DE102019206963A1 - Drive axle for an electrically powered vehicle - Google Patents

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Johannes Kaltenbach
Johannes GLÜCKLER
Stefan Renner
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern (R1, R2) und einer gemeinsamen Radachse (a) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen (EM1, EM2), zwei koaxial zur Radachse (a) angeordnete, jeweils drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) aufweisende Planetensätze (PS1, PS2), welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden, wobei die Hohlradwelle (HR1) des ersten Planetensatzes (PS1) von der ersten elektrischen Maschine (EM1) und die Hohlradwelle (HR2) des zweiten Planetensatzes (PS2) von der zweiten elektrischen Maschine (EM2) antreibbar sind, und wobei die Stegwelle (ST1) des ersten Planetensatzes (PS1) eine erste Getriebeausgangswellen (AW1) und die Stegwelle (ST2) des zweiten Planetensatzes (PS2) eine zweite Getriebeausgangswelle (AW2) der Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden.The invention relates to a drive axle with two drive wheels (R1, R2) and a common wheel axle (a) for an electrically drivable vehicle, comprising two axially parallel electrical machines (EM1, EM2), two coaxially to the wheel axle (a), each three shafts (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) having planetary sets (PS1, PS2), which each form a two-speed gearbox (G1, G2), the ring gear shaft (HR1) of the first planetary set (PS1) from the first electrical The machine (EM1) and the ring gear shaft (HR2) of the second planetary set (PS2) can be driven by the second electrical machine (EM2), and the spider shaft (ST1) of the first planetary set (PS1) has a first gear output shaft (AW1) and the spider shaft ( ST2) of the second planetary gear set (PS2) form a second transmission output shaft (AW2) of the two-speed manual transmission (G1, G2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern und einer gemeinsamen Radachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen und zwei koaxial zur Radachse angeordnete Planetensätze, welche jeweils eine Hohlradwelle, eine Sonnenwelle sowie eine Stegwelle aufweisen und jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe bilden.The invention relates to a drive axle with two drive wheels and a common wheel axle for an electrically drivable vehicle, comprising two axially parallel electrical machines and two planetary sets arranged coaxially to the wheel axle, each having a ring gear shaft, a sun shaft and a spider shaft and each forming a two-speed gearbox .

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 Zweigang-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 manual transmissions are designed as two-speed transmissions and are shifted by means of a dog clutch, ie an interruption in tractive force 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 des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of patent claim 1. Advantageous embodiments result from the subclaims.

Erfindungsgemäß ist bei einer Antriebsachse für ein Elektrofahrzeug eine achsparallele Anordnung der elektrischen Maschinen und eine zur Radachse koaxiale Anordnung von zwei Planetensätzen vorgesehen, welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe bilden, wobei die Hohlradwelle des ersten Planetensatzes von der ersten elektrischen Maschine und die Hohlradwelle des zweiten Planetensatzes von der zweiten elektrischen Maschine antreibbar sind und wobei die Stegwelle des ersten Planetensatzes eine erste Getriebeausgangswelle und die zweite Stegwelle eine zweite Getriebeausgangswelle bilden. Erfindungsgemäß handelt es sich somit um einen Einzelradantrieb, auch radindividueller Antrieb genannt, bei welchem beide Antriebsstränge vollständig voneinander getrennt sind. Jedes Antriebsrad wird somit von einer eigenen elektrischen Maschine angetrieben. Damit ist ein so genanntes torque vectoring möglich, bei welchem beide Antriebsräder mit unterschiedlichen Drehmomenten beaufschlagt werden können, so dass sich ein Giermoment für das Elektrofahrzeug ergibt. Jeder Planetensatz ist für sich schaltbar und bildet ein eigenes Zweigang-Schaltgetriebe. Damit wird den insbesondere für Nutzfahrzeuge erhöhten Zugkraftanforderungen Rechnung getragen.According to the invention, an axially parallel arrangement of the electrical machines and an arrangement of two planetary gear sets that are coaxial to the wheel axis and each form a two-speed gearbox are provided for a drive axle for an electric vehicle, the ring gear shaft of the first planetary gear set from the first electrical machine and the ring gear shaft of the second planetary set can be driven by the second electrical machine and wherein the spider shaft of the first planetary gear set forms a first transmission output shaft and the second spider shaft forms a second transmission output shaft. According to the invention, it is therefore a single wheel drive, also called a wheel-individual drive, in which the two drive trains are completely separated from one another. Each drive wheel is therefore driven by its own electrical machine. This enables so-called torque vectoring, in which both drive wheels can be subjected to different torques, so that a yaw moment results for the electric vehicle. Each planetary set can be shifted independently and forms its own two-speed gearbox. This takes account of the increased tractive force requirements, particularly for commercial vehicles.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Planetensätze miteinander gekoppelt, indem beide Stegwellen eine gemeinsame Stegwelle oder Koppelwelle bilden, welche die Getriebeausgangswelle eines Zweigang-Schaltgetriebes bildet. Die Getriebeausgangswelle, in welcher die Leistungsflüsse beider Planetensätze zusammengeführt sind, treibt ein Achsdifferenzial an, von welchem die Leistung auf beide Antriebsräder verteilt wird. Beide Planetensätze, die separat und vorzugsweise durch Klauen schaltbar sind, bilden ein gemeinsames Zweigang-Schaltgetriebe, welches ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schaltungen im ersten und im zweiten Planetensatz zeitlich versetzt erfolgen. Tritt beispielsweise infolge einer Schaltung im ersten Planetensatz eine Zugkraftunterbrechung auf, so stützt die zweite elektrische Maschine, indem sie über den zweiten Planetensatz in das Differenzial eintreibt und damit beide Antriebsräder antreibt. Während des Schaltvorganges kann eine Synchronisation durch die erste elektrische Maschine erfolgen.According to a preferred embodiment, both planetary gear sets are coupled to one another in that both spider shafts form a common spider shaft or coupling shaft, which forms the transmission output shaft of a two-speed gearbox. The transmission output shaft, in which the power flows of both planetary sets are brought together, drives an axle differential, from which the power is distributed to both drive wheels. Both planetary sets, which can be shifted separately and preferably by means of claws, form a common two-speed gearbox that can be shifted without interrupting the tractive effort. This is achieved by shifting the shifts in the first and second planetary sets in time. If, for example, an interruption in tractive power occurs as a result of a shift in the first planetary gear set, the second electrical machine provides support by driving into the differential via the second planetary gear set and thus driving both drive wheels. The first electrical machine can synchronize during the switching process.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Achsdifferenzial zwischen den beiden Planetensätzen und vorzugsweise in der Mitte angeordnet. Damit wird der Bauraum koaxial zur Radachse für die Anordnung der Getriebekomponenten optimal genutzt.According to a further preferred embodiment, the axle differential is arranged between the two planetary sets and preferably in the middle. This means that the installation space coaxial to the wheel axle is used optimally for the arrangement of the transmission components.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Sonnenwellen der beiden Planetensätze als Hohlwellen ausgebildet, und die Differenzialausgangswellen sind zum Antrieb der Antriebsräder von innen nach außen durch die Hohlwellen geführt.According to a further preferred embodiment, the sun shafts of the two planetary gear sets are designed as hollow shafts, and the differential output shafts are guided from the inside to the outside through the hollow shafts to drive the drive wheels.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beiden Planetensätzen Stirnradstufen vorgeschaltet, d. h. die beiden elektrischen Maschinen treiben jeweils über eine Stirnradstufe einen Planetensatz an. Damit wird eine erste Reduktion der Drehzahl der elektrischen Maschine erreicht.According to a further preferred embodiment, both planetary gear sets are preceded by spur gear stages, ie the two electrical machines each drive a planetary gear set via a spur gear stage. This results in a first reduction in the speed of the electrical machine.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Hohlräder der beiden Planetensätze jeweils Außenverzahnungen auf, welche mit den Zahnrädern der Stirnradstufe in Eingriff stehen. Die Hohlräder werden somit - in einer zusätzlichen Funktion - zum abtreibenden Zahnrad der Stirnradstufe. Damit wird auch erreicht, dass sämtliche Zahnräder der Stirnradstufe und des Planetensatzes in einer Radialebene angeordnet werden können, d. h. es wird ein minimaler Bauraum in Richtung der Radachse beansprucht.According to a further preferred embodiment, the ring gears of the two planetary sets each have external gears which mesh with the gears of the spur gear stage. The ring gears thus become - in an additional function - the output gear of the spur gear stage. This also ensures that all the gears of the spur gear stage and the planetary gear set can be arranged in a radial plane, d. H. a minimal installation space is required in the direction of the wheel axis.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Stirnradstufen jeweils Zwischenräder auf, welche zwischen dem antreibenden und dem abtreibenden Zahnrad angeordnet sind und somit eine Vergrößerung des Achsabstandes zwischen Antrieb und Abtrieb der Stirnradstufen bewirken.According to a further preferred embodiment, the spur gear stages each have intermediate gears which are arranged between the driving and the output gear and thus increase the center distance between the drive and output of the spur gear stages.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind jedem Planetensatz zwei Schaltelemente zugeordnet, welche vorzugsweise als Klauen ausgebildet und auf der Außenseite der Planetensätze, d. h. auf der den Antriebsrädern zugewandten Seite angeordnet sind. Insofern sind die Schaltelemente frei zugänglich und können günstig von den Aktuatoren angesteuert werden.According to a further preferred embodiment, two switching elements are assigned to each planetary set, which are preferably designed as claws and are located on the outside of the planetary sets, d. H. are arranged on the side facing the drive wheels. In this respect, the switching elements are freely accessible and can be controlled inexpensively by the actuators.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der erste Gang durch Schließen eines Schaltelements eingelegt, wodurch die Sonnenwelle des ersten Planetensatzes mit dem Gehäuse gekoppelt wird. Analog wird der erste Gang für den zweiten Planetensatz eingelegt, welcher spiegelbildlich zum ersten Planetensatz aufgebaut ist. Wie oben erwähnt, erfolgt die Schaltung, d. h. das Ein- oder Auslegen der Gänge nicht für beide Planetensätze gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt, um eine Zugkraftunterbrechung zu vermeiden.According to a further preferred embodiment, the first gear is engaged by closing a shift element, whereby the sun shaft of the first planetary gear set is coupled to the housing. Similarly, the first gear is engaged for the second planetary gear set, which is a mirror image of the first planetary gear set. As mentioned above, the switching is done; H. engaging or disengaging the gears not for both planetary gear sets at the same time, but staggered in time to avoid an interruption in tractive power.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Gang durch Verblockung von zwei der drei Wellen des Planetensatzes erreicht, wobei die Verblockung eine Koppelung von zwei Wellen eines Planetensatzes bedeutet. In diesem Falle läuft der gesamte Planetensatz als Block um (Blockumlauf). Daraus ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 zwischen der Antriebs- und Abtriebsseite. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Sonnenwelle mit der Hohlradwelle verblockt, so dass die abtreibende Stegwelle mit derselben Drehzahl wie die angetriebene Hohlradwelle umläuft.According to a further preferred embodiment, the second gear is achieved by interlocking two of the three shafts of the planetary gear set, the interlocking meaning a coupling of two shafts of a planetary gear set. In this case, the entire planetary set rotates as a block (block rotation). This results in a transmission ratio of 1: 1 between the drive and output sides. In a preferred embodiment, the sun shaft is locked to the ring gear shaft so that the driven spider shaft rotates at the same speed as the driven ring gear shaft.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beide elektrischen Maschinen oder auch nur eine von beiden abkoppelbar, was durch Anwählen einer Neutralposition erfolgt. In der Neutralposition ist keines der beiden Schaltelemente geschlossen. Bei abgekoppelter elektrischer Maschine ist ein freies Rollen des Elektrofahrzeugs, d. h. ein so genannter Segelbetrieb ohne den Schleppwiderstand der mitdrehenden elektrischen Maschinen möglich.According to a further preferred embodiment, both electrical machines or only one of the two can be decoupled, which is done by selecting a neutral position. In the neutral position, neither of the two shift elements is closed. When the electric machine is disconnected, the electric vehicle can roll freely, i. H. so-called sailing operation is possible without the drag resistance of the rotating electrical machines.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in Kraftflussrichtung hinter dem Differenzial oder den Zweigang-Schaltgetrieben Konstantübersetzungsstufen auf jeder Seite im radnahen Bereich angeordnet. Damit wird eine weitere Reduktion der Drehzahl der elektrischen Maschinen erreicht.According to a further preferred embodiment, constant gear ratios are arranged in the power flow direction behind the differential or the two-speed gearboxes on each side in the area close to the wheel. This achieves a further reduction in the speed of the electrical machines.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Konstantübersetzungsstufen als dritte Planetensätze ausgebildet, deren Sonnenwellen jeweils von den Differenzialausgangswellen oder den Getriebeausgangswellen angetrieben werden. Bei festgehaltenen Hohlradwellen wird über die Stegwellen abgetrieben. Aufgrund des Planetensatzes für die Konstanzübersetzungsstufe ist eine koaxiale Bauweise in Bezug auf die Radachse möglich. Optional kann der dritte Planetensatz auch in eine Radnabe integriert werden.According to a further preferred embodiment, the two constant transmission stages are designed as third planetary sets, the sun shafts of which are each driven by the differential output shafts or the transmission output shafts. When the ring gear shafts are held, the drive shafts are driven off. Due to the planetary gear set for the constant gear ratio, a coaxial design with regard to the wheel axle is possible. Optionally, the third planetary set can also be integrated into a wheel hub.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Achsdifferenzial sperrbar, was vorzugsweise durch Betätigung eines Schaltelements erfolgt, welches den Differenzialkorb, d. h. das Gehäuse des Differenzials mit einer der beiden Differenzialausgangswellen koppelt. Damit wird eine starre Verbindung zwischen rechtem und linkem Antriebsrad hergestellt.According to a further preferred embodiment, the axle differential can be locked, which is preferably done by actuating a switching element, which the differential cage, d. H. the housing of the differential couples to one of the two differential output shafts. This creates a rigid connection between the right and left drive wheels.

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 Antriebsachse für ein Elektrofahrzeug mit zwei elektrischen Maschinen in achsparalleler Anordnung, einem Zweigang-Schaltgetriebe und einem Achsdifferenzial,
  • 2 die Antriebsachse wie in 1, jedoch mit einem Sperrdifferenzial und
  • 3 eine Antriebsachse wie in 1, jedoch ohne Achsdifferenzial.
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 axle for an electric vehicle with two electric machines in an axially parallel arrangement, a two-speed gearbox and an axle differential,
  • 2 the drive axle as in 1 , but with a limited slip differential and
  • 3 a drive axle as in 1 , but without axle differential.

1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 1 eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges, im Folgenden auch kurz Elektrofahrzeug genannt, mit zwei auf einer Radachse a angeordneten Antriebsrädern R1, R2. Achsparallel zur Radachse a, d. h. mit einem Achsversatz b sind eine erste elektrische Maschine EM1 und eine zweite elektrische Maschine EM2 angeordnet, welche über ein Zweigang-Schaltgetriebe G und ein auf der Radachse a angeordnetes Achsdifferenzial DI die Antriebsräder R1, R2 antreiben. Das Zweigang-Schaltgetriebe G umfasst zwei koaxial zur Radachse a angeordnete, miteinander gekoppelte Planetensätze PS1, PS2, denen jeweils zwei Schaltelemente A, B und C, D zugeordnet sind, welche durch einen ersten Aktuator AK1 und einen zweiten Aktuator AK2 betätigbar sind. Der erste Planetensatz PS1, welcher von der ersten elektrischen Maschine EM1 angetrieben wird, umfasst eine Sonnenwelle SO1, eine Hohlradwelle HR1 und eine Stegwelle ST1. Der zweite Planetensatz PS2, welcher von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben wird, umfasst eine Sonnenwelle SO2, eine Hohlradwelle HR2 sowie eine Stegwelle ST2, welche mit der Stegwelle ST1 des ersten Planetensatzes PS1 fest verbunden ist und eine gemeinsame Stegwelle ST1/ST2 bildet. Die gemeinsame Stegwelle, auch Koppelwelle ST1/ST2 genannt, bildet die Getriebeausgangswelle GAW des Zweigang-Schaltgetriebes G. Das Achsdifferenzial DI, welches zwei Ausgangswellen 3a, 3b aufweist, ist - in Richtung der Radachse a gesehen - mittig zwischen den beiden Planetensätzen PS1, PS2 angeordnet und wird von der Getriebeausgangswelle GAW angetrieben. 1 shows as a first embodiment of the invention a drive axle 1 an electrically drivable vehicle, hereinafter also referred to as an electric vehicle for short, with two on one wheel axle a arranged drive wheels R1 , R2 . Axially parallel to the wheel axle a , ie with an offset b are a first electrical machine EM1 and a second electric machine EM2 arranged which via a two-speed manual transmission G and one on the wheel axle a arranged axle differential DI the drive wheels R1 , R2 drive. The two-speed manual transmission G includes two coaxial to the wheel axle a arranged, coupled together Planetary sets PS1 , PS2 , each of which has two switching elements A. , B. and C. , D. are assigned, which by a first actuator AK1 and a second actuator AK2 are operable. The first planetary set PS1 which from the first electric machine EM1 is driven, includes a sun shaft SO1 , a ring gear shaft HR1 and a web wave ST1 . The second planetary set PS2 , which from the second electrical machine EM2 is driven, includes a sun shaft SO2 , a ring gear shaft HR2 as well as a web wave ST2 , which with the web wave ST1 of the first planetary gear set PS1 is firmly connected and a common web shaft ST1 / ST2 forms. The common web shaft, also known as the coupling shaft ST1 / ST2 called, forms the transmission output shaft GAW of the two-speed manual transmission G . The axle differential DI which two output shafts 3a , 3b has, is - in the direction of the wheel axis a seen - in the middle between the two planetary sets PS1 , PS2 arranged and is from the transmission output shaft GAW driven.

Jedem Planetensatz PS1, PS2 ist eine Stirnradstufe SS1, SS2 vorgeschaltet. Die Hohlräder der Hohlradwellen HR1, HR2 des ersten und des zweiten Planetensatzes PS1, PS2 weisen jeweils eine Außenverzahnung AZ1, AZ2 auf - zusätzlich zu der Innenverzahnung. Die elektrischen Maschinen EM1, EM2 weisen jeweils Antriebswellen 1a, 1b auf, welche jeweils ein Antriebszahnrad der ersten und der zweiten Stirnradstufe antreiben. Die Abtriebszahnräder der ersten und der zweiten Stirnradstufe SS1, SS2 werden durch die Hohlräder mit den Außenverzahnungen AZ1, AZ2 gebildet, d. h. die Hohlräder sind Teil der Stirnradstufen SS1, SS2. Zwischen den auf den Antriebswellen 1a, 1b angeordneten Antriebszahnrädern und den Abtriebszahnrädern AZ1, AZ2 sind Zwischenräder ZR1, ZR2 angeordnet, welche den Achsversatz b, d. h. den Abstand der elektrischen Maschinen EM1, EM2 zur Radachse a überbrücken. 1 ist eine Draufsicht auf die Antriebsachse 1, d. h. die Zeichenebene ist eine x-y-Ebene des Elektrofahrzeuges. Die achsparallele Anordnung ist insbesondere für elektrische Maschinen mit kleinerem Durchmesser vorteilhaft - dies zeigt auch deutlich die Zeichnung.Every planetary set PS1 , PS2 is a spur gear stage SS1 , SS2 upstream. The ring gears of the ring gear shafts HR1 , HR2 the first and the second planetary gear set PS1 , PS2 each have an external toothing AZ1 , AZ2 on - in addition to the internal gearing. The electrical machines EM1 , EM2 each have drive shafts 1a , 1b which each drive a drive gear of the first and second spur gear stages. The output gears of the first and second spur gear stages SS1 , SS2 are through the ring gears with the external gears AZ1 , AZ2 formed, ie the ring gears are part of the spur gear stages SS1 , SS2 . Between those on the drive shafts 1a , 1b arranged drive gears and the output gears AZ1 , AZ2 are intermediate gears ZR1 , ZR2 arranged which the axial offset b , ie the distance between the electrical machines EM1 , EM2 to the wheel axle a bridge. 1 Figure 3 is a top view of the drive axle 1 , ie the plane of the drawing is an xy plane of the electric vehicle. The axially parallel arrangement is particularly advantageous for electrical machines with a smaller diameter - this is also clearly shown in the drawing.

Zwischen dem Differenzial DI und den Antriebsräder R1, R2 sind jeweils radnahe Konstantübersetzungsstufen, ausgebildet als dritte Planetensätze PS3, jeweils mit einer Sonnenwelle SO3, einer Stegwelle ST3 und einer Hohlradwelle HR3, angeordnet. Die dritten Planetensätze PS3 werden über die Sonnenwellen SO3 von den Differenzialausgangswellen 3a, 3b angetrieben, die Hohlradwellen HR3 sind gehäusefest, und die Stegwellen ST3 bilden die Abtriebswellen 2a, 2b, welche die Antriebsräder R1, R2 antreiben.Between the differential DI and the drive wheels R1 , R2 are constant gear ratios close to the wheel, designed as third planetary gear sets PS3 , each with a sun wave SO3 , a web wave ST3 and a ring gear shaft HR3 , arranged. The third planetary sets PS3 be over the sun waves SO3 from the differential output shafts 3a , 3b driven, the ring gear shafts HR3 are fixed to the housing, and the web shafts ST3 form the output shafts 2a , 2 B showing the drive wheels R1 , R2 drive.

Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist die Anordnung der elektrischen Maschinen EM1, EM2, der beiden Planetensätze PS1, PS2 und des Achsdifferenzials DI im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf eine Mittelebene M, welche durch das Differenzial DI verläuft. Die Abtriebswellen 1a, 1b der beiden elektrischen Maschinen EM1, EM2 sind auf entgegen gesetzten Stirnseiten angeordnet, ebenso die beiden Stirnradstufen SS1, SS2 sowie die beiden Planetensätze PS1, PS2. Die elektrischen Maschinen EM1, EM2 sind in axialer Richtung ungefähr um die Breite (axiale Erstreckung) der Planetensätze PS1, PS2 gegeneinander versetzt, sodass sich ein Bauraumgewinn in axialer Richtung ergibt. Die Sonnenwellen SO1, SO2 sind als Hohlwellen ausgebildet, so dass die beiden Differenzialausgangswellen 3a, 3b durch die Hohlwellen hindurchgeführt werden können.As can be seen from the drawing, the arrangement of the electrical machines is EM1 , EM2 , the two planetary sets PS1 , PS2 and the axle differential DI essentially symmetrical with respect to a median plane M. which by the differential DI runs. The output shafts 1a , 1b of the two electrical machines EM1 , EM2 are arranged on opposite end faces, as are the two spur gear stages SS1 , SS2 as well as the two planetary sets PS1 , PS2 . The electrical machines EM1 , EM2 are approximately the width (axial extent) of the planetary gear sets in the axial direction PS1 , PS2 offset from one another, so that there is a gain in installation space in the axial direction. The sun waves SO1 , SO2 are designed as hollow shafts, so that the two differential output shafts 3a , 3b can be passed through the hollow shafts.

Das Zweigang-Schaltgetriebe G wird über die Schaltelemente A, B, C, D, die vorzugsweise als Klauenschaltelemente ausgebildet sind, wie folgt betätigt: Die Schaltelemente A, B sind dem ersten Planetensatz PS1 und die Schaltelemente C, D dem zweiten Planetensatz PS2 zugeordnet und spiegelbildlich zueinander angeordnet. Infolge der Klauenschaltung ergibt sich beim Schaltvorgang eine Zugkraftunterbrechung. Es ist daher sinnvoll, dass beide Planetensätze PS1, PS2 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander geschaltet werden, weil dann die elektrische Maschine, die den nicht von der Schaltung betroffenen Planetensatz antreibt, stützt, d. h. über die gemeinsame Stegwelle ST1/ST2 und die Getriebeabtriebswelle GAW in das Differenzial DI eintreibt. Somit kann zugkraftunterbrechungsfrei geschaltet werden. Der Schaltvorgang kann durch die elektrische Maschine, die den von der Schaltung betroffenen Planetensatz antreibt, synchronisiert werden.The two-speed manual transmission G is via the switching elements A. , B. , C. , D. , which are preferably designed as claw switching elements, operated as follows: The switching elements A. , B. are the first planetary set PS1 and the switching elements C. , D. the second planetary set PS2 assigned and arranged in mirror image to one another. As a result of the claw shifting, there is an interruption of traction during the shifting process. It therefore makes sense that both planetary sets PS1 , PS2 are not switched simultaneously, but one after the other, because then the electrical machine that drives the planetary gear set that is not affected by the circuit is supported, ie via the common spider shaft ST1 / ST2 and the transmission output shaft GAW into the differential DI drives in. This means that there is no interruption in traction. The shifting process can be synchronized by the electrical machine that drives the planetary set affected by the shift.

Der erste Gang für den ersten Planetensatz PS1 wird durch Schließen des Schaltelements B gebildet, wodurch die Sonnenwelle SO1 mit dem Gehäuse (dargestellt durch eine Schraffur) gekoppelt, d. h. festgehalten wird. Die Synchronisation erfolgt hier durch die erste elektrische Maschine EM1. Während der Zugkraftunterbrechung beim Schaltvorgang stützt die zweite elektrische Maschine EM2. Der erste Planetensatz PS1 läuft dann mit einer Standübersetzung zwischen der angetriebenen Hohlradwelle HR1 und der abtreibenden Stegwelle ST1. Analog wird der erste Gang für den zweiten Planetensatz PS2 gebildet, d. h. durch Schließen des Schaltelements C, wodurch die Sonnenwelle SO2 mit dem Gehäuse gekoppelt wird.The first gear for the first planetary gear set PS1 is by closing the switching element B. formed, causing the sun wave SO1 is coupled to the housing (shown by hatching), ie is held. The synchronization takes place here through the first electrical machine EM1 . The second electric machine provides support during the interruption of tractive power during the shifting process EM2 . The first planetary set PS1 then runs with a stationary transmission between the driven ring gear shaft HR1 and the driving shaft ST1 . The first gear for the second planetary gear set is analogous PS2 formed, ie by closing the switching element C. making the sun wave SO2 is coupled to the housing.

Der zweite Gang wird durch Schließen des Schaltelements A für den ersten Planetensatz PS1 bzw. durch Schließen des Schaltelements D für den zweiten Planetensatz PS2 gebildet. In beiden Fällen ergibt sich eine „Verblockung“ der Planetensätze, indem die Sonnenwellen jeweils mit den Hohlradwellen gekoppelt oder „verblockt“ werden, d. h. der erste und der zweite Planetensatz PS1, PS2 laufen jeweils als Block um, was einer Übersetzung von 1:1 entspricht. Die abtreibende Stegwelle ST1 bzw. ST2 läuft somit mit derselben Drehzahl wie die angetriebene Hohlradwelle HR1 bzw. HR2 um. Bei nicht geschlossenen Schaltelementen A, B bzw. D, C ergibt sich eine Neutralstellung, in welcher die erste elektrische Maschine EM1 oder die zweite elektrische Maschine EM2 oder auch beide elektrischen Maschinen EM1, EM2 abgekoppelt werden können.The second gear is activated by closing the shift element A. for the first planetary set PS1 or by closing the switching element D. for the second planetary set PS2 educated. In both cases there is a "blocking" of the planetary gear sets, by coupling or “blocking” the sun shafts with the ring gear shafts, ie the first and second planetary gear sets PS1 , PS2 each run as a block, which corresponds to a ratio of 1: 1. The driving shaft ST1 or. ST2 thus runs at the same speed as the driven ring gear shaft HR1 or. HR2 around. With not closed switching elements A. , B. or. D. , C. the result is a neutral position in which the first electrical machine EM1 or the second electric machine EM2 or both electrical machines EM1 , EM2 can be disconnected.

Anstelle der Verblockung von Sonnenwelle und Hohlradwelle können ebenso die Sonnenwelle mit der Stegwelle oder die Stegwelle mit der Hohlradwelle verblockt werden. Bei allen drei Verblockungsvarianten läuft der Planetensatz als Block um, d. h. mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 zwischen Antrieb und Abtrieb.Instead of locking the sun shaft and the ring gear shaft, the sun shaft can also be locked with the spider shaft or the spider shaft with the ring gear shaft. In all three interlocking variants, the planetary gear set rotates as a block, i.e. H. with a transmission ratio of 1: 1 between input and output.

2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 2, welche eine Variante der Antriebsachse 1 gemäß 1 darstellt. Der Unterschied gegenüber der Antriebsachse 1 besteht lediglich darin, dass das Differenzial DI sperrbar ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Ein Schaltelement E verbindet in geschlossenem Zustand den Differenzialkorb DIK (auch Differenzialgehäuse genannt) mit der Differenzialausgangswelle 3b. Damit ist eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem linken Antriebsrad R1 und dem rechten Antriebsrad R2 hergestellt, so dass beide Antriebsräder R1, R2 stets dieselbe Raddrehzahl haben. 2 shows a drive axle as a further embodiment of the invention 2 , which is a variant of the drive axle 1 according to 1 represents. The difference compared to the drive axle 1 is simply that the differential DI is lockable. The same parts are denoted by the same reference numbers. A switching element E. connects the differential cage when closed DIK (also called differential housing) with the differential output shaft 3b . This creates a direct mechanical connection between the left drive wheel R1 and the right drive wheel R2 made so that both drive wheels R1 , R2 always have the same wheel speed.

3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsachse 3, welche eine Variante gegenüber der Antriebsachse 1 gemäß 1 darstellt; für gleiche Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Unterschied gegenüber der Antriebsachse 1 besteht darin, dass bei der Antriebsachse 3 das Achsdifferenzial DI (1) und die gemeinsame Stegwelle ST1/ST2, auch Koppelwelle genannt, fehlen. Vielmehr sind bei der Antriebsachse 3 beide Planetensätze PS1, PS2 vollständig voneinander getrennt - es liegt somit ein radindividueller Antrieb vor, bei welchem das rechte Antriebsrad R2 ausschließlich von der ersten elektrischen Maschine EM1 und das linke Antriebsrad R1 ausschließlich von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben werden. 3 shows a drive axle as a further embodiment of the invention 3 , which is a variant of the drive axle 1 according to 1 represents; The same reference numerals are used for the same parts. The difference compared to the drive axle 1 is that at the drive axle 3 the axle differential DI ( 1 ) and the common web shaft ST1 / ST2 , also called coupling shaft, are missing. Rather, they are at the drive axle 3 both planetary sets PS1 , PS2 completely separated from each other - there is thus a wheel-specific drive with the right drive wheel R2 only from the first electric machine EM1 and the left drive wheel R1 exclusively from the second electrical machine EM2 are driven.

Der erste Planetensatz PS1, der über die erste Stirnradstufe SS1 von der ersten elektrischen Maschine EM1 angetrieben wird, bildet ein erstes Zweigang-Schaltgetriebe G1, wobei die Stegwelle ST1 eine erste Getriebeausgangswelle AW1 bildet. Der zweite Planetensatz PS2, der über die zweite Stirnradstufe SS2 von der zweiten elektrischen Maschine EM2 angetrieben wird, bildet ein zweites Zweigang-Schaltgetriebe G2, bei welchem die Stegwelle ST2 eine zweite Getriebeausgangswelle AW2 bildet.The first planetary set PS1 that is about the first spur gear stage SS1 from the first electric machine EM1 is driven, forms a first two-speed manual transmission G1 , the web shaft ST1 a first transmission output shaft AW1 forms. The second planetary set PS2 that is via the second spur gear stage SS2 from the second electric machine EM2 is driven, forms a second two-speed manual transmission G2 , in which the web shaft ST2 a second transmission output shaft AW2 forms.

Wie bei der Antriebsachse 1 gemäß 1 sind auch bei der Antriebsachse 3 zwei radnah angeordnete Konstantübersetzungsstufen PS3 vorgesehen, welche als dritte Planetensätze PS3 ausgebildet. Die Sonnenwellen SO3 der dritten Planetensätze PS3 werden jeweils von den Getriebeausgangswellen AW1, AW2 des ersten und des zweiten Planetensatzes PS1, PS2 angetrieben, wobei die Getriebeausgangswellen AW1, AW2 durch die als Hohlwellen ausgebildeten Sonnenwellen SO1, SO2 hindurchgeführt sind. Die Hohlradwellen HR3 sind gehäusefest, und die Stegwellen ST3 bilden die Abtriebswellen 2a, 2b, welche die Antriebsräder R1, R2 antreiben.As with the drive axle 1 according to 1 are also on the drive axle 3 two constant gear ratios arranged close to the wheel PS3 provided as the third planetary gear sets PS3 educated. The sun waves SO3 of the third planetary sets PS3 are each from the transmission output shafts AW1 , AW2 the first and the second planetary gear set PS1 , PS2 driven, the transmission output shafts AW1 , AW2 through the hollow shafts of the sun SO1 , SO2 are passed through. The ring gear shafts HR3 are fixed to the housing, and the web shafts ST3 form the output shafts 2a , 2 B showing the drive wheels R1 , R2 drive.

Aufgrund des radindividuellen Antriebes kann die Funktion des torque vectoring - wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt - genutzt werden, d. h. die Antriebsräder R1, R2 können unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Drehmomenten angetrieben werden, so dass ein Giermoment auf das Elektrofahrzeug ausgeübt und damit dessen Agilität verbessert wird.Due to the individual wheel drive, the function of torque vectoring - as known from the prior art mentioned at the beginning - can be used, ie the drive wheels R1 , R2 can be driven independently of one another with different torques, so that a yaw moment is exerted on the electric vehicle and its agility is improved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebsachseDrive axle
1a1a
Antriebswelle (EM1)Drive shaft (EM1)
1b1b
Antriebswelle (EM2)Drive shaft (EM2)
22
AntriebsachseDrive axle
2a2a
AbtriebswelleOutput shaft
2b2 B
AbtriebswelleOutput shaft
33
AntriebsachseDrive axle
3a3a
DifferenzialausgangswelleDifferential output shaft
3b3b
DifferenzialausgangswelleDifferential output shaft
AA.
SchaltelementSwitching element
aa
RadachseWheel axle
AK1AK1
erster Aktuatorfirst actuator
AK2AK2
zweiter Aktuatorsecond actuator
AW1AW1
Getriebeausgangswelle (G1)Transmission output shaft (G1)
AW2AW2
Getriebeausgangswelle (G2)Transmission output shaft (G2)
AZ1AZ1
Außenverzahnung (HR1)External toothing (HR1)
AZ2AZ2
Außenverzahnung (HR2)External toothing (HR2)
bb
AchsversatzOffset
BB.
SchaltelementSwitching element
CC.
SchaltelementSwitching element
DD.
SchaltelementSwitching element
DIDI
Differenzialdifferential
DIKDIK
DifferenzialkorbDifferential basket
EE.
SchaltelementSwitching element
EM1EM1
erste elektrische Maschinefirst electric machine
EM2EM2
zweite elektrische Maschinesecond electric machine
GG
Zweigang-SchaltgetriebeTwo-speed manual transmission
G1G1
erstes Zweigang-Schaltgetriebefirst two-speed manual transmission
G2G2
zweites Zweigang-Schaltgetriebesecond two-speed manual transmission
GAWGAW
Getriebeausgangswelle (G)Transmission output shaft (G)
HR1HR1
Hohlradwelle (PS1)Ring gear shaft (PS1)
HR2HR2
Hohlradwelle (PS2)Ring gear shaft (PS2)
HR3HR3
Hohlradwelle (PS3)Ring gear shaft (PS3)
MM.
MittelebeneMiddle plane
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
Sonnenwelle (PS1)Sun Wave (PS1)
SO2SO2
Sonnenwelle (PS2)Sun Wave (PS2)
SO3SO3
Sonnenwelle (PS3)Sun Wave (PS3)
SS1SS1
erste Stirnradstufefirst spur gear stage
SS2SS2
zweite Stirnradstufesecond spur gear stage
ST1ST1
Stegwelle (PS1)Spider shaft (PS1)
ST2ST2
Stegwelle (PS2)Web shaft (PS2)
ST3ST3
Stegwelle (PS3)Spider shaft (PS3)
ZR1ZR1
Zwischenrad (SS1)Intermediate gear (SS1)
ZR2ZR2
Zwischenrad (SS2)Intermediate gear (SS2)

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 (14)

Antriebsachse mit zwei Antriebsrädern (R1, R2) und einer gemeinsamen Radachse (a) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend - zwei achsparallel angeordnete elektrische Maschinen (EM1, EM2), - zwei koaxial zur Radachse (a) angeordnete, jeweils drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) aufweisende Planetensätze (PS1, PS2), welche jeweils ein Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden, - wobei die Hohlradwelle (HR1) des ersten Planetensatzes (PS1) von der ersten elektrischen Maschine (EM1) und die Hohlradwelle (HR2) des zweiten Planetensatzes (PS2) von der zweiten elektrischen Maschine (EM2) antreibbar sind, und - wobei die Stegwelle (ST1) des ersten Planetensatzes (PS1) eine erste Getriebeausgangswellen (AW1) und die Stegwelle (ST2) des zweiten Planetensatzes (PS2) eine zweite Getriebeausgangswelle (AW2) der Zweigang-Schaltgetriebe (G1, G2) bilden.Drive axle with two drive wheels (R1, R2) and a common wheel axle (a) for an electrically drivable vehicle, comprising - two axially parallel electrical machines (EM1, EM2), - two planetary sets (PS1, PS2) which are arranged coaxially to the wheel axle (a) and each have three shafts (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2), which each form a two-speed gearbox (G1, G2), - The ring gear shaft (HR1) of the first planetary set (PS1) can be driven by the first electrical machine (EM1) and the ring gear shaft (HR2) of the second planetary set (PS2) can be driven by the second electrical machine (EM2), and - The spider shaft (ST1) of the first planetary gear set (PS1) forming a first transmission output shaft (AW1) and the spider shaft (ST2) of the second planetary set (PS2) forming a second transmission output shaft (AW2) of the two-speed gearbox (G1, G2). Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Planetensatz (PS1, PS2) mit einander gekoppelt sind, indem deren Stegwellen (ST1, ST2) fest miteinander verbunden sind und ein Zweigang-Schaltgetriebe (G) mit einer gemeinsamen Getriebeausgangswelle (GAW) bilden, dass auf der Radachse (a) zwischen den Antriebsrädern (R1, R2) ein Achsdifferential (DI) mit zwei Ausgangswellen (3a, 3b) angeordnet ist und dass die gemeinsame Getriebeausgangswelle (GAW) in das Achsdifferential (DI) eintreibt.Drive axle after Claim 1 , characterized in that the first and the second planetary gear set (PS1, PS2) are coupled to one another, in that their spider shafts (ST1, ST2) are firmly connected to one another and form a two-speed manual transmission (G) with a common transmission output shaft (GAW), that an axle differential (DI) with two output shafts (3a, 3b) is arranged on the wheel axle (a) between the drive wheels (R1, R2) and that the common transmission output shaft (GAW) drives into the axle differential (DI). Antriebsachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsdifferential (DI) in Richtung der Radachse (a) zwischen den beiden Planetensätzen (PS1, PS2) angeordnet ist.Drive axle after Claim 2 , characterized in that the axle differential (DI) is arranged in the direction of the wheel axis (a) between the two planetary sets (PS1, PS2). Antriebsachse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenwellen (SO1, SO2) der beiden Planetensätze (PS1, PS2) als Hohlwellen ausgebildet und dass die Ausgangswellen (3a, 3b) des Achsdifferentials (DI) durch die Hohlwellen (SO1, SO2) hindurchgeführt sind.Drive axle after Claim 2 or 3 , characterized in that the sun shafts (SO1, SO2) of the two planetary sets (PS1, PS2) are designed as hollow shafts and that the output shafts (3a, 3b) of the axle differential (DI) are passed through the hollow shafts (SO1, SO2). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten elektrischen Maschine (EM1) und dem ersten Planetensatz (PS1) eine erste Stirnradstufe (SS1) und zwischen der zweiten elektrischen Maschine (EM2) und dem zweiten Planetensatz (PS2) eine zweite Stirnradstufe (SS2) geschaltet ist.Drive axis according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a first spur gear stage (SS1) is connected between the first electrical machine (EM1) and the first planetary set (PS1) and a second spur gear stage (SS2) is connected between the second electrical machine (EM2) and the second planetary set (PS2) . Antriebsachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlradwellen (HR1, HR2) des ersten und des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) jeweils Hohlräder mit einer Außenverzahnung (AZ1, AZ2) aufweisen und dass die Hohlräder die Abtriebszahnräder der ersten und der zweiten Stirnradstufe (SS1, SS2) bilden.Drive axle after Claim 5 , characterized in that the ring gear shafts (HR1, HR2) of the first and second planetary gear sets (PS1, PS2) each have ring gears with external teeth (AZ1, AZ2) and that the ring gears are the output gears of the first and second spur gear stages (SS1, SS2 ) form. Antriebsachse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufen (SS1, SS2) jeweils ein Zwischenrad (ZR1, ZR2) umfassen.Drive axle after Claim 5 or 6th , characterized in that the spur gear stages (SS1, SS2) each comprise an intermediate gear (ZR1, ZR2). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Planetensatz (PS1, PS2) zwei Schaltelemente (A, B, C, D) zugeordnet sind.Drive axis according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that two switching elements (A, B, C, D) are assigned to each planetary set (PS1, PS2). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang durch Festhalten der ersten und/oder der zweiten Sonnenwelle (SO1, SO2) des ersten und/oder des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) gebildet wird.Drive axis according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the first gear is formed by holding the first and / or the second sun shaft (SO1, SO2) of the first and / or the second planetary gear set (PS1, PS2). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gang durch Verblockung von zwei der drei Wellen (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) des ersten und/oder des zweiten Planetensatzes (PS1, PS2) gebildet wird.Drive axis according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the second gear is formed by locking two of the three shafts (SO1, HR1, ST1; SO2, HR2, ST2) of the first and / or the second planetary gear set (PS1, PS2). Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine oder beide elektrischen Maschinen (EM1, EM2) abkoppelbar sind.Drive axis according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that one electrical machine or both electrical machines (EM1, EM2) can be decoupled. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Differenzial (DI) oder den Zweigang-Schaltgetrieben (G1, G2) und den Antriebsrädern (R1, R2) jeweils eine Konstantübersetzungsstufe (PS3) angeordnet ist.Drive axis according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that a constant ratio stage (PS3) is arranged between the differential (DI) or the two-speed gearboxes (G1, G2) and the drive wheels (R1, R2). Antriebsachse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konstantübersetzungsstufen jeweils als dritte Planetensätze (PS3) mit einer dritten Sonnenwelle (SO3), einer dritten Hohlradwelle (HR3) und einer dritten Stegwelle (ST3) ausgebildet sind, wobei die dritte Sonnenwelle (SO3) jeweils von einer Ausgangswelle (3a, 3b) des Differenzials (DI) oder von einer Getriebeausgangswelle (AW1, AW2) eines Zweigang-Schaltgetriebes (G1, G2) antreibbar ist, die dritte Hohlradwelle (HR3) jeweils festgehalten ist und die dritte Stegwelle (ST3) jeweils ein Antriebsrad (R1, R2) antreibt.Drive axle after Claim 12 , characterized in that the two constant gear ratios are each designed as third planetary gear sets (PS3) with a third sun shaft (SO3), a third ring gear shaft (HR3) and a third spider shaft (ST3), the third sun shaft (SO3) each from an output shaft (3a, 3b) of the differential (DI) or of a transmission output shaft (AW1, AW2) of a two-speed manual transmission (G1, G2) can be driven, the third ring gear shaft (HR3) is held and the third spider shaft (ST3) each has a drive wheel (R1, R2) drives. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (DI) durch Betätigen eines Schaltelements (E) sperrbar ist.Drive axis according to one of the Claims 2 to 13 , characterized in that the differential (DI) can be locked by actuating a switching element (E).
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112644262A (en) * 2021-01-07 2021-04-13 中国重汽集团济南动力有限公司 Double-motor electric drive axle of belt wheel side speed reducer
CN112706598A (en) * 2021-01-12 2021-04-27 中国重汽集团济南动力有限公司 Vehicle with double-motor drive axle
WO2023093930A1 (en) * 2021-11-25 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear mechanism comprising a detachable ring gear arrangement; and drive unit
DE102021132409A1 (en) 2021-12-09 2023-06-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electrical drive of a vehicle
CN117901631A (en) * 2020-11-30 2024-04-19 比亚迪股份有限公司 Wheel drive assembly and vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117901631A (en) * 2020-11-30 2024-04-19 比亚迪股份有限公司 Wheel drive assembly and vehicle
CN112644262A (en) * 2021-01-07 2021-04-13 中国重汽集团济南动力有限公司 Double-motor electric drive axle of belt wheel side speed reducer
CN112706598A (en) * 2021-01-12 2021-04-27 中国重汽集团济南动力有限公司 Vehicle with double-motor drive axle
WO2023093930A1 (en) * 2021-11-25 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear mechanism comprising a detachable ring gear arrangement; and drive unit
DE102021132409A1 (en) 2021-12-09 2023-06-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electrical drive of a vehicle
DE102021132409B4 (en) 2021-12-09 2023-11-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric drive of a vehicle

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