DE102018119503A1 - Powertrain section with adjustable ratio and electrical axis with the drivetrain section - Google Patents
Powertrain section with adjustable ratio and electrical axis with the drivetrain section Download PDFInfo
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- F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
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Abstract
Bei Elektrofahrzeugen ist es vorteilhaft, abhängig von veränderlichen Anforderungen bezüglich Effizienz und Leistung unterschiedliche Übersetzungen zwischen einem Elektromotor als Antriebsmotor und den angetriebenen Rädern wählen zu können. So sind Getriebekonzepte bekannt, welche eine Mehrgängigkeit ermöglichen, um in Abhängigkeit zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit eine entsprechend angepasste Übersetzung schalten zu können. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt vorzuschlagen, welcher sich durch ein besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrangabschnitt 1 für ein Fahrzeug 2 gelöst mit einem Elektromotor 4, mit einem Getriebeabschnitt 5, wobei der Getriebeabschnitt 5 mit dem Elektromotor 4 getrieblich gekoppelt ist und wobei der Getriebeabschnitt 5 mindestens eine erste Übersetzungsstufe 6 aufweist, wobei die erste Übersetzungsstufe 6 eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist.In electric vehicles, it is advantageous to be able to choose different ratios between an electric motor as the drive motor and the driven wheels depending on changing requirements in terms of efficiency and performance. Thus, transmission concepts are known which allow a multi-course, in order to be able to switch a correspondingly adapted ratio depending on the example of the driving speed. It is an object of the present invention to provide a drive train section, which is characterized by a particularly good performance. This object is achieved by a drive train section 1 for a vehicle 2 with an electric motor 4, with a transmission section 5, wherein the transmission section 5 with the electric motor is geared coupled and wherein the transmission portion 5 has at least a first gear stage 6, wherein the first gear stage 6 has a continuously variable transmission.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektrische Achse mit diesem Antriebsstrangabschnitt.The invention relates to a drive train section for a vehicle having the features of the preamble of
Bei Elektrofahrzeugen ist es vorteilhaft, abhängig von veränderlichen Anforderungen bezüglich Effizienz und Leistung unterschiedliche Übersetzungen zwischen einem Elektromotor als Antriebsmotor und den angetriebenen Rädern wählen zu können. So sind Getriebekonzepte bekannt, welche eine Mehrgängigkeit ermöglichen, um in Abhängigkeit zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit eine entsprechend angepasste Übersetzung schalten zu können.In electric vehicles, it is advantageous to be able to choose different ratios between an electric motor as the drive motor and the driven wheels depending on changing requirements in terms of efficiency and performance. Thus, transmission concepts are known which allow a multi-course, in order to be able to switch a correspondingly adapted ratio depending on the example of the driving speed.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt vorzuschlagen, welcher sich durch ein besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.It is an object of the present invention to propose a drive train section, which is characterized by a particularly good performance.
Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrangabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine elektrische Achse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a drive train section having the features of
Gegenstand der Erfindung ist ein Antriebsstrangabschnitt, welcher für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen realisiert. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das Fahrzeug auch als ein Lastkraftwagen, Bus etc. realisiert sein. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug als ein Zweirad oder Dreirad ausgebildet ist.The invention relates to a drive train section, which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle is realized in particular as a passenger car. In alternative embodiments, the vehicle may also be realized as a truck, bus, etc. It is also possible that the vehicle is designed as a two-wheeler or tricycle.
Das Fahrzeug ist als ein Elektrofahrzeug realisiert. Dabei kann es sich um ein Hybridfahrzeug handeln, bevorzugt ist jedoch das Fahrzeug als ein reines Elektrofahrzeug ohne einen Verbrennungsmotor ausgebildet.The vehicle is realized as an electric vehicle. This may be a hybrid vehicle, but preferably the vehicle is designed as a pure electric vehicle without an internal combustion engine.
Der Antriebsstrangabschnitt weist einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor einen Antriebsmotor für das Fahrzeug bildet. Bevorzugt bildet der Elektromotor den einzigen Antriebsmotor oder zumindest den Hauptantriebsmotor für das Fahrzeug.The drive train section has an electric motor, wherein the electric motor forms a drive motor for the vehicle. The electric motor preferably forms the single drive motor or at least the main drive motor for the vehicle.
Der Antriebsstrangabschnitt weist einen Getriebeabschnitt auf, insbesondere um das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zu leiten. In dem Getriebeabschnitt wird das Antriebsdrehmoment umgesetzt, insbesondere übersetzt oder untersetzt. Vorzugsweise wird das Antriebsdrehmoment vom Schnellen ins Langsame und/oder von hohen Drehzahlen in niedrige Drehzahlen übersetzt. Insbesondere ist die Eingangsdrehzahl des Elektromotors größer als die Ausgangsdrehzahl an den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs.The powertrain portion has a transmission portion, in particular to direct the drive torque from the electric motor to driven wheels of the vehicle. In the transmission section, the drive torque is converted, in particular translated or stocked. Preferably, the drive torque is translated from fast to slow and / or from high speeds to low speeds. In particular, the input speed of the electric motor is greater than the output speed at the driven wheels of the vehicle.
Der Getriebeabschnitt ist mit dem Elektromotor getrieblich gekoppelt, insbesondere derart, dass das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor in den Getriebeabschnitt, vorzugsweise vollständig in den Getriebeabschnitt übergeleitet wird.The transmission section is coupled in a gearbox to the electric motor, in particular such that the drive torque is transferred from the electric motor into the transmission section, preferably completely into the transmission section.
Der Getriebeabschnitt weist mindestens oder genau eine erste Übersetzungsstufe auf. In der ersten Übersetzungsstufe erfolgt insbesondere eine Übersetzung des Antriebsdrehmoments.The transmission section has at least or exactly a first gear ratio. In particular, a translation of the drive torque takes place in the first gear stage.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste Übersetzungsstufe eine stufenlos einstellbare Übersetzung aufweist. Somit ermöglicht die erste Übersetzungsstufe die Einstellung der Übersetzung in einem Übersetzungsbereich. Vorzugsweise kann die Übersetzung kontinuierlich geändert werden.In the context of the invention, it is proposed that the first transmission stage has a continuously variable transmission. Thus, the first translation stage allows the setting of the translation in a translation area. Preferably, the translation can be changed continuously.
Aus der Erfindung ergeben sich Vorteile, die das Betriebsverhalten des Antriebsstrangabschnitts verbessern. So ist es möglich, die Gesamtübersetzung des Antriebsstrangabschnitts kontinuierlich und dementsprechend in Abhängigkeit von veränderlichen Anforderungen insbesondere kontinuierlich einstellen zu können. Damit kann der Antriebsstrangabschnitt stets in einem gewünschten, gewählten, vorteilhaften oder sogar optimalen Betriebspunkt betrieben werden.The invention provides advantages that improve the performance of the drive train section. Thus, it is possible to be able to set the overall ratio of the drive train section continuously and accordingly, in particular continuously, depending on changing requirements. Thus, the drive train section can always be operated in a desired, selected, advantageous or even optimal operating point.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsstrangabschnitt stufenlos unter Last schaltbar. Insbesondere ist der Momentenweg in dem Antriebsstrangabschnitt, im Speziellen zwischen dem Elektromotor und den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs, stets geschlossen und/oder untrennbar ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer Änderung der Übersetzung keine Zugkraftunterbrechung auftritt, sondern die Änderung der Übersetzung ohne Antriebsdrehmomentänderung und/oder Komforteinbußen, bei gesteigerter Effizienz durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the drive train section is steplessly switchable under load. In particular, the torque path in the drive train section, in particular between the electric motor and the driven wheels of the vehicle, is always closed and / or inseparable. This embodiment has the advantage that when a change in the ratio no interruption in traction occurs, but the change in the ratio without drive torque change and / or loss of comfort, with increased efficiency can be performed.
Bei der Auslegung ist es bevorzugt, dass eine Spreizung des Getriebeabschnitts zwischen
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Übersetzungsstufe als ein CVT-Getriebe ausgebildet, wobei CVT für Continuously Variable Transmission steht. Vorzugsweise ist die Untergrenze für den Betrag der Übersetzung größer 1, insbesondere größer 1,5 und im speziellen größer 2 und/oder die Obergrenze für den Betrag der Übersetzung kleiner als
In einer konstruktiven Realisierung der Erfindung weist die erste Übersetzungsstufe ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar sowie ein Zugmittel auf, wobei das Zugmittel zwischen den Kegelscheibenpaaren übertragend angeordnet ist, so dass ein Variator gebildet ist. Das erste Kegelscheibenpaar ist mit dem Elektromotor als Antrieb wirkverbunden, das zweite Kegelscheibenpaar bildet einen Ausgang oder einen Zwischenausgang. Jeweils eine diagonal gegenüberliegende Hälfte der Kegelscheibenpaar ist auf den Wellen fixiert, während die jeweils andere Scheibe auf der Welle axial geführt, gesteuert verschoben werden kann. Auf diese Weise kann das Übersetzungsverhältnis stufenlos geändert werden.In a constructive realization of the invention, the first gear stage has a first cone pulley pair and a second cone pulley pair and a traction means, wherein the traction means is arranged to transmit between the cone pulley pairs, so that a variator is formed. The first cone pulley pair is operatively connected to the electric motor as a drive, the second cone pulley pair forms an output or an intermediate output. In each case a diagonally opposite half of the cone pulley pair is fixed on the shafts, while the other disc on the shaft axially guided, can be moved controlled. In this way, the transmission ratio can be changed continuously.
In einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist das erste Kegelscheibenpaar koaxial mit einer Rotorwelle des Elektromotors verbunden. Insbesondere sind das erste Kegelscheibenpaar und die Rotorwelle untrennbar und/oder dauerhaft miteinander verbunden. Durch diese konstruktive Umsetzung ist die stufenlose Änderung der Übersetzung möglich.In a preferred constructional realization, the first cone pulley pair is coaxially connected to a rotor shaft of the electric motor. In particular, the first cone pulley pair and the rotor shaft are inseparable and / or permanently connected to each other. Through this constructive implementation, the stepless change of the translation is possible.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Getriebeabschnitt eine zweite Übersetzungsstufe auf wobei die zweite Übersetzungsstufe eine feste Übersetzung aufweist. Prinzipiell kann die zweite Übersetzungsstufe im Drehmomentfluss vom Elektromotor zu den angetriebenen Rädern vor der ersten Übersetzungsstufe angeordnet sein. Es ist jedoch besonders bevorzugt, dass die zweite Übersetzungsstufe in dem Drehmomentfluss nach der ersten Übersetzungsstufe angeordnet ist. Durch den Einsatz einer zweiten Übersetzungsstufe, insbesondere mit einer festen und/oder konstanten Übersetzung, wird erreicht, dass eine minimale Grundübersetzung in dem Getriebeabschnitt sichergestellt ist.In a preferred development of the invention, the transmission section has a second transmission stage, wherein the second transmission stage has a fixed transmission ratio. In principle, the second gear stage may be arranged in the torque flow from the electric motor to the driven wheels before the first gear stage. However, it is particularly preferred that the second gear stage is arranged in the torque flow after the first gear stage. Through the use of a second transmission stage, in particular with a fixed and / or constant transmission ratio, it is achieved that a minimum base transmission ratio is ensured in the transmission section.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Getriebeabschnitt eine symmetrische Anordnung aufweist, wobei aus Bauraumgründen die zweite Übersetzungsstufe vom Langsamen ins Schnelle übersetzt. Bei alternativen Ausgestaltungen weist der Getriebeabschnitt eine asymmetrische Anordnung auf, wobei die zweite Übersetzungsstufe vom Schnellen ins Langsame übersetzt.It is preferably provided that the transmission section has a symmetrical arrangement, wherein for reasons of space, the second translation stage translates from slow to fast. In alternative embodiments, the transmission section has an asymmetrical arrangement, wherein the second transmission ratio translates from fast to slow.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist die zweite Übersetzungsstufe als eine Stirnradstufe ausgebaut, wobei diese ein Eingangsrad und ein Ausgangsrad aufweist, welche miteinander wirkverbunden sind. Besonders bevorzugt kämmen das Eingangsrad und das Ausgangsrad unmittelbar miteinander. Es ist vorgesehen, dass das Eingangsrad der Stirnradstufe koaxial mit dem zweiten Kegelscheibenpaar angeordnet ist. Insbesondere sitzt das Eingangsrad drehfest auf einer Welle, auf der das zweite Kegelscheibenpaar angeordnet ist. Durch diese Anordnung können Zwischenübersetzungen zwischen der ersten und der zweiten Getriebestufe vermieden werden.In a preferred constructive realization, the second gear ratio is expanded as a spur gear, which has an input gear and an output gear, which are operatively connected to each other. Particularly preferably, the input gear and the output gear directly mesh with each other. It is envisaged that the input gear of the spur gear is arranged coaxially with the second cone pulley pair. In particular, the input gear rotatably seated on a shaft on which the second pair of conical disks is arranged. By this arrangement, intermediate ratios between the first and the second gear stage can be avoided.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Antriebsstrangabschnitt eine Differentialeinrichtung auf, wobei die Differentialeinrichtung koaxial zu dem Elektromotor und/oder zu der Rotorwelle des Elektromotors angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der Antriebsstrangabschnitt besonders bauraumsparend angeordnet werden.In an advantageous development of the invention, the drive train section has a differential device, wherein the differential device is arranged coaxially to the electric motor and / or to the rotor shaft of the electric motor. By this arrangement, the drive train section can be arranged particularly space-saving.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Differentialeinrichtung einen Stirnraddifferentialkorb aufweist, wobei das Ausgangsrad drehfest mit dem Stirnraddifferentialkorb verbunden ist. Vorzugsweise sind der Stirnraddifferentialkorb und das Ausgangsrad einteilig ausgebildet.It is preferably provided that the differential device has a Stirnraddifferentialkorb, wherein the output gear is rotatably connected to the Stirnraddifferentialkorb. Preferably, the Stirnraddifferentialkorb and the output gear are integrally formed.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist der Stirnraddifferentialkorb als ein Planetenträger und das Ausgangsrad als eine Außenverzahnung auf dem Planetenträger ausgebildet. Beispielsweise kann das Ausgangsrad als ein Deckel auf dem Planetenträger ausgebildet sein und die Außenverzahnung tragen.In a preferred constructional realization of the Stirnraddifferentialkorb is designed as a planet carrier and the output gear as an external toothing on the planet carrier. For example, the output gear may be formed as a cover on the planet carrier and bear the external teeth.
Bei einer bevorzugten Realisierung ist die Differentialeinrichtung als eine Stirnradplanetendifferentialeinrichtung ausgebildet und weist den Planetenträger, zwei Sätze Planeten sowie zwei Sonnenräder auf. Die Planeten sind an dem Planetenträger drehbar angeordnet, wobei ein Satz Planeten mit einem der Sonnenräder und der andere Satz Planeten mit dem anderen Sonnenrad kämmt. Zudem kämmen die Planeten der unterschiedlichen Sätze paarweise miteinander. Die Sonnenräder bilden Ausgangsorgane der Differentialeinrichtung und sind koaxial zu dem Elektromotor ausgebildet. Insbesondere können die Sonnenräder mit Ausgangswellen gekoppelt werden oder sein, wobei eine der Ausgangswellen koaxial und konzentrisch durch den Elektromotor durchgeführt wird. Diese bevorzugte Realisierung ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Antriebsstrangabschnitts.In a preferred embodiment, the differential device is designed as a Stirnradplanetendifferentialeinrichtung and has the planet carrier, two sets of planets and two sun gears. The planets are rotatably mounted on the planet carrier, with one set of planets meshing with one of the sun gears and the other set of planets meshing with the other sun gear. In addition, the planets of different sentences comb together in pairs. The sun gears form output devices of the differential device and are formed coaxially with the electric motor. In particular, the sun gears may be coupled to output shafts, wherein one of the output shafts is coaxial and concentric with the electric motor. This preferred realization allows a very compact construction of the drive train section.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine elektrische Achse für ein Fahrzeug, wobei die elektrische Achse den Antriebsstrang aufweist, wie dieser zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Another object of the invention relates to an electrical axle for a vehicle, wherein the electrical axis has the drive train, as described above or according to one of the preceding claims.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Diese zeigen:
-
1 ein Blockdiagramm eines Antriebsstrangabschnitts als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 den Antriebsstrangabschnitt der 1 in detaillierterer Darstellung; -
3 eine schematische dreidimensionale Darstellung des Antriebsstrangs der vorhergehenden Figuren.
-
1 a block diagram of a drive train section as an embodiment of the invention; -
2 the drive train section of1 in more detail; -
3 a schematic three-dimensional representation of the drive train of the preceding figures.
Die
Der Antriebsstrangabschnitt
Der Antriebsstrangabschnitt
Durch die Kombination der ersten Übersetzungsstufe
Die
Die erste Übersetzungsstufe
Konstruktiv betrachtet ist das erste Kegelscheibenpaar
Die zweite Übersetzungsstufe
Die Differentialeinrichtung
In der
In dem Stirnraddifferentialkorb
Durch Änderung der axialen Breite von einem oder beiden der Kegelscheibenpaare
Im Ergebnis sieht das Konzept eine Kombination von einem Elektromotor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- AntriebsstrangabschnittPowertrain section
- 22
- Fahrzeugvehicle
- 3a,b3a, b
- angetriebene Räderpowered wheels
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Getriebeabschnittgear section
- 66
- erste Übersetzungsstufefirst translation stage
- 77
- zweite Übersetzungsstufesecond translation stage
- 88th
- Differentialeinrichtungdifferential device
- 9a,b9a, b
- Ausgangswellenoutput shafts
- 1010
- Rotorwellerotor shaft
- 11a11a
- erstes Kegelscheibenpaarfirst conical disk pair
- 11b11b
- zweites Kegelscheibenpaarsecond cone pulley pair
- 1212
- Zugmitteltraction means
- 1313
- Eingangsradinput gear
- 1414
- Ausgangsradoutput gear
- 1515
- StirnraddifferentialkorbStirnraddifferentialkorb
- 16 a,b16 a, b
- Planetensätzeplanetary gear sets
- 17 a,b17 a, b
- Sonnenrädersun gears
- 1818
- Deckelcover
- HH
- Hauptachsemain axis
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018107078.0 | 2018-03-26 | ||
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DE102018119503.6A Ceased DE102018119503A1 (en) | 2018-03-26 | 2018-08-10 | Powertrain section with adjustable ratio and electrical axis with the drivetrain section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018119503A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020001795B3 (en) * | 2019-11-28 | 2020-10-29 | Hans Hermann Rottmerhusen | Electric motor drive for a motor vehicle |
-
2018
- 2018-08-10 DE DE102018119503.6A patent/DE102018119503A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020001795B3 (en) * | 2019-11-28 | 2020-10-29 | Hans Hermann Rottmerhusen | Electric motor drive for a motor vehicle |
WO2021104548A1 (en) | 2019-11-28 | 2021-06-03 | Hans Hermann Rottmerhusen | Electromotive drive for a motor vehicle |
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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