CN103958241B - 纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纯电力全轮可驱动的机动车辆的一种动力传动系(1)，该动力传动系包括一个第一车桥(2)、一个第二车桥(3)、以及两个电动机器(19、20)，该第一车桥具有车桥半部(7、8)和连接它们的一个差速器(9)，该第二车桥具有车桥半部(4、5)和连接它们的一个差速器，并且这两个电动机器用于驱动这两个车桥(2、3)。在这样一种动力传动系中根据本发明提供的是一个第一电动机器(19)是通过一个第一变速器(24)连接到该第一车桥(2)的一个车桥半部(7)上并且一个第二电动机器(20)是通过一个第二变速器(25)连接到该第一车桥(2)的另一个车桥半部(8)上，这两个差速器(6、9)是通过一个轴(13)来彼此连接的。在动力传动系的一个车桥的区域内有两个电动机器的一种安排的情况下，根据本发明的动力传动系因而运行通过简单的结构手段、尤其是标准化的器件来提供全轮驱动、以及由此还提供对另一个车桥的驱动。

Description

纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系
本发明涉及一种纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系，该动力传动系具有一个第一车桥和一个第二车桥以及用于驱动这两个车桥的两个电动机器，该第一车桥具有车桥半部和一个连接这些车桥半部的差速器，该第二车桥具有车桥半部和一个连接这些车桥半部的差速器。
从DE 600 13 340 T2中已知了这样的一种可用于电力可驱动的运土车辆或用于带有四轮驱动的农用车辆的动力传动系。在所述动力传动系中，这两个电动机器相对于行驶方向纵向地安排在一个后车桥上方并且与安排在该后车桥前方的齿轮传动装置相互作用。该齿轮传动装置通过一个轴或两个轴连接至指派给这两个车桥的这些差速器上、由此连接至该后车桥和前车桥上。
本发明的目的是提供一种纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系，该机动车辆通过在该动力传动系的一个车桥区域内的两个电动机器的安排而准许全轮驱动并且因此还以结构上简单的、特别是标准化的手段准许对另一车桥的驱动。
这个目的是通过按照专利权利要求1的特征设计的一种动力传动系来实现的。
因此该纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系具有一个第一车桥和一个第二车桥。该第一车桥和第二车桥均是分开的。该第一车桥具有这些车桥半部和连接这些车桥半部的一个差速器。相应的电动机器具体地具有电动机和发电机的功能，并且因此该电动机器作为电动机时用于驱动相应车桥并且在其作为发电机起作用时被相应的车桥所驱动。
在根据本发明的动力传动系的情况下重要的是使这两个电动机器之一(被称为第一电动机器)通过一个第一齿轮传动装置引导至第一车桥的一个车桥半部，并且另一个电动机器(被称为第二电动机器)通过一个第二齿轮传动装置连接至第一车桥的另一个车桥半部。由于一个电动机器通过指派给其的齿轮传动装置而连接至第一车桥的一个车桥半部并且另一个电动机器通过指派给其的齿轮传动装置而连接至第一车桥的另一个车桥半部，就可能实现第一车桥的单独车轮驱动以及因此的扭矩矢量分配。
现在为了还驱动该动力传动系的第二车桥，根据本发明，第一车桥的两个半部携带了该机动车辆的左车轮和右车轮、并且通过差速器彼此相连接。第一车桥的差速器和第二车桥的差速器二者通过一个轴连接。
由于这两个电动机器经由指派给其的这些齿轮传动装置并且经由指派给所述第一车桥的差速器而到第一车桥的这些车桥半部的这种连接，通过这些电动机器引入第一车桥中的扭矩就好像在所述差速器中混合并且来自所述差速器的扭矩的一部分经由该轴而引入指派给第二车桥的差速器中。
该动力传动系优选地用于乘用车形式的机动车辆中。所述乘用车特别地是跑车。所述机动车辆、特别是乘用车或跑车，优选地是后驱动形式的。因此这两个电动机器被安排在该机动车辆或动力传动系的后部区域中。在安排在该动力传动系的后部区域中的这两个电动机器的路径中的力通量中，首先第一、后车桥被驱动并且由此经由该轴，第二、前车桥被驱动。
认为是特别有利的是如果这两个电动机器被安排在后车桥之后并且因此在前车桥之后。
然而原则上，该机动车辆可以是前驱动形式的。被指派给该动力传动系的这些车轮特别地是通过多个传动轴单独地连接至动力传动系上。因此该动力传动系不具有刚性车桥。
认为特别有利的是如果这两个电动机器相对于该机动车辆的行驶方向横向安排。在一种结构式特别简单的动力传动系设计的方面，在此有利的是这些电动机器的旋转轴线相同。因此这些电动机器被安排成相对于机动车辆的行驶方向彼此靠近。具体而言，这些电动机器被安排成相对于与这两个车桥相关的一条纵向中心轴线是对称的。这实质性上允许了该动力传动系的单独部件的重量相对于该动力传动系的中央纵向平面的一种对称分布。
根据本发明的一个优选实施例，提供的是将相应的电动机器经由一个正齿轮齿接装置连接至第一车桥的相关联的车桥半部上以便将其驱动。这种设计使得能够以结构上简单的、特别是标准化的手段来形成相应的齿轮传动装置。此外，认为有利的是第一车桥的差速器和/或第二车桥的差速器具有冠齿轮。在具有两个冠齿轮的一个实施例中，这两个冠齿轮特别地经由该轴而彼此相连接。该轴在这些背离的末端的区域中具有与这些冠齿轮相互作用的小齿轮。由于一个相应的小齿轮接合一个相应的冠齿轮，在第一车桥的差速器中混合的扭矩因此从第一车桥的这两个半部借助于该轴而被传输至第二轴。指派给该轴和/或这些对应的冠齿轮的这些小齿轮可以大小不同，并且因此结合相关联的冠齿轮引起了不同的传动比。
这产生了对一个纯电力驱动车辆电力地装配仅一个带所有车轮的驱动车桥而无需对另一车桥装配额外的电动机器的简单可能性。具体而言，出现了对于根据本发明的动力传动系的实质上部分区域而言使用从常规全轮车辆中容易获知的技术，即用于已知的、借助于内容发动机驱动的全轮车辆中的技术的可能性。这特别地涉及通过第一车桥将扭矩传输至第二车桥。例如，已知的是该轴另外具有一个可控制离合器、特别地是一个附加离合器。该轴还可以按已知方式设计成一个传动轴/万向轴。特别地存在在根据本发明的动力传动系中使用传动轴/万向轴与附加离合器以及相连接的车辆车桥的、对于常规全轮车辆已知的一种组合而不进行进一步修改的可能性。
根据一个特别优选的设计，提供的是使这两个齿轮传动装置、特别是这两个齿轮传动装置的这些正齿轮齿接装置，以及第一车桥的差速器具有一种共用的壳体。具体而言，该壳体是两件式设计的并且特别地具有两个壳体外壳。所述壳体要求多个轴承，这些轴承在各自情况下对于这两个正齿轮级的这两个齿轮传动装置的这些轴的对应左右支承而言是分开的，即每个轴各自总计有四个同轴安排的支承点。然而为了允许获得具有仅两个壳体外壳以及在这些壳体外壳的两个外侧上的相应轴承的一种构造简单(而不是这些轴各自具有两个中央轴承)的壳体，现在是要对这两个相应的轴提供多个滚针轴承，而所述这些滚针轴承是一个安装在另一个中的。通过使用这些滚针轴承，可以省略这些中央轴承并且因此可以使用两个构造简单的壳体半部。
从属权利要求、附图以及对优选示例性实施例的说明显现了本发明的进一步的特征，所述优选示例性实施例在附图中重现而不受所述附图的限制。在附图中：
图1示出了根据本发明的动力传动系的第一实施例的示意图，
图2示出了根据本发明的动力传动系的第二实施例的示意图，
图3在放大的图示中示出了图2所示的动力传动系的部分区域。
根据图1的示例性实施例展示了一种用于纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系1，该机动车辆特别地是一种乘用车、尤其是跑车。
该具有单独的车轮悬架装置的动力传动系1具有第一、后车桥2和第二、前车桥3。后车桥2具有两个车桥半部7和8，这些车桥半部具有传动轴。一个差速器9连接所述这些车桥半部。前车桥3具有两个车桥半部4和5，这些车桥半部具有传动轴。一个差速器6连接所述这些车桥半部。前车轮10连接至这两个车桥半部4和5上，并且后车轮11连接至这些车桥半部7和8上。
箭头12展示了向前行驶方向，下文中简称为行驶方向。
这两个差速器6和9借助于一个轴13相连接，该轴具体被设计成一个传动轴或万向轴。该轴具有一个可控制离合器，具体处于附加(hang-on)离合器14的形式，以便特别地将这两个车桥2和3进行连接或断开连接。轴13与离合器14安装在离合器14的两侧安排的多个轴承15中。前车桥3的车桥半部4和5的这些轴承以及后车桥2的车桥半部7和8的这些轴承用参考号16表示。在这些背离车轮10、11的末端的区域中，车桥半部4至8对应地安装在差速器6和7中。
对应的差速器6或9具有一个冠齿轮17。这些冠齿轮17与安排在轴13的两个背离末端处的并且连接至轴13上的小齿轮18相互作用。这些冠齿轮17和/或这些小齿轮18可以大小不同。
动力传动系1具有相对于该机动车辆的行驶方向12横向安排的两个电动机器19、20。这两个电动机器19和20的、由所述这些电动机器的相应从动轴21展示的旋转轴线是相同的。相应电动机器20的定子用参考号22表示，并且相应电动机器20的转子(从动轴21连接至该转子上)用参考号23表示。相应转子23和相应从动轴21被安装在例如两个轴承43中。一个、第一电动机器19经由一个第一齿轮传动装置24连接至后车桥2的车桥半部7上，并且另一个、第二电动机器20经由一个第二齿轮传动装置25连接至后车桥2的车桥半部8上。每个齿轮传动装置24或25被设计成一个正齿轮传动装置并且因此具有一个正齿轮齿接装置。确切而言，相应的齿轮传动装置24或25具有连接至从动轴21上以便随之旋转的一个小齿轮26、以及与所述小齿轮啮合的一个正齿轮27，其中所述正齿轮被安装在一个中间轴28中并且连接至其上以便随之旋转。与一个正齿轮30相互作用的一个小齿轮29连接至相应的中间轴28上、位于所述中间轴28的面向后车轮11的一侧上。相应的正齿轮30安装在车桥半部7或8上并且连接至其上以便随之旋转。这两个中间轴28各自以其背离末端的区域安装在轴承31中。这两个中间轴28的旋转轴线是相同的。
这两个齿轮传动装置24和25以及后车桥2的差速器9被安排在一个共用的壳体中。由于这两个电动机器19、20和齿轮传动装置24、25以及正齿轮齿接装置是彼此分开地形成的，所以就可能对后车桥2的这些车轮11单独地进行车轮驱动并且因此进行扭矩矢量分配。为了还驱动前车桥3，后车桥2的这两个车桥半部7和8经由差速器9彼此连接。在所述差速器9中混合的扭矩因此借助于轴13被后车桥2的车桥半部7和8传输至前车桥3。这产生了在纯电力可驱动车辆中使用从常规全轮车辆中、并且因此从借助于内燃发动机驱动的全轮车辆中容易获知的而无需进一步修改的一种传动轴/万向轴13与附加离合器14以及相连接的车辆车桥的组合的可能性。
在图中用标记ΔT展示了扭矩矢量分配的可能性。通过这种方式，可以将不同的扭矩引入车桥半部7、8中。
根据图1的实施例的动力传动系对于每个车桥的这两个正齿轮级和后车桥的这些车桥半部在各自情况下的这些左右支承点各自都要求单独的轴承，即，每个车桥总计四个同轴安排的支承点。
根据图2和3所示的动力传动系的示例性实施例展示了这些车桥的一种修改后的安装。这使得有可能使用具有仅两个壳体外壳以及在这些壳体外壳的两个外侧上的多个相应轴承的一种构造简单的壳体。在此情况下,不是按照图1实施例所示的这些车桥各自具有两个中央轴承，而是在根据图2和3的实施例中提供了多个滚针轴承。通过使用这些滚针轴承，可以省略这些中央轴承并且因此可以使用两个构造简单的壳体半部。
在图2和3的实施例中，对应于根据图1的实施例的动力传动系部件是用与图1中参考号相对应的参考号来表示的。下文中详细讨论图2和3的实施例相对于根据图1的实施例的修改。
图2主要展示了，安装两个中间轴32、33仅必须两个安装在壳体中的外轴承31，而中间轴32是借助于两个滚针轴承34来安装在中间轴33中。中间轴33具有一个管状区段35以用于接收中间轴32的波浪形区段36，所述区段36穿过了区段35。区段36安排在区段35内的这个区域是借助于这两个滚针轴承34径向地安装在区段35内的。一个凸缘区段37垂直于中间轴33的区段35延伸，并且一个凸缘区段38垂直于中间轴22的区段36延伸。用于轴向安装中间轴32和中间轴33的一个另外的滚针轴承39被安排在这两个凸缘区段37与38之间。在其面向这些后车轮11的侧面上，在这些轴承31中安装中间轴32的区段36和中间轴33的区段35。
这些车桥半部7和8的安装是以与中间轴32、33的插在一起式安装相对应的一种方式进行，在这种连接中提供了这些滚针轴承34和39。在图3中以放大形式展示了这个细节，在这里由于存在的行星差速器而进行了某种修改。
由于这两个电动机器19和20的作用，扭矩被这两个正齿轮33独立地引入车桥半部7和8中。所述车桥半部7和8在其面向后车轮11的一侧上被安装在这些轴承16中。按照与根据此实施例的轴承31完全相同的方式，所述轴承是壳体侧轴承，其中指派给一个后车轮11的轴承16和31被安装在一个壳体半部中，而指派给另一个后车轮11的轴承16和31被安装在该壳体的另一个壳体半部中。没有展示出壳体本身。
车桥半部7以一个区段40***车桥半部8的一个管状区段41中，并且提供了两个滚针轴承42以用于区段40和41的径向安装。通过这两个车桥半部7和8的这种安装，因此可以省略在根据图1的实施例中提供的这两个中央轴承并且可代之以多个滚针轴承。处于行星差速器形式并且同样具有多个滚针轴承支承部件的该差速器9被安排在车桥半部7的区段40与车桥半部8的区段41之间的扭矩通量中。
因此，根据图2和3的实施例，提出了一种动力传动系1，在该动力传动系中对于这些齿轮传动装置24和25以及差速器9用两个壳体外壳提供了一种共用壳体，其中该齿轮传动装置的和下部车桥2的相应的轴不是居中地安装在壳体内，而是指派给相应车桥的这些轴具有一种一个在另一个内的滚针安装。

Claims (21)

1.一种纯电力全轮可驱动的机动车辆的动力传动系(1)，该动力传动系具有一个第一车桥(2)、一个第二车桥(3)、以及用于驱动所述两个车桥(2，3)的两个电动机器(19，20)，该第一车桥具有车桥半部(7，8)和连接这些车桥半部的一个差速器(9)，该第二车桥具有车桥半部(4，5)和连接这些车桥半部的一个差速器(6)，其特征在于，一个第一电动机器(19)经由一个第一齿轮传动装置(24)连接至该第一车桥(2)的一个车桥半部(7)上，并且一个第二电动机器(20)经由一个第二齿轮传动装置(25)连接至该第一车桥(2)的另一个车桥半部(8)上，并且这两个差速器(6，9)经由一个轴(13)相连接，这两个齿轮传动装置(24，25)和该第一车桥(2)的差速器(9)具有一个共用的壳体。
2.如权利要求1所述的动力传动系，其特征在于，该第一车桥(2)是该机动车辆的后车桥。
3.如权利要求2所述的动力传动系，其特征在于，这两个电动机器(19，20)被安排在该机动车辆的后车桥(2)之后。
4.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，该动力传动系是一种乘用车。
5.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，这两个电动机器(19，20)是相对于该机动车辆的行驶方向(12)横向安排的。
6.如权利要求5所述的动力传动系，其特征在于，这些电动机器(19，20)的转子(23)的旋转轴线是相同的。
7.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，该相应的齿轮传动装置(24或25)具有一个正齿轮齿接装置，并且该相应的电动机器(19或20)经由该正齿轮齿接装置连接至该第一车桥(2)的相关联的车桥半部(7或8)上。
8.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，该第一车桥(2)的差速器(9)和/或该第二车桥(3)的差速器(6)具有一个冠齿轮(17)。
9.如权利要求8所述的动力传动系，其特征在于，这两个冠齿轮(17)经由该轴(13)彼此相连接，其中该轴(13)在外端的区域中具有与这些冠齿轮(17)相互作用的小齿轮(18)。
10.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，该轴(13)具有一个可控制离合器(14)。
11.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，该第一车桥(2)的这两个车桥半部(7，8)被安装成一个在另一个之中。
12.如权利要求11所述的动力传动系，其特征在于，该第一车桥(2)的这两个车桥半部(7，8)被安装在这些壳体外壳的外侧的区域内。
13.如权利要求1至3之一所述的动力传动系，其特征在于，相应的齿轮传动装置(24或25)具有一个中间轴(32或33)，该中间轴位于指派给所述齿轮传动装置(24或25)的电动机器(19或20)的从动轴(21)与该第一车桥(2)的被指派给所述电动机器(19或20)的车桥半部(7或8)之间，其中这两个齿轮传动装置(24，25)的这些中间轴(32，33)被安装成一个在另一个之中。
14.如权利要求13所述的动力传动系，其特征在于，该两个中间轴(32，33)被安装在这些齿轮传动装置外壳的外侧的区域内。
15.如权利要求4所述的动力传动系，其特征在于，该乘用车是跑车。
16.如权利要求10所述的动力传动系，其特征在于，该可控制离合器(14)是一个附加离合器。
17.如权利要求7所述的动力传动系，其特征在于，这两个齿轮传动装置(24，25)的这些正齿轮齿接装置，和该第一车桥(2)的差速器(9)具有一个共用的壳体。
18.如权利要求1所述的动力传动系，其特征在于，所述共用的壳体具有两个壳体外壳。
19.如权利要求17所述的动力传动系，其特征在于，所述共用的壳体具有两个壳体外壳。
20.如权利要求11所述的动力传动系，其特征在于，该第一车桥(2)的这两个车桥半部(7，8)借助于多个滚针轴承(34，39)被轴向地和/或径向地安装成一个在另一个之中。
21.如权利要求13所述的动力传动系，其特征在于，这两个齿轮传动装置(24，25)的这些中间轴(32，33)借助于多个滚针轴承(34，39)被轴向地和/或径向地安装成一个在另一个之中。
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