DE102019206961A1 - Drive unit for an electric vehicle and drive axle of an electric vehicle - Google Patents

Drive unit for an electric vehicle and drive axle of an electric vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (EM) und ein Zweigang-Schaltgetriebe (G) mit einem ersten Schaltelement (A), einem zweiten Schaltelement (B) und zwei miteinander gekoppelten Planetensätzen (PS1, PS2), wobei der erste Planetensatz (PS1) eine erste Sonnenwelle (SO1), eine erste Hohlradwelle (HR1) und eine erste Stegwelle (ST1) und der zweite Planetensatz (PS2) eine zweite Sonnenwelle (SO2), eine zweite Hohlradwelle (HR2) und eine zweite Stegwelle (ST2) aufweisen, wobei die erste Hohlradwelle (HR1) fest mit der zweiten Stegwelle (ST2) verbunden ist, wobei die erste Sonnenwelle (SO1) durch die elektrische Maschine (EM) antreibbar ist, wobei die zweite Sonnenwelle (SO2) festgehalten ist, wobei die erste Stegwelle (ST1) die Getriebeabtriebswelle (3a) des Zweigang-Schaltgetriebes (G) bildet und wobei zur Schaltung des ersten Ganges das erste Schaltelement (A) und zur Schaltung des zweiten Ganges das zweite Schaltelement (B) betätigbar sind.

Figure DE102019206961A1_0000
The invention relates to a drive unit for an electric vehicle, comprising an electric machine (EM) and a two-speed manual transmission (G) with a first shift element (A), a second shift element (B) and two planetary sets (PS1, PS2) coupled to one another, wherein the first planetary gear set (PS1) has a first sun shaft (SO1), a first ring gear shaft (HR1) and a first spider shaft (ST1) and the second planetary gear set (PS2) has a second sun shaft (SO2), a second ring gear shaft (HR2) and a second spider shaft (ST2), the first ring gear shaft (HR1) being fixedly connected to the second spider shaft (ST2), the first sun shaft (SO1) being drivable by the electrical machine (EM), the second sun shaft (SO2) being held in place, wherein the first spider shaft (ST1) forms the transmission output shaft (3a) of the two-speed gearbox (G) and the first shifting element (A) for shifting the first gear and the second shifting element for shifting the second gear (B) can be actuated.
Figure DE102019206961A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine und ein Zweigang-Schaltgetriebe mit einem ersten Schaltelement, einem zweiten Schaltelement und zwei miteinander gekoppelten Planetensätzen. Die Erfindung betrifft auch eine Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges mit einer ersten und einer zweiten Antriebseinheit.The invention relates to a drive unit for an electric vehicle, comprising an electric machine and a two-speed manual transmission with a first shift element, a second shift element and two planetary sets coupled to one another. The invention also relates to a drive axle of an electric vehicle with a first and a second drive unit.

Durch die DE 10 2009 002 437 A1 wurde ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug in mehreren Varianten bekannt, wobei eine Variante gemäß 2 eine rein elektrisch antreibbare Hinterachse mit Einzelradantrieben, d. h. einem so genannten radindividuellen Antrieb aufweist. Jedem Antriebsrad ist eine elektrische Maschine mit nachgeschaltetem Schaltgetriebe zugeordnet, wobei beide Einzelradantriebe voneinander getrennt sind. Die Schaltgetriebe sind als Zwei-Gang-Getriebe ausgebildet und werden mittels einer Klauenschaltung geschaltet, d. h. während des Schaltvorganges tritt eine Zugkraftunterbrechung auf. Wird beispielsweise nur das Getriebe auf der rechten Seite, welches das rechte Rad antreibt, geschaltet, so tritt infolge der Zugkraftunterbrechung für das rechte Rad ein Giermoment um die Hochachse des Fahrzeuges auf, welches das Fahrzeug nach rechts zu lenken versucht. Um ein solches Giermoment zu vermeiden, werden die Schaltungen daher gleichzeitig auf beiden Seiten durchgeführt. Andererseits kann ein Giermoment, z. B. bei Kurvenfahrten erwünscht sein, um die Agilität des Fahrzeuges zu verbessern. In einem solchen Falle kann das Giermoment gezielt durch eine unterschiedliche Drehmomentverteilung am rechten und linken Antriebsrad erzeugt werden (so genanntes torque-vectoring).Through the DE 10 2009 002 437 A1 a purely electrically powered vehicle was known in several variants, one variant according to 2 a purely electrically drivable rear axle with individual wheel drives, ie a so-called individual wheel drive. Each drive wheel is assigned an electrical machine with a downstream gearbox, the two individual wheel drives being separate from one another. The gearboxes are designed as two-speed gearboxes and are shifted by means of a dog clutch, ie an interruption in tractive power occurs during the shifting process. If, for example, only the transmission on the right-hand side, which drives the right wheel, is shifted, a yaw moment occurs around the vertical axis of the vehicle which tries to steer the vehicle to the right as a result of the interruption in tractive force for the right wheel. In order to avoid such a yaw moment, the shifts are therefore carried out simultaneously on both sides. On the other hand, a yaw moment, e.g. B. be desirable when cornering to improve the agility of the vehicle. In such a case, the yaw moment can be generated specifically by a different torque distribution on the right and left drive wheel (so-called torque vectoring).

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Elektrofahrzeug, d. h. einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug die Antriebskomponenten, d. h. die elektrischen Maschinen und das Getriebe Raum und Gewicht sparend im Bereich der Antriebsachse anzuordnen.An object of the invention is to provide, in an electric vehicle, e.g. H. an electrically drivable vehicle, the drive components, d. H. to arrange the electrical machines and the gearbox in the area of the drive axle to save space and weight.

Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of the independent claims 1 and 8. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug eine elektrische Maschine und ein Zweigang-Schaltgetriebe, welches zwei Schaltelemente sowie zwei miteinander gekoppelte Planetensätze aufweist. Die beiden Planetensätze sind über die erste Hohlradwelle, d. h. die Hohlradwelle des ersten Planetensatzes und die zweite Stegwelle, d. h. die Stegwelle des zweiten Planetensatzes miteinander gekoppelt, d. h. fest verbunden. Die erste Hohlradwelle und die zweite Stegwelle bilden somit die Koppelwelle beider Planetensätze. Unter Elektrofahrzeug soll ein elektrisch antreibbares Fahrzeug verstanden werden, wobei der Antrieb mittels mindestens einer Antriebseinheit erfolgt. Das Zweigang-Schaltgetriebe wird über die Sonnenwelle des ersten Planetensatzes von der elektrischen Maschine angetrieben, die Sonnenwelle des zweiten Planetensatzes ist festgehalten, d. h. gegenüber dem Gehäuse abgestützt. Die Stegwelle des ersten Planetensatzes, die erste Stegwelle, bildet die Getriebeabtriebs- oder Getriebeausgangswelle des Zweigang-Schaltgetriebes. Über die beiden Schaltelemente können durch verschiedene Koppelungen der Getriebewellen zwei Gänge geschaltet werden. Zwischen den Schaltstellungen für den ersten und den zweiten Gang ergibt sich eine Neutralstellung, in welcher die elektrische Maschine abkoppelbar ist. Der erste Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelements eingelegt, wobei die zweite Hohlradwelle mit dem Gehäuse koppelbar, d. h. festbremsbar ist. Dadurch wird der gesamte zweite Planetensatze festgebremst, so dass sich als Übersetzung für den ersten Gang eine Festübersetzung zwischen der angetriebenen ersten Sonnenwelle und der abtreibenden ersten Stegwelle ergibt. Der zweite Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements eingelegt, wodurch die erste Stegwelle mit der zweiten Hohlradwelle gekoppelt wird. Damit sind beide Planetensätze zweifach gekoppelt, d. h. es ergibt sich ein Überlagerungsbetrieb beider Planetensätze, woraus die Übersetzung für den zweiten Gang resultiert.According to a first aspect of the invention, a drive unit for an electric vehicle comprises an electric machine and a two-speed manual transmission, which has two shift elements and two planetary gear sets that are coupled to one another. The two planetary sets are via the first ring gear shaft, d. H. the ring gear shaft of the first planetary gear set and the second spider shaft, d. H. the spider shaft of the second planetary gear set coupled to one another, d. H. firmly connected. The first ring gear shaft and the second spider shaft thus form the coupling shaft of both planetary gear sets. An electric vehicle is to be understood as an electrically drivable vehicle, the drive being carried out by means of at least one drive unit. The two-speed gearbox is driven by the electric machine via the sun shaft of the first planetary gear set; the sun shaft of the second planetary gear set is held in place, d. H. supported against the housing. The spider shaft of the first planetary gear set, the first spider shaft, forms the gearbox output shaft or gearbox output shaft of the two-speed gearbox. Two gears can be shifted via the two shifting elements through different couplings of the transmission shafts. Between the shift positions for the first and second gear there is a neutral position in which the electric machine can be decoupled. The first gear is engaged by engaging the first shift element, whereby the second ring gear shaft can be coupled to the housing, i. H. can be braked. As a result, the entire second planetary gear set is braked, so that the gear ratio for the first gear is a fixed ratio between the driven first sun shaft and the driven first spider shaft. The second gear is engaged by closing the second shift element, whereby the first spider shaft is coupled to the second ring gear shaft. Both planetary sets are thus coupled twice, i.e. H. there is an overlapping operation of both planetary gear sets, from which the translation for the second gear results.

Alternativ kann zur Einlegung des ersten Ganges durch Schließen des ersten Schaltelements die zweite Hohlradwelle mit der zweiten Stegwelle gekoppelt werden. Damit wird der gesamte zweite Planetensatz festgebremst; es ergibt sich dieselbe Übersetzung für den ersten Gang wie für die erste zuvor erläuterte Ausführungsform. Die alternative Ausführungsform wird auch als Kupplungsvariante bezeichnet.Alternatively, the second ring gear shaft can be coupled to the second spider shaft to engage the first gear by closing the first shift element. So that the entire second planetary gear set is braked; the same translation results for the first gear as for the first previously explained embodiment. The alternative embodiment is also referred to as a coupling variant.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltelemente als unsynchronisierte Klauen ausgebildet, wodurch sich beim Schalten eine Zugkraftunterbrechung ergibt.According to a preferred embodiment, the switching elements are designed as unsynchronized claws, which results in an interruption of the tensile force when switching.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist für das Schaltgetriebe eine Neutralstellung vorgesehen, bei welcher weder das erste noch das zweite Schaltelement geschlossen sind; in dieser Neutralstellung ist die elektrische Maschine abgekoppelt. Für das Elektrofahrzeug ist somit ein freies Rollen ohne den Widerstand der mitdrehenden elektrischen Maschine möglich.According to a further preferred embodiment, a neutral position is provided for the gearbox in which neither the first nor the second shift element are closed; in this neutral position the electrical machine is decoupled. The electric vehicle can therefore roll freely without the resistance of the rotating electric machine.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Planetensätze, zumindest teilweise innerhalb der elektrischen Maschine, d. h. innerhalb des durch den Rotor gebildeten Hohlraumes angeordnet und können somit unter Einsparung von axialem Bauraum koaxial angeordnet werden. Es ergibt sich somit eine kompakte Antriebseinheit, bestehend aus elektrischer Maschine und Zweigang-Schaltgetriebe.According to a further preferred embodiment, the planetary gear sets are at least partially within the electrical machine, ie within the cavity formed by the rotor arranged and can thus be arranged coaxially while saving axial installation space. The result is a compact drive unit consisting of an electric machine and a two-speed manual transmission.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges mit zwei Antriebsrädern eine erste und eine zweite Antriebseinheit der zuvor beschriebenen Art auf. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit wird somit zweifach in einer Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges verbaut, und zwar als radindividueller Antrieb, wobei die erste Antriebseinheit das erste Antriebsrad und die zweite Antriebseinheit das zweite Antriebsrad jeweils unabhängig voneinander antreiben. Da bei einer Klauenschaltung eine Zugkraftunterbrechung auftritt, müssen die Gänge auf beiden Seiten zur Vermeidung eines Giermoments gleichzeitig geschaltet werden. Andererseits kann bei dem radindividuellen Antrieb das eingangs erwähnte torque vectoring genutzt werden, indem beide Antriebseinheiten eine unterschiedliche Drehmomentverteilung am rechten und am linken Rad bewirken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beide elektrischen Maschinen relativ dicht nebeneinander angeordnet sind, so dass sich die Möglichkeit einer gemeinsamen Kühlung der Statoren der elektrischen Maschinen ergibt.According to a further aspect of the invention, a drive axle of an electric vehicle with two drive wheels has a first and a second drive unit of the type described above. The drive unit according to the invention is thus installed twice in a drive axle of an electric vehicle, specifically as a drive for individual wheels, the first drive unit driving the first drive wheel and the second drive unit driving the second drive wheel independently of one another. Since there is an interruption in tractive force when a dog is shifted, the gears on both sides must be shifted at the same time to avoid a yaw moment. On the other hand, in the case of the individual wheel drive, the torque vectoring mentioned at the beginning can be used in that the two drive units cause a different torque distribution on the right and left wheel. Another advantage is that both electrical machines are arranged relatively close to one another, so that there is the possibility of common cooling of the stators of the electrical machines.

Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind zwischen den Schaltgetrieben und den Antriebsrädern jeweils feste Übersetzungsstufen, auch Konstantübersetzungsstufen genannt, vorzugsweise in einem radnahen Bereich vorgesehen. Damit wird eine weitere Übersetzung der Drehzahlen der elektrischen Maschinen ins Langsame erreicht. Die Konstantübersetzungsstufen können als weitere Planetensätze mit koaxialem An- und Abtrieb ausgebildet sein oder als Standgetriebe mit einem Achsversatz zwischen An- und Abtrieb - in diesem Falle handelt es sich um so genannte Portalachsen. Der Vorteil dieser Portalachsen besteht darin, dass das Fahrzeug eine größere Bodenfreiheit erhält. Da die Rotationsachsen der elektrischen Maschinen somit oberhalb der Radachsen angeordnet sind, können die Durchmesser der elektrischen Maschinen größer gewählt werden.According to further preferred embodiments, fixed gear ratios, also called constant gear ratios, are provided between the gearboxes and the drive wheels, preferably in an area close to the wheel. This enables the speed of the electrical machines to be further reduced. The constant gear ratios can be designed as further planetary sets with coaxial input and output or as stationary gears with an offset between input and output - in this case what are known as portal axes. The advantage of these portal axles is that the vehicle has greater ground clearance. Since the axes of rotation of the electrical machines are thus arranged above the wheel axles, the diameter of the electrical machines can be selected to be larger.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

  • 1 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, bestehend aus einer elektrischen Maschine und einem Zweigang-Schaltgetriebe mit zwei Schaltelementen,
  • 2 eine Antriebseinheit wie in 1, jedoch mit einer Variante für das erste Schaltelement des Zweigang-Schaltgetriebes,
  • 3 eine Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges mit zwei Antriebseinheiten gemäß 1 als radindividueller Antrieb,
  • 4 eine Antriebsachse mit zwei Antriebseinheiten gemäß 2,
  • 5 eine Antriebsachse, ausgebildet als Portalachse mit einer ersten Portalstufe und
  • 6 eine Antriebsachse, ausgebildet als Portalachse mit zweiter Portalstufe.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below, it being possible for further features and / or advantages to emerge from the description and / or the drawing. Show it
  • 1 a drive unit according to the invention for an electric vehicle, consisting of an electric machine and a two-speed gearbox with two shift elements,
  • 2 a drive unit as in 1 , but with a variant for the first shift element of the two-speed manual transmission,
  • 3 a drive axle of an electric vehicle with two drive units according to FIG 1 as a wheel-specific drive,
  • 4th a drive axle with two drive units according to 2 ,
  • 5 a drive axis, designed as a portal axis with a first portal stage and
  • 6th a drive axis designed as a portal axis with a second portal stage.

1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebseinheit 1 für ein Elektrofahrzeug, d. h. ein elektrisch antreibbares Fahrzeug. Die Antriebseinheit 1 umfasst eine elektrische Maschine EM, welche einen gehäuse- oder ortsfesten Stator EMS sowie einen Rotor EMR mit einer Antriebswelle 1a aufweist, sowie ein Zweigang-Schaltgetriebe G mit einem ersten Schaltelement A und einem zweiten Schaltelement B. Das Zweigang-Schaltgetriebe G, im Folgenden auch kurz Schaltgetriebe G genannt, umfasst einen ersten Planetensatz PS1 und einen zweiten Planetensatz PS2, welcher mit dem ersten Planetensatz PS1 gekoppelt ist. Der erste Planetensatz PS1 weist drei Wellen, nämlich eine erste Sonnenwelle SO1, eine erste Hohlradwelle HR1 sowie eine erste Stegwelle ST1 auf. Der zweite Planetensatz PS2 weist ebenfalls drei Wellen, nämlich eine gehäusefest angeordnete zweite Sonnenwelle SO2, eine zweite Hohlradwelle HR2 sowie eine zweite Stegwelle ST2 auf. Die gehäusefeste Anordnung ist in der Zeichnung jeweils durch drei Schraffurstriche ohne Bezugszahl angedeutet. 1 shows a drive unit as a first embodiment of the invention 1 for an electric vehicle, ie an electrically powered vehicle. The drive unit 1 includes an electric machine EM which have a housing or stationary stator EMS as well as a rotor EMR with a drive shaft 1a has, as well as a two-speed manual transmission G with a first switching element A. and a second switching element B. . The two-speed manual transmission G , hereinafter also referred to as manual transmission for short G called, includes a first planetary gear set PS1 and a second planetary gear set PS2 , which one with the first planetary set PS1 is coupled. The first planetary set PS1 has three waves, namely a first solar wave SO1 , a first ring gear shaft HR1 and a first web wave ST1 on. The second planetary set PS2 also has three shafts, namely a second sun shaft fixed to the housing SO2 , a second ring gear shaft HR2 as well as a second web wave ST2 on. The arrangement fixed to the housing is indicated in the drawing by three hatched lines without a reference number.

Der erste Planetensatz PS1 ist über die erste Hohlradwelle HR1 und die zweite Stegwelle ST2 mit dem zweiten Planetensatz PS2 gekoppelt, d. h. fest verbunden. Somit bilden die erste Hohlradwelle HR1 und die zweite Stegwelle ST2 die Koppelwelle zwischen den beiden Planetensätzen PS1, PS2. Das Zweigang-Schaltgetriebe G wird über die erste Sonnenwelle SO1, welche mit der Antriebswelle 1a des Rotors EMR fest verbunden ist, von der elektrischen Maschine EM angetrieben. Der Abtrieb des Zweigang-Schaltgetriebes G erfolgt über die erste Stegwelle ST1, die auch als Getriebeausgangs- oder Getriebeabtriebswelle 3a bezeichnet wird. Die Antriebseinheit 1 weist eine rotatorische Symmetrieachse m auf, welche mit der Getriebeabtriebswelle 3a zusammenfällt. Die Darstellung zeigt nur die „obere“ Hälfte der Antriebseinheit 1, die untere, nicht dargestellte Hälfte ist symmetrisch zur oberen Hälfte ausgebildet.The first planetary set PS1 is via the first ring gear shaft HR1 and the second web wave ST2 with the second planetary set PS2 coupled, ie firmly connected. Thus form the first ring gear shaft HR1 and the second web wave ST2 the coupling shaft between the two planetary gear sets PS1 , PS2 . The two-speed manual transmission G is about the first solar wave SO1 which with the drive shaft 1a of the rotor EMR is firmly connected to the electrical machine EM driven. The output of the two-speed manual transmission G takes place over the first web wave ST1 also known as the gearbox output or gearbox output shaft 3a referred to as. The drive unit 1 has a rotational axis of symmetry m on which with the gearbox output shaft 3a coincides. The illustration only shows the "upper" half of the drive unit 1 , the lower half, not shown, is symmetrical to the upper half.

Über die beiden Schaltelemente A, B können mittels einer Schiebemuffe SM zwei Gänge, ein erster Gang und ein zweiter Gang, zur Reduzierung der Drehzahl der elektrischen Maschine EM geschaltet werden. Der erste Gang wird durch Schließen des ersten Schaltelements A eingelegt: Dabei wird die zweite Hohlradwelle HR2 mit dem Gehäuse (schraffiert) gekoppelt. Demzufolge wird der gesamte zweite Planetensatz PS2 festgebremst, d. h. festgehalten. Damit steht auch die erste Hohlradwelle HR1, so dass sich als Übersetzung für den ersten Gang die Festübersetzung des ersten Planetensatzes PS1 zwischen angetriebener erster Sonnenwelle SO1 und abtreibender erster Stegwelle ST1 ergibt, d. h. eine Übersetzung ins Langsame.Via the two switching elements A. , B. can by means of a sliding sleeve SM two gears, a first gear and a second gear, to reduce the Speed of the electric machine EM be switched. The first gear is activated by engaging the first shift element A. inserted: The second ring gear shaft is inserted HR2 coupled to the housing (hatched). As a result, the entire second planetary set PS2 braked, ie held. This also means that the first ring gear shaft is stationary HR1 , so that the fixed ratio of the first planetary gear set is the translation for the first gear PS1 between driven first sun shaft SO1 and driving first web wave ST1 results, ie a translation into the slow.

Der zweite Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements B eingelegt, wobei die erste Stegwelle ST1 mit der zweiten Hohlradwelle HR2 gekoppelt wird. Damit ergeben sich zwischen dem ersten Planetensatz PS1 und dem zweiten Planetensatz PS2 zwei Koppelungen, woraus sich ein Überlagerungsbetrieb mit einer Übersetzung für den zweiten Gang ergibt.The second gear is achieved by engaging the second shift element B. inserted, the first web wave ST1 with the second ring gear shaft HR2 is coupled. This results in between the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 two couplings, which results in an overlay operation with a translation for the second gear.

Wenn keines der beiden Schaltelemente A, B geschlossen ist, liegt eine Neutralstellung vor, welche in der Zeichnung durch die Position der Schiebemuffe SM, die durch einen Aktuator AK betätigt wird, dargestellt ist. In der Neutralstellung, in welcher sich die Schiebemuffe SM nur in Dreheingriff mit der zweiten Hohlradwelle HR2 befindet, ist die elektrische Maschine EM abgekoppelt.If neither of the two switching elements A. , B. is closed, there is a neutral position, which is indicated in the drawing by the position of the sliding sleeve SM that by an actuator AK is operated, is shown. In the neutral position, in which the sliding sleeve SM only in rotational engagement with the second ring gear shaft HR2 is the electrical machine EM disconnected.

2 zeigt eine Antriebseinheit 2, welche im Wesentlichen der Antriebseinheit 1 gemäß 1 entspricht, jedoch eine Schaltungsvariante für das erste Schaltelement A, nämlich eine so genannte Kupplungsvariante aufweist. Das erste Schaltelement, mit dem bei der Antriebseinheit 2 der erste Gang eingelegt wird, ist mit A' bezeichnet. Wird das erste Schaltelement A' geschlossen, so werden die zweite Hohlradwelle HR2 und die zweite Stegwelle ST2 miteinander gekoppelt, wodurch der gesamte zweite Planetensatz PS2 festgebremst, d. h. festgehalten wird. Es ergibt sich dieselbe Übersetzung für den ersten Gang wie bei der Antriebseinheit 1 gemäß 1 bei geschlossenem Schaltelement A. Das Einlegen des zweiten Ganges durch Schließen des Schaltelements B erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der Antriebseinheit 1 gemäß 1, d. h. für den zweiten Gang gibt es keine Änderung. 2 shows a drive unit 2 , which is essentially the drive unit 1 according to 1 corresponds, however, a circuit variant for the first switching element A. , namely a so-called clutch variant. The first switching element with which the drive unit 2 first gear is engaged is with A ' designated. Becomes the first switching element A ' closed, the second ring gear shaft HR2 and the second web wave ST2 coupled together, creating the entire second planetary gear set PS2 braked, ie is held. The same ratio results for the first gear as for the drive unit 1 according to 1 with the switching element closed A. . Engaging the second gear by closing the shift element B. takes place in the same way as with the drive unit 1 according to 1, d . H. there is no change for second gear.

3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 3 eines Elektrofahrzeuges mit einem ersten oder linken Antriebsrad R1 und einem zweiten oder rechten Antriebsrad R2, wobei das erste Antriebsrad R1 von einer ersten elektrischen Maschine EM1 über ein erstes Zweigang-Schaltgetriebe G1 und das zweite Antriebsrad R2 von einer zweiten elektrischen Maschine EM2 über ein zweites Zweigang-Schaltgetriebe G2 angetrieben werden, welche jeweils der Antriebseinheit 1 gemäß 1 entsprechen. Beide Antriebsseiten, die rechte und die linke, welche symmetrisch zu einer Mittelebene E angeordnet und spiegelbildlich aufgebaut sind, weisen dieselben Übersetzungen auf. Bei der Antriebsachse 3 wird jedes Antriebsrad durch eine eigene elektrische Maschine und ein eigenes Schaltgetriebe angetrieben - es handelt sich somit um einen radindividuellen Antrieb. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind - wie erwähnt - beide Schaltgetriebe G1, G2 als Zweigang-Schaltgetriebe ausgebildet, wobei die jeweiligen Schaltelemente A, B (links) und D, C (rechts) außen, d. h. auf Seiten der Antriebsräder R1, R2 angeordnet und durch erste und zweite Aktuatoren AK1, AK2 betätigbar sind. Beide Antriebseinheiten liegen somit in axialer Richtung gesehen relativ dicht nebeneinander, so dass sich für die elektrischen Maschinen EM1, EM2 die Möglichkeit einer gemeinsamen Kühlung ergibt. 3 shows a drive axle as a further embodiment of the invention 3 an electric vehicle with a first or left drive wheel R1 and a second or right drive wheel R2 , the first drive wheel R1 from a first electric machine EM1 via a first two-speed manual transmission G1 and the second drive wheel R2 from a second electrical machine EM2 via a second two-speed manual transmission G2 are driven, each of the drive unit 1 according to 1 correspond. Both drive sides, the right and the left, which are symmetrical to a center plane E. are arranged and mirror-inverted have the same translations. At the drive axle 3 each drive wheel is driven by its own electric machine and its own gearbox - it is therefore a wheel-specific drive. In the illustrated embodiment - as mentioned - both gearboxes G1 , G2 designed as a two-speed gearbox, the respective shift elements A. , B. (left) and D. , C. (right) outside, ie on the side of the drive wheels R1 , R2 arranged and by first and second actuators AK1 , AK2 are operable. Both drive units are therefore located relatively close to one another, seen in the axial direction, so that there is no need for the electrical machines EM1 , EM2 the possibility of a common cooling results.

Zwischen den Schaltgetrieben G1, G2 und den Antriebsrädern R1, R2 sind jeweils feste Übersetzungsstufen, ausgebildet als dritte Planetensätze PS3, angeordnet, welche für eine weitere Übersetzung der Drehzahlen der elektrischen Maschinen EM1, EM2 ins Langsame vorgesehen sind. Die Getriebeabtriebswellen 3a, 3b treiben dabei jeweils die Sonnenwellen der dritten Planetensätze PS3 an, deren Hohlwellen HR3 festgehalten sind, und der Abtrieb erfolgt über die Stegwellen, welche (links) mit 2a und (rechts) mit 2b bezeichnet sind und jeweils ein Antriebsrad R1, R2 antreiben. Die dritten Planetensätze PS3 sind in einem radnahen Bereich angeordnet und können vorzugsweise in die Radnaben der Antriebsräder R1, R2 integriert werden; Antrieb und Abtrieb sind koaxial.Between the gearboxes G1 , G2 and the drive wheels R1 , R2 are each fixed gear ratios, designed as third planetary gear sets PS3 , arranged, which for a further translation of the speeds of the electrical machines EM1 , EM2 are intended to slow down. The transmission output shafts 3a , 3b drive the sun waves of the third planetary sets PS3 on, their hollow shafts HR3 are held, and the output takes place via the spider shafts, which are designated (left) with 2a and (right) with 2b and each a drive wheel R1 , R2 drive. The third planetary sets PS3 are arranged in an area close to the wheel and can preferably be placed in the wheel hubs of the drive wheels R1 , R2 to get integrated; The input and output are coaxial.

Da beide Antriebe für das rechte und das linke Antriebsrad R1, R2 völlig getrennt sind, ist es sinnvoll, dass auf beiden Seiten jeweils mit demselben Gang gefahren wird, damit auf beiden Seiten jeweils das gleiche Drehmoment an den Antriebsrädern R1, R2 wirkt. Anderenfalls würde sich ein Giermoment (Moment um die Hochachse des Fahrzeuges) ergeben, welches durch Gegensteuern ausgeglichen werden müsste. Der Gangwechsel sollte - zumindest bei Geradeausfahrt - auf beiden Seiten gleichzeitig erfolgen, da er mit einer Zugkraftunterbrechung verbunden ist. Bei nicht gleichzeitigem Gangwechsel würde sich ebenfalls ein störendes Giermoment einstellen. Der radindividuelle Antrieb kann allerdings vorteilhaft auch für ein so genanntes torque vectoring genutzt werden, um das Fahrzeug agiler zu machen, beispielsweise um bei einer Kurvenfahrt durch unterschiedliche Antriebsmomente rechts und links eine Tendenz zum Übersteuern zu erreichen.Since both drives for the right and left drive wheel R1 , R2 are completely separate, it makes sense that the same gear is used on both sides so that the same torque is applied to the drive wheels on both sides R1 , R2 works. Otherwise a yaw moment (moment around the vertical axis of the vehicle) would result, which would have to be compensated for by counter-steering. The gear change - at least when driving straight ahead - should take place on both sides at the same time, as it is associated with an interruption in tractive power. If the gear change was not carried out at the same time, an annoying yaw moment would also arise. The individual wheel drive can, however, also be used advantageously for so-called torque vectoring in order to make the vehicle more agile, for example to achieve a tendency to oversteer when cornering due to different drive torques on the right and left.

4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 4, welche im Wesentlichen der Antriebsachse 3 gemäß 3 entspricht; unterschiedlich bei der Antriebsachse 4 sind die Antriebseinheiten, welche den Antriebseinheiten 2 gemäß 2 entsprechen, d. h. die Schaltungsvariante A' aufweisen. Dem Schaltelement A' auf der linken Seite (in der Zeichnung links von der Mittelebene E) entspricht das Schaltelement C' auf der rechten Seite. 4th shows a drive axle as a further embodiment of the invention 4th which is essentially the drive axle 3 according to 3 corresponds to; different for the drive axle 4th are the drive units, which the drive units 2 according to 2 correspond, ie the circuit variant A ' exhibit. The switching element A ' on the left (in the drawing to the left of the median plane E. ) corresponds to the switching element C ' On the right side.

5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 5, welche die gleichen Antriebseinheiten wie die Antriebsachse 3 (3), d. h. zwei symmetrisch angeordnete elektrische Maschinen EM1, EM 2 mit Zweigang-Schaltgetrieben G1, G2 aufweist, allerdings als so genannte Portalachse ausgebildet ist. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszeichen wie zuvor verwendet. Die feste Übersetzungsstufe, welche in 3 als dritter Planetensatz PS3 mit koaxialem An- und Abtrieb ausgebildet ist, ist in 5 durch zwei radnahe Standgetriebe 30 ersetzt, bei welchen die Abtriebswellen 2a, 2b, deren Achsen mit den Radachsen a1, a2 zusammen fallen, gegenüber den Getriebeabtriebswellen 3a, 3b einen Achsversatz v aufweisen. Durch den Achsversatz v wird eine größere Bodenfreiheit für das Elektrofahrzeug erreicht. Das Standgetriebe 30 ist als Planetensatz mit einem feststehenden Steg 31, einem umlaufenden Hohlrad 32, mehreren Planetenrädern 33 und einem Sonnenrad 34 ausgebildet. Der Antrieb erfolgt über eines der Planetenräder 33, der Abtrieb über das Hohlrad 32. Durch die Planetenräder 33, von denen mehrere auf dem Umfang angeordnet sind, wird eine vorteilhafte Leistungsteilung erreicht. Aufgrund der größeren Bodenfreiheit können elektrische Maschinen mit größerem Durchmesser verwendet werden. 5 shows a drive axle as a further embodiment of the invention 5 which have the same drive units as the drive axle 3 ( 3 ), ie two symmetrically arranged electrical machines EM1 , EM 2 with two-speed manual transmission G1 , G2 has, but is designed as a so-called portal axis. The same reference numbers as before are used for the same parts. The fixed translation level, which is in 3 as the third planetary set PS3 is designed with coaxial input and output is in 5 thanks to two stationary gears close to the wheel 30th replaced, in which the output shafts 2a , 2 B , their axles with the wheel axles a1 , a2 coincide, opposite the transmission output shafts 3a , 3b an offset v exhibit. Due to the offset v greater ground clearance is achieved for the electric vehicle. The stationary transmission 30th is a planetary set with a fixed web 31 , a rotating ring gear 32 , several planet gears 33 and a sun gear 34 educated. It is driven by one of the planetary gears 33 , the output via the ring gear 32 . Through the planet gears 33 , of which several are arranged on the circumference, an advantageous division of power is achieved. Due to the greater ground clearance, electrical machines with a larger diameter can be used.

6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 6, welche die gleichen Antriebseinheiten wie in 3 aufweist, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie zuvor verwendet werden. Die Antriebsachse 6 ist ebenfalls als Portalachse ausgebildet, allerdings mit einer unterschiedlichen Übersetzungs- oder Portalstufe, welche als Stirnrad-Standgetriebe 40 ausgebildet ist und einen Achsversatz u zwischen den Getriebeabtriebswellen 3a, 3b und den Abtriebswellen 2a, 2b aufweist. Das Standgetriebe 40 umfasst ein auf der Getriebeabtriebswelle 3a drehfest angeordnetes Antriebszahnrad Z1, ein auf der Abtriebswelle 2a drehfest angeordnetes Abtriebszahnrad Z2 sowie zwei Zwischenräder Z3, Z4, welche jeweils mit dem Antriebszahnrad Z1 und dem Abtriebszahnrad Z2 in Eingriff stehen. Ein Räderschema für die Anordnung der Zahnräder Z1, Z2, Z3, Z4 in einer Radialebene ist in der Zeichnung oben rechts dargestellt. Durch die Zwischenräder Z3, Z4 wird einerseits eine Leistungsteilung und andererseits ein relativ großer Achsversatz u, welcher größer als der Achsversatz v des Standgetriebes 30 in 5 ist, erreicht. 6th shows a drive axle as a further embodiment of the invention 6th which have the same drive units as in 3 has, the same reference numerals being used as before for the same parts. The drive axle 6th is also designed as a portal axis, but with a different translation or portal stage, which is used as a stationary spur gear 40 is formed and an offset u between the gearbox output shafts 3a , 3b and the output shafts 2a , 2 B having. The stationary transmission 40 includes one on the transmission output shaft 3a non-rotatably arranged drive gear Z1 , one on the output shaft 2a non-rotatably arranged output gear Z2 as well as two intermediate gears Z3 , Z4 each with the drive gear Z1 and the output gear Z2 are engaged. A gear scheme for the arrangement of the gears Z1 , Z2 , Z3 , Z4 in a radial plane is shown in the drawing at the top right. Through the intermediate gears Z3 , Z4 becomes on the one hand a power division and on the other hand a relatively large offset u which is greater than the offset v of the stationary gear 30th in 5 is reached.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebseinheitDrive unit
1a1a
Antriebswelledrive shaft
22
AntriebseinheitDrive unit
2a2a
AbtriebswelleOutput shaft
2b2 B
AbtriebswelleOutput shaft
33
AntriebsachseDrive axle
3a3a
Getriebeabtriebswelle (links)Gearbox output shaft (left)
3b3b
Getriebeabtriebswelle (rechts)Gearbox output shaft (right)
44th
AntriebsachseDrive axle
55
AntriebsachseDrive axle
66
Antriebsachse Drive axle
3030th
Standgetriebe (Portalstufe)Stationary gear (portal step)
3131
Steg (fest)Bridge (fixed)
3232
HohlradRing gear
3333
PlanetenradPlanetary gear
3434
Sonnenrad Sun gear
4040
Standgetriebe (Portalstufe) Stationary gear (portal step)
AA.
erstes Schaltelementfirst switching element
A'A '
erstes Schaltelementfirst switching element
a1a1
Achse erstes AntriebsradAxis first drive wheel
a2a2
Achse zweites AntriebsradSecond drive wheel axle
AKAK
AktuatorActuator
AK1AK1
erster Aktuatorfirst actuator
AK2AK2
zweiter Aktuatorsecond actuator
BB.
zweites Schaltelementsecond switching element
CC.
erstes Schaltelementfirst switching element
C'C '
erstes Schaltelementfirst switching element
DD.
zweites Schaltelementsecond switching element
EE.
MittelebeneMiddle plane
EMEM
elektrische Maschineelectric machine
EM1EM1
erste elektrische Maschinefirst electric machine
EM2EM2
zweite elektrische Maschinesecond electric machine
EMREMR
Rotorrotor
EMSEMS
Statorstator
GG
Zweigang-GetriebeTwo-speed transmission
G1G1
erstes Zweigang-Getriebefirst two-speed transmission
G2G2
zweites Zweigang-Getriebesecond two-speed gearbox
HR1HR1
erste Hohlradwellefirst ring gear shaft
HR2HR2
zweite Hohlradwellesecond ring gear shaft
HR3HR3
dritte Hohlradwellethird ring gear shaft
mm
RotationsachseAxis of rotation
PS1PS1
erster Planetensatzfirst planetary set
PS2PS2
zweiter Planetensatzsecond planetary set
PS3PS3
dritter Planetensatzthird planetary set
R1R1
erstes Antriebsradfirst drive wheel
R2R2
zweites Antriebsradsecond drive wheel
SO1SO1
erste Sonnenwellefirst sun wave
SO2SO2
zweite Sonnenwellesecond solar wave
SMSM
SchiebemuffeSliding sleeve
ST1ST1
erste Stegwellefirst web wave
ST2ST2
zweite Stegwellesecond web wave
uu
AchsversatzOffset
vv
AchsversatzOffset
Z1Z1
AntriebszahnradDrive gear
Z2Z2
AbtriebszahnradOutput gear
Z3Z3
erstes Zwischenradfirst idler
Z4Z4
zweites Zwischenradsecond intermediate gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009002437 A1 [0002]DE 102009002437 A1 [0002]

Claims (15)

Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (EM) und ein Zweigang-Schaltgetriebe (G) mit einem ersten Schaltelement (A), einem zweiten Schaltelement (B) und zwei miteinander gekoppelten Planetensätzen (PS1, PS2), wobei der erste Planetensatz (PS1) eine erste Sonnenwelle (S01), eine erste Hohlradwelle (HR1) und eine erste Stegwelle (ST1) und der zweite Planetensatz (PS2) eine zweite Sonnenwelle (SO2), eine zweite Hohlradwelle (HR2) und eine zweite Stegwelle (ST2) aufweisen, wobei die erste Hohlradwelle (HR1) fest mit der zweiten Stegwelle (ST2) verbunden ist, wobei die erste Sonnenwelle (SO1) durch die elektrische Maschine (EM) antreibbar ist, wobei die zweite Sonnenwelle (SO2) festgehalten ist, wobei die erste Stegwelle (ST1) die Getriebeabtriebswelle (3a) des Zweigang-Schaltgetriebes (G) bildet und wobei zur Schaltung des ersten Ganges das erste Schaltelement (A) und zur Schaltung des zweiten Ganges das zweite Schaltelement (B) betätigbar sind.Drive unit for an electric vehicle, comprising an electric machine (EM) and a two-speed gearbox (G) with a first shift element (A), a second shift element (B) and two planetary sets (PS1, PS2) coupled to one another, the first planetary set ( PS1) have a first sun shaft (S01), a first ring gear shaft (HR1) and a first spider shaft (ST1) and the second planetary gear set (PS2) have a second sun shaft (SO2), a second ring gear shaft (HR2) and a second spider shaft (ST2) , wherein the first ring gear shaft (HR1) is firmly connected to the second spider shaft (ST2), the first sun shaft (SO1) being drivable by the electrical machine (EM), the second sun shaft (SO2) being held, the first spider shaft (ST1) forms the transmission output shaft (3a) of the two-speed gearbox (G) and the first shifting element (A) can be actuated to shift the first gear and the second shifting element (B) can be actuated to shift the second gear. Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das erste Schaltelement (A) die zweite Hohlradwelle (HR2) mit dem Gehäuse koppelbar ist.Drive unit for an electric vehicle according to Claim 1 , characterized in that the second ring gear shaft (HR2) can be coupled to the housing through the first switching element (A). Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das erste Schaltelement (A') die zweite Hohlradwelle (HR2) mit der zweiten Stegwelle (ST2) koppelbar ist.Drive unit for an electric vehicle according to Claim 1 , characterized in that the second ring gear shaft (HR2) can be coupled to the second spider shaft (ST2) through the first shift element (A '). Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zweite Schaltelement (B) die zweite Hohlradwelle (HR2) mit der ersten Stegwelle (ST1) koppelbar ist.Drive unit for an electric vehicle according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the second ring gear shaft (HR2) can be coupled to the first spider shaft (ST1) by the second shift element (B). Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (A, A', B) als unsynchronisierte Klauen ausgebildet sind.Drive unit according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the switching elements (A, A ', B) are designed as unsynchronized claws. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (G) Neutralstellungen aufweist, in welchen die elektrische Maschine (EM) abkoppelbar ist.Drive unit according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the gearbox (G) has neutral positions in which the electrical machine (EM) can be decoupled. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Planetensätze (PS1, PS2) zumindest teilweise innerhalb der elektrischen Maschine (EM) angeordnet sind.Drive unit according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the first and / or second planetary gear sets (PS1, PS2) are arranged at least partially within the electrical machine (EM). Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges mit einem ersten und einem zweiten Antriebsrad (R1, R2) sowie einer ersten und einer zweiten Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet sind, wobei das erste Antriebsrad (R1) von der ersten Antriebseinheit mit einer ersten elektrischen Maschine (EM1) und einem ersten Schaltgetriebe (G1) und das zweite Antriebsrad (R2) von der zweiten Antriebseinheit mit einer zweiten elektrischen Maschine (EM2) und einem zweiten Schaltgetriebe (G2) antreibbar sind, wobei beide Antriebseinheiten (EM1, G1, EM2, G2) symmetrisch zu einer Mittelebene (E) angeordnet sind und die Schaltgetriebe (G1, G2) dieselben Übersetzungen aufweisen.Drive axle of an electric vehicle with a first and a second drive wheel (R1, R2) and a first and a second drive unit, characterized in that the first and the second drive unit according to one of the Claims 1 to 7th are formed, the first drive wheel (R1) from the first drive unit with a first electrical machine (EM1) and a first gearbox (G1) and the second drive wheel (R2) from the second drive unit with a second electrical machine (EM2) and a second gearboxes (G2) can be driven, both drive units (EM1, G1, EM2, G2) being arranged symmetrically to a center plane (E) and the gearboxes (G1, G2) having the same gear ratios. Antriebsachse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeabtriebswelle (3a) des ersten Schaltgetriebes (G1) das erste Antriebsrad (R1) und die Getriebeabtriebswelle (3b) des zweiten Schaltgetriebes (G2) das zweite Antriebsrad (R2) antreiben.Drive axle after Claim 8 , characterized in that the gear output shaft (3a) of the first gearbox (G1) drives the first drive wheel (R1) and the gearbox output shaft (3b) of the second gearbox (G2) drives the second drive wheel (R2). Antriebsachse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Getriebeabtriebswellen (3a, 3b) des ersten und des zweiten Schaltgetriebes (G1, G2) und den Antriebsrädern (R1, R2) jeweils eine feste Übersetzungsstufe (PS3, 30, 40) angeordnet ist.Drive axle after Claim 9 , characterized in that a fixed gear ratio (PS3, 30, 40) is arranged between the gear output shafts (3a, 3b) of the first and second gearboxes (G1, G2) and the drive wheels (R1, R2). Antriebsachse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufe als dritter Planetensatz (PS3) mit einer dritten Sonnenwelle (SO3), einer dritten Hohlradwelle (HR3) und einer dritten Stegwelle (ST3) ausgebildet ist, wobei die dritte Hohlradwelle (HR3) festgehalten ist, die dritte Sonnenwelle (SO3) den Antrieb und die dritte Stegwelle (ST3) eine Abtriebswelle (2a, 2b) bilden.Drive axle after Claim 10 , characterized in that the transmission stage is designed as a third planetary gear set (PS3) with a third sun shaft (SO3), a third ring gear shaft (HR3) and a third spider shaft (ST3), the third ring gear shaft (HR3) being held, the third sun shaft (SO3) form the drive and the third spider shaft (ST3) form an output shaft (2a, 2b). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse als Portalachse ausgebildet ist, wobei die Getriebeabtriebswellen (3a, 3b) des ersten und des zweiten Schaltgetriebes (G1, G2) und die Achsen (a1, a2) der Antriebsräder (R1, R2) jeweils einen Achsversatz (u, v) aufweisen.Drive axis according to one of the Claims 8 to 11 , characterized in that the drive axle is designed as a portal axle, the transmission output shafts (3a, 3b) of the first and the second gearbox (G1, G2) and the axes (a1, a2) of the drive wheels (R1, R2) each having an offset ( u, v). Antriebsachse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Übersetzungsstufe als Planetensatz (30) mit festgehaltenem Steg (31) ausgebildet ist.Drive axle after Claim 12 , characterized in that the fixed transmission stage is designed as a planetary gear set (30) with a fixed web (31). Antriebsachse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Übersetzungsstufe als Stirnrad-Standgetriebe (40) mit einem Antriebszahnrad (Z1), einem Abtriebszahnrad (Z2) sowie zwei Zwischenrädern (Z3, Z4) ausgebildet ist.Drive axle after Claim 12 , characterized in that the fixed transmission stage is designed as a stationary spur gear (40) with a drive gear (Z1), an output gear (Z2) and two intermediate gears (Z3, Z4). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (A, A', B, C, C', D) der Schaltgetriebe (G1, G2) durch einen ersten und einen zweiten Aktuator (AK1, AK2) betätigbar sind.Drive axis according to one of the Claims 8 to 14th , characterized in that the shift elements (A, A ', B, C, C', D) of the gearbox (G1, G2) can be actuated by a first and a second actuator (AK1, AK2).
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DE102022210915A1 (en) 2022-10-17 2024-04-18 Zf Friedrichshafen Ag Drive unit for a vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115257332A (en) * 2022-05-12 2022-11-01 杭州时代电动科技有限公司 Distributed drive motor bridge for heavy commercial vehicle
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