Hälfte, mit der zweiten Sammelschiene 29.2 und teilweise, hier insbesondere zur Hälfte, mit der ersten Sammelschiene 29.1 verbunden.
Weiter sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 und die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 über eine Schaltvorrichtung 35 elektrisch trennbar mit der zugeordneten elektrischen Sammelschiene 29.1, 29.2 verbunden.
Konkret weist hier die Schaltvorrichtung 35 einen ersten Schalter 37 auf, über den die erste Batterie 33.1 mit der ersten Sammelschiene 29.1 elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 und der ersten Sammelschiene 29. 1 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
Die Schaltvorrichtung 35 weist außerdem einen zweiten Schalter 39 auf, über den die zweite Batterie 33.2 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 und der zweiten Sammelschiene 29.2 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
In einem normalen Betriebsmodus sind der erste Schalter 37 und der zweite Schalter 39 geschlossen. Bei einem Ausfall oder Defekt im Bereich der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 kann diese allerdings durch Öffnen des ersten Schalters 37 von der ersten Sammelschiene 29.1 getrennt werden, und die Hälfte der Umrichter 17, 19 und damit zugleich die Hälfte der Nabenmotoren 13, 15 kann durch die zweite Leistungsbereitstellungvorrichtung 21.2 über die zweite Sammelschiene 29.2 mit Energie versorgt werden. Umgekehrt kann bei einem Ausfall oder Defekt im Bereich der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 diese durch Öffnen des zweiten Schalters 39 von der zweiten Sammelschiene 29.2 getrennt werden, und die Hälfte der Umrichter 17, 19 und damit zugleich die Hälfte der Nabenmotoren 13, 15 können durch die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 über die erste Sammelschiene 29.1 mit Energie versorgt werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung 3.
Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 über die Schaltvorrichtung 35 mit der ersten Sammelschiene 29.1 und zusätzlich unter Umgehung der ersten Sammelschiene 29. 1 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 trennbar verbunden, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 über die Schaltvorrichtung 35 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 und unter Umgehung der zweiten Sammelschiene 29.2 mit der ersten Sammelschiene 29.1 trennbar verbunden ist.
Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 35 hierzu zusätzlich zu dem ersten Schalter 37 und dem zweiten Schalter 39 einen dritten Schalter 41 auf, über den die erste Batterie 33.1 unter Umgehung der ersten Sammelschiene 29. 1 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 und der zweiten Sammelschiene 29.2 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
Zusätzlich weist die Schaltvorrichtung 35 bevorzugt einen vierten Schalter 43 auf, über den die zweite Batterie 33.2 unter Umgehung der zweiten Sammelschiene 29.2 mit der ersten Sammelschiene 29. 1 elektrisch verbunden ist, sodass die elektrische Wirkverbindung zwischen der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 und der ersten Sammelschiene 29. 1 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.
In einem normalen Betriebsmodus sind der erste Schalter 37 und der zweite Schalter 39 geschlossen, und der dritte Schalter 41 und der vierte Schalter 43 sind geöffnet. Zusätzlich zu der in Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Möglichkeit, defekte Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21.1, 21.2 wegschalten zu können, besteht hier die Möglichkeit, bei einem Defekt im Bereich der ersten Sammelschiene 29.1 diese durch Öffnen des ersten Schalters 37 von der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21. 1 zu trennen, zugleich aber die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 durch Schließen des dritten Schalters 41 mit der zweiten Sammelschiene 29.2 zu verbinden, sodass der dann noch betreibbaren Hälfte der Umrichter 17, 19 und Nabenmotoren 13, 15 die volle Leistung beider Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21.1, 21.2 zugeführt werden kann. Ist allerdings auch die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 defekt oder ausgefallen, kann diese durch Öffnen des zweiten Schalters 39 von der zweiten Sammelschiene 29.2 getrennt werden, wobei gleichwohl noch Energie von der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 über den dritten Schalter 41 in die zweite Sammelschiene 29.2 eingespeist werden kann. Umgekehrt kann bei einem Defekt im Bereich der zweiten Sammelschiene 29.2 diese durch Öffnen des zweiten Schalters 39 von der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 getrennt werden, zugleich aber kann die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 durch Schließen des vierten Schalters 43 mit der ersten Sammelschiene 29. 1 verbunden werden, sodass der dann noch betreibbaren Hälfte der Umrichter 17, 19 und Nabenmotoren 13, 15 die volle Leistung beider Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21.1, 21.2 zugeführt werden kann. Ist allerdings auch die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 defekt oder ausgefallen, kann diese durch Öffnen des ersten Schalters 37 von der ersten Sammelschiene 29. 1 getrennt werden, wobei gleichwohl noch Energie von der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 über den vierten Schalter 43 in die erste Sammelschiene 29.1 eingespeist werden kann.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung 3.
Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel weist die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.1 insbesondere anstelle der ersten Brennkraftmaschine 23.1 und der ersten elektrischen Maschine
25.1 eine erste Brennstoffzelle 28.1 auf. Die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2 weist insbesondere anstelle der zweiten Brennkraftmaschine 23.2 und der zweiten elektrischen Maschine 25.2 eine zweite Brennstoffzelle 28.2 auf.
Alternativ oder zusätzlich sind die erste Sammelschiene 29.1 und die zweite Sammelschiene
29.2 über die Schaltvorrichtung 35 elektrisch trennbar miteinander verbunden, insbesondere über einen fünften Schalter 45. Somit ist es möglich, gegebenenfalls eine defekte Sammelschiene
29.1, 29.2 elektrisch von der noch funktionstüchtigen Sammelschiene 29.2, 29. 1 zu trennen. Zugleich können die Sammelschienen 29.1, 29.2 aber auch in besonders einfacher Weise elektrisch miteinander verbunden werden, um insbesondere bei einem Defekt oder Ausfall einer der Leistungsbereitstellungsvorrichtungen 21.1, 21.2 Energie aus der verbleibenden, funktionsfähigen Leistungsbereitstellungsvorrichtung 21.2, 21.1 in beide elektrischen Sammelschienen 29. 1, 29.2 einspeisen zu können.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung 3.
Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 3 ist ein erstes Getriebe- Antriebsrad 9.1 des mindestens einen ersten Antriebsrads 9 über ein insbesondere als Schaltgetriebe 47 ausgebildetes Getriebe 46 mit einem - senkrecht zur Fahrtrichtung genau gegenüberliegenden - zweiten Getriebe- Antriebsrad 11.2 des mindestens einen zweiten Antriebsrads 11 verbunden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Getriebe 46 als stufenloses Getriebe ausgebildet sein.
Insbesondere ist das erste Getriebe-Antriebsrad 9. 1 über eine erste Kupplung 49.1 mit dem Getriebe 46 verbunden. Das zweite Getriebe- Antriebsrad 11.2 ist über eine zweite Kupplung 49.2 mit dem Getriebe 46 verbunden. Die Kupplungen 49.1, 49.2 können insbesondere jeweils als hydrodynamische Kupplung oder als Schleifkupplung ausgebildet sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass nur eines der Getriebe-Antriebsräder 9.1, 11.2 über eine Kupplung 49.1, 49.2 mit dem Getriebe 46 verbunden ist.
Das Getriebe 46 ist insbesondere frei von Getriebe-Antrieben, wobei es insbesondere keinen Steuermotor aufweist.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels der Antrieb svorrichtung 3.
Insbesondere weist das als Schaltgetriebe 47 ausgebildete Getriebe 46 einen Leerlauf und mindestens zwei Gänge auf.
Bei a) ist der Leerlauf dargestellt, in dem keine Antriebswirkverbindung zwischen dem ersten
Getriebe-Antriebsrad 9. 1 und dem zweiten Getriebe- Antriebsrad 11.2 besteht. Wie durch einen ersten Pfeil PI angedeutet, fährt das Nutzfahrzeug 1 geradeaus, wenn das Schaltgetriebe 47 im Leerlauf ist. Dabei sind vorzugsweise die Kupplungen 49.1, 49.2 geöffnet.
Für eine Kurvenfahrt werden die Kupplungen 49. 1, 49.2 vorzugsweise mit Schlupf geschlossen, wobei der Schlupf anschließend verringert werden kann. Bei Kurvenausfahrt oder Vergrößerung des Kurvenradius kann - insbesondere variabel - wieder Schlupf zugelassen werden, wobei insbesondere zum Ende einer Kurve hin die Kupplungen 49.1, 49.2 vorzugsweise wieder geöffnet werden. Zugleich mit dem Zuschalten des Getriebes 46 werden vorzugsweise die Drehzahlen der Nabenmotoren 13, 15 an den Kurvenradius angepasst, wobei in einer Ausgestaltung die kurvenäußeren Nabenmotoren 13, 15 ihre Drehzahl beibehalten, während die kurveninneren Nabenmotoren 13, 15 langsamer drehen.
Bei b) ist der erste Gang dargestellt, in dem das erste Getriebe-Antriebsrad 9.1 relativ zu dem zweiten Getriebe-Antriebsrad 11.2 untersetzt ist, das heißt die Drehzahl des ersten Getriebe- Antriebsrads 9. 1 ist relativ zu der Drehzahl des zweiten Getriebe-Antriebsrads 11.2 untersetzt. Wie durch einen zweiten Pfeil P2 angedeutet, fährt das Nutzfahrzeug 1 eine Linkskurve, wenn bei dem Schaltgetriebe 47 der erste Gang eingelegt ist. Ein Kurvenradius der Linkskurve kann insbesondere durch einen variablen Schlupf in den Kupplungen 49.1, 49.2 variiert werden.
Bei c) ist der zweite Gang dargestellt, in dem das zweite Getriebe-Antriebsrad 11.2 relativ zu dem ersten Getriebe- Antriebsrad 9.1 untersetzt ist, das heißt die Drehzahl des zweiten Getriebe- Antriebsrads 11.2 ist relativ zu der Drehzahl des ersten Getriebe-Antriebsrads 9.1 untersetzt. Wie durch einen dritten Pfeil P3 angedeutet, fährt das Nutzfahrzeug 1 eine Rechtskurve, wenn bei dem Schaltgetriebe 47 der zweite Gang eingelegt ist. Ein Kurvenradius der Rechtskurve kann wiederum insbesondere durch den variablen Schlupf in den Kupplungen 49.1, 49.2 variiert werden.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Antriebsvorrichtung (3) zum Antreiben eines Nutzfahrzeugs (1) mit mindestens einem ersten Antriebsrad (9) auf einer ersten Seite (5.1) des Nutzfahrzeugs (1) und mindestens einem zweiten Antriebsrad (11) auf einer zweiten Seite (5.2) des Nutzfahrzeugs (1), wobei dem ersten Antriebsrad (9) ein erster elektrischer Nabenmotor (13) und dem zweiten Antriebsrad (11) ein zweiter elektrischer Nabenmotor (15) zugeordnet ist, wobei die Antriebsvorrichtung (3) eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) aufweist, wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem ersten Nabenmotor (13) wirkverbunden ist, um dem ersten Nabenmotor (13) Antriebsleistung zuzuführen, und wobei die Antriebsvorrichtung (3) eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) aufweist, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) zur Bereitstellung elektrischer Leistung eingerichtet und mit dem zweiten Nabenmotor (15) wirkverbunden ist, um dem zweiten Nabenmotor (15) Antriebsleistung zuzuführen.
2. Antriebsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1, 21.2), ausgewählt aus der ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) und der zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung (2L2), eine brennkraftelektrische Anordnung (22.1, 22.2), umfassend eine Brennkraftmaschine (23.1, 23.2) und eine elektrische Maschine (25.1, 25.2), wobei die Brennkraftmaschine (23.1, 23.2) mit der elektrischen Maschine (25.1, 25.2) antrieb swirkverbunden ist, und/oder eine Batterie (31.1, 31.2), und/oder eine Brennstoffzelle (28.1, 28.2) aufweist.
3. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung (3) auf der ersten Seite (5.1) eine Mehrzahl an ersten Antriebsrädern (9) und auf der zweiten Seite (5.2) eine Mehrzahl an zweiten Antriebsrädern (11) aufweist, wobei den ersten Antriebsrädern (9) jeweils ein erster Nabenmotor (13) zugeordnet ist, und wobei den zweiten Antriebsrädern (11) jeweils ein zweiter Nabenmotor (15) zugeordnet ist, wobei die Antriebsvorrichtung (3) außerdem auf der ersten Seite (5.1) eine erste elektrische Sammelschiene (29. 1) und auf der zweiten Seite (5.2) eine zweite elektrische Sammelschiene (29.2) aufweist, wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) mit der ersten Sammelschiene (29.1) und/oder der zweiten Sammelschiene (29.2) elektrisch verbunden ist, und wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) mit der zweiten Sammelschiene (29.2) und/oder der ersten Sammelschiene (29. 1) elektrisch verbunden ist.
4. Antriebsvorrichtung (3) nach Anspruch 3, wobei die erste Sammelschiene (29. 1) und die zweite Sammelschiene (29.2) miteinander elektrisch verbunden sind.
5. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die ersten Nabenmotoren (13) elektrisch mit der ersten Sammelmaschine (29. 1) und die zweiten Nabenmotoren (15) elektrisch mit der zweiten Sammelschiene (29.2) verbunden sind, oder wobei die ersten Nabenmotoren (13) teilweise, insbesondere zur Hälfte, elektrisch mit der ersten Sammelschiene (29.1) und teilweise, insbesondere zur Hälfte, elektrisch mit der zweiten Sammelschiene (29.2) verbunden sind, wobei die zweiten Nabenmotoren (15) teilweise, insbesondere zur Hälfte, elektrisch mit der zweiten Sammelschiene (29.2) und teilweise, insbesondere zur Hälfte elektrisch mit der ersten Sammelschiene (29.1) verbunden sind.
6. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) und/oder die zweite
Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) über eine Schaltvorrichtung (35) elektrisch trennbar mit der zugeordneten elektrischen Sammelschiene (29.1, 29.2) verbunden ist, und/oder wobei die erste Sammelschiene (29. 1) und die zweite Sammelschiene (29.2) über die Schaltvorrichtung (35) elektrisch trennbar miteinander verbunden sind, und/oder wobei die erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1) über die Schaltvorrichtung (35) mit der ersten Sammelschiene (29.1) und insbesondere unter Umgehung der ersten Sammelschiene (29.1) mit der zweiten Sammelschiene (29.2) elektrisch trennbar verbunden ist, wobei die zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.2) über die Schaltvorrichtung (35) mit der zweiten Sammelschiene (29.2) und insbesondere unter Umgehung der zweiten Sammelschiene (29.2) mit der ersten Sammelschiene (29.1) elektrisch trennbar verbunden ist.
7. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Leistungsbereitstellungsvorrichtung (21.1, 21.2) jeweils ein Brennstoffbehälter (27) zugeordnet ist, wobei vorzugsweise die Brennstoffbehälter (27) miteinander strömungstechnisch verbunden sind.
8. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsräder (9, 11) Kettenräder zum Antreiben einer Raupenkette (7. 1, 7.2) sind.
9. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erstes Getriebe-Antriebsrad (9.1) des mindestens einen ersten Antriebsrads (9) über ein Getriebe (46) mit einem zweiten Getriebe- Antriebsrad (11.2) des mindestens einen zweiten Antriebsrads (11) verbunden ist.
10. Antriebsvorrichtung (3) nach Anspruch 9, wobei zumindest ein Getriebe- Antriebsrad (9.1, 11.2), ausgewählt aus dem ersten Getriebe-Antriebsrad (9.1) und dem zweiten Getriebe- Antriebsrad (11.2), über eine Kupplung (49.1, 49.2) mit dem Getriebe (46) verbunden ist.
11. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Getriebe (46) als Schaltgetriebe (47) ausgebildet ist und einen Leerlauf und mindestens zwei Gänge aufweist, wobei in dem Leerlauf keine Antriebswirkverbindung zwischen dem ersten Getriebe- Antriebsrad (9.1) und dem zweiten Getriebe-Antriebsrad (11.2) besteht, wobei in einem ersten Gang der mindestens zwei Gänge das erste Getriebe- Antriebsrad (9. 1) relativ zu dem zweiten Getriebe- Antriebsrad (11.2) untersetzt ist, wobei in einem zweiten Gang der mindestens zwei Gänge das zweite Getriebe-Antriebsrad (11.2) relativ zu dem ersten Getriebe-Antriebsrad (9.1) untersetzt ist.
12. Antriebsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Getriebe (46) frei ist von Getriebe-Antrieben, insbesondere keinen Steuermotor aufweist.
13. Nutzfahrzeug (1) mit einer Antriebsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Nutzfahrzeug (1) nach Anspruch 13, wobei das Nutzfahrzeug (1) als Kettenfahrzeug ausgebildet ist.
15. Nutzfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Nutzfahrzeug (1) ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Militärfahrzeug, insbesondere einem gepanzerten Militärfahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer, einem Schützenpanzer, einem Pionierpanzer, einem Bergepanzer, einem Spürpanzer, einem Minenräumpanzer, einem Brückenlegepanzer, einem Flakpanzer, einem Panzerwagen, einem Luftlandepanzer, einem Jagdpanzer, einem Fahrschulpanzer, einem Schwimmpanzer, einem Löschpanzer, einer Panzerhaubitze oder einem gepanzerten Raketenwerfer, einem Baufahrzeug, insbesondere einem Bagger oder einem Radlader, einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug (1), insbesondere einem Traktor oder Vollernter, und einem Planierfahrzeug, insbesondere einer Pistenraupe.
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