KR102648580B1 - 자동차용 전기 기계식 구동 장치 - Google Patents

자동차용 전기 기계식 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 전기 기계식 구동 장치에 관한 것으로서: 로터 및 스테이터를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터, 기어 입력, 기어 출력, 적어도 하나의 감속 스테이지 및 감속 스테이지를 수용하는 기어 하우징을 포함하는 감속 기어 유닛, 감속 스테이지를 통해 안내된 구동 동력을 제 1 휠 구동 트레인 섹션 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션으로 분기하기 위한 차축 차동 기어, 및 감속 스테이지를 통해 주 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 보조 유닛을 포함하고, 보조 유닛의 적어도 일부는 기어 하우징에 통합되고, 기어 하우징에 스위칭 본체가 제공되며, 스위칭 본체는 감속 스테이지로부터 차축 차동 기어로의 구동 연결이 상기 스위칭 본체에 의해 스위칭 가능하게 폐쇄되고 스위칭 가능하게 분리될 수 있는 방식으로 구현되고 구동 장치에 통합된다.

Description

자동차용 전기 기계식 구동 장치
본 발명은 로터와 스테이터를 포함하고 자동차를 구동하기 위해 제공된 전기 기계식 주 구동 모터, 로터에 운동학적으로 결합된 감속 변속 장치, 감속 변속 장치의 출력에 존재하는 구동 동력을 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션 사이에서 분할하기 위한 축 차동 변속기 및 예를 들어 파워 스티어링 펌프, 공조 압축기 또는 배터리 조립체를 통해 안내되는 냉각수 회로에 대한 펌프의 형태의 적어도 하나의 보조 조립체를 갖는 자동차용 전기 기계식 구동 장치에 관한 것으로서, 여기서 이 보조 조립체는 주 구동 모터를 통해 구동될 수 있다.
위에서 언급한 유형의 전기 기계식 구동 장치는 DE 10 2012 010 171 A1에 알려져 있다. 이 알려진 구동 장치에서, 주 구동 모터는 동축으로 연결된 2 개의 서브 모터로 구성되며, 그 출력은 에피사이클 기어의 2 개의 개별 입력으로 안내된다. 이 구동 장치에 제공된 보조 조립체는 내부 서브 모터의 축과 동축이 되도록 배치되고, 그 로터에 운동학적으로 결합된다.
본 발명의 목적은 유리하게 구현 가능한 전체 구조를 특징으로 하며 에너지적인 관점에서 유리하게 작동될 수 있는, 순전히 전기로 작동되는 자동차용 전기 기계식 구동 장치를 생성할 수 있는 솔루션을 개시하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따르면, 자동차용 전기 기계식 구동 장치로서:
- 로터 및 스테이터를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터,
- 변속기 입력, 변속기 출력, 적어도 하나의 감속 스테이지 및 감속 스테이지를 수용하는 변속기 하우징을 포함하는 감속 변속 장치,
- 감속 스테이지에 의해 안내되는 구동 동력을 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션 사이에서 분할하기 위한 축 차동 변속기, 및
- 감속 스테이지에 의해 주 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 보조 조립체를 포함하고,
- 상기 보조 조립체는 변속기 하우징에 적어도 부분적으로 통합되고,
- 상기 변속기 하우징에 스위칭 요소가 제공되고,
- 상기 스위칭 요소는 상기 감속 스테이지로부터 축 차동 변속기로의 구동 연결이 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄될 수 있고 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 분리될 수 있는 방식으로 설계되고 상기 구동 장치에 통합되는, 구동 장치에 의해 달성된다.
이것은 순전히 전기 기계적으로 작동되는 자동차용 구동 장치를 생성하는 것을 유리한 방식으로 가능하게 하며, 여기서 보조 조립체는 차량이 정차할 때 감속 변속기를 통해 구동될 수 있다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, 스위칭 요소 및 보조 조립체는 바람직하게는 축 차동 변속기와 감속 스테이지 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 오버런 모드에 있을 때, 보조 조립체가 축 차동 변속기에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합된다. 이것은 유리한 방식으로 에너지 변환 없이 보조 조립체의 직접적인 기계적 구동을 수행하는 것을 가능하게 한다.
또한, 스위칭 요소와 보조 조립체는 축 차동 변속기와 감속 스테이지 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 정지할 때, 보조 조립체가 감속 스테이지를 통해 주 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합된다.
감속 스테이지는 바람직하게는 중간 샤프트를 포함하는 방식으로 구성된다. 이 중간 샤프트는 바람직하게는 전기 모터의 로터 축으로부터 평행한 방식으로 오프셋되도록 배치된다. 감속 스테이지는 더욱 바람직하게는 제 1 기어 휠 및 제 2 기어 휠이 내부에 맞물리는 방식으로 구성되며, 여기서 제 2 기어 휠은 중간 샤프트 상에 배치되고, 제 1 기어 휠의 톱니 개수보다 큰 톱니 개수를 갖는다. 따라서, 감속 스테이지는 "느린" 기어비, 즉 속도 감소 및 토크 증가를 수행한다. 보조 조립체는 특히 차량이 정차하고 있을 때 전기 모터로 구동되는 경우 감속 스테이지의 기어비 효과를 사용하고, 보조 조립체에는 동력이 필요하며 감속 스테이지로부터 차축 차동 장치까지의 구동 트레인은 달리 스위칭 요소의 해당 스위칭 상태를 설정함으로써 분리된다.
스위칭 요소는 바람직하게는 중간 샤프트를 스위칭 가능한 방식으로 제 2 기어 휠에 결합하는 방식으로 구동 장치에 통합된다. 이에 대한 대안으로서 또는 이러한 조치와 함께, 스위칭 요소는 또한 중간 샤프트를 스위칭 가능한 방식으로 그 위에 안착된 출력 기어 휠에 결합하는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합될 수 있다.
보조 조립체는 입력 샤프트를 갖도록 설계될 수 있으며, 바람직하게는 이러한 입력 샤프트가 중간 샤프트에 동축으로 연장되도록 배치된다. 이에 대한 대안으로서, 보조 조립체는 또한 그 입력 샤프트가 중간 샤프트에 평행한 방식으로 오프셋되도록 배치되는 방식으로 구동 장치에 통합될 수 있다. 감속 스테이지와 보조 조립체의 변속기 결합은 이 경우 바람직하게는 필요한 경우 기어비에 추가로 기여하는 견인 기구 드라이브를 포함하여 발생한다.
구동 장치는 여러 개의, 특히 두 개의 보조 조립체를 포함할 수도 있고, 여기서 제 1 보조 조립체는 바람직하게는 중간 샤프트의 축과 동축이 되도록 배치된 입력 샤프트를 갖고, 제 2 보조 조립체는 중간 샤프트의 축에 평행하게 오프셋되도록 배치된 제 2 입력 샤프트를 갖는다. 보조 조립체는 바람직하게는 그 입력 샤프트가 감속 스테이지를 향하도록 구동 장치에 통합된다. 감속 스테이지는 바람직하게는 주 구동 전기 모터와 보조 조립체 사이에 축 방향으로 위치된다.
스위칭 요소는 바람직하게는 차량이 오버런 모드에 있을 때 감속 스테이지와 축 차동 변속기 사이의 구동 연결이 취소되고 보조 조립체가 축 차동 변속기를 통해 구동되는 상태가 될 수 있는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합된다. 이를 위해, 포지티브 또는 마찰 결합 장치 및/또는 프리휠 장치가 스위칭 요소에 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전자 제어 장치가 제공되고, 스위칭 요소의 스위칭 상태는 이 제어 장치를 통해 설정되고, 여기서 제어 장치는 차량의 현재 작동 상태를 고려하고, 전체 에너지 효율을 고려하는 제어 개념에 따라 스위칭 상태를 설정한다. 제어 장치는 배터리 시스템의 현재 또는 모델링된 열 상태, 차량 내부를 가열하기 위한 열 에너지 요구 사항, 냉각 전력 요구 사항 및 보조 조립체의 에너지 요구 사항을 고려할 수 있고, 이러한 입력 정보를 기반으로, 예를 들어 차량이 오버런 모드에 있을 때 그로부터 탭된 에너지가 가능한 한 효율적으로 사용되며 변환 손실 없이 보조 조립체의 에너지 요구 사항을 충족시키는 효과가 있는 스위칭 상태를 가져올 수 있다. 제어 장치는 스위칭 요소가 스위칭된 경우 유닛이 구동되는 속도를 고려할 수 있고, 예를 들어, 일시적으로 발전기로 작동되는 주 구동 모터를 통해 보조 조립체의 작동과 병렬로 에너지 회복을 최초에 수행한 다음, 차량이 더 느린 코스팅 속도를 나타낼 때 보조 조립체를 구동하기 위해 주로 탭 전원만을 사용할 수 있다. 스러스트 동력으로부터의 보조 조립체의 직접 기계 구동 및 전기 모터를 통한 회복 모두가 오버런 모드에서 수행되는 혼합 상태도 일시적으로 조정될 수 있다. 제어 장치는 특히 보조 조립체가 동력을 필요로 할 때 차량이 오버런 모드에 있는 경우 축 차동 변속기로부터의 동력 태핑에 의해 주로 커버되는 방식으로 설계되고 구성될 수 있다.
보조 조립체는 바람직하게는 이러한 보조 조립체가 입력 샤프트를 갖고 이 입력 샤프트가 감속 스테이지의 중간 샤프트와 동축이 되도록 배치되는 방식으로 설계된다. 보조 조립체는 변속기 하우징에 완전히 통합될 수 있다; 또한 보조 조립체의 일부를 둘러싸고 변속기 하우징의 섹션과 함께 보조 조립체의 하우징을 형성하는 하우징 섹션을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 구동 장치는 또한 보조 조립체의 입력 샤프트가 감속 스테이지의 중간 샤프트로부터 평행 방식으로 오프셋되도록 배치되는 방식으로 설계될 수 있다. 동력 전달은 이 경우 특히 루프 드라이브의 형태로 변속기 하우징에서 작동하는 구동 트레인 섹션에 의해 발생할 수 있다. 구동 장치는 2 개의 보조 조립체를 포함하고 이들 보조 조립체 중 하나는 감속 스테이지의 중간 샤프트와 동축의 입력 샤프트와 함께 배치되고 제 2 보조 조립체는 이 회전 축에 평행한 방식으로 오프셋되도록 배치되는 방식으로 설계될 수도 있다.
스위칭 요소는 바람직하게는 축 차동 변속기에 대한 구동 연결을 확립하고 취소하는데 사용될 수 있는 방식으로 설계된다. 스위칭 요소는 바람직하게는 중간 샤프트와 축 차동 변속기 사이에 배치되며, 특히 감속 스테이지의 기어 휠에 통합된다.
감속 스테이지는 로터 축과 동축이 되도록 배치된 스퍼 기어를 갖는 스퍼 기어 스테이지로 설계될 수 있으며, 여기서 중간 샤프트로의 동력 전달은 또한 바람직하게는 제 2 스퍼 기어에 의해 수행된다.
감속 스테이지는 또한 에피사이클 기어로 설계될 수 있으며, 또한 스위칭 가능한 방식으로 적어도 2 개의 서로 다른 기어비를 제공하는 방식으로 설계될 수 있다.
이미 위에서 언급된 바와 같이, 변속기 하우징으로 연장되는 루프 드라이브를 통해 감속 스테이지와 보조 조립체의 운동학적 결합을 수행할 수 있고, 여기서 이 루프 드라이브는 특히 오일 습식 벨트 드라이브 또는 체인 드라이브로 설계된다. 보조 조립체의 축과 중간 샤프트의 평행 오프셋은 일련의 측면 인터로킹 스퍼 기어에 의해 수행될 수도 있다.
구동 장치는 프리휠 장치를 포함하고 이 프리휠 장치를 사용하면 차량이 오버런 모드에 있을 때 축 차동 변속기로부터 탭할 수 있는 에너지에 의해 보조 조립체의 입력 샤프트를 구동한 다음 감속 스테이지의 제 2 기어 휠보다 더 높은 속도로 회전할 수 있는 방식으로 설계될 수도 있다.
스위칭 요소는 바람직하게는 형태 맞춤 및/또는 마찰 맞춤 결합 스위칭 요소로서 설계된다. 스위칭 요소는 또한 변속 장치로 설계될 수 있으며, 이 변속 장치의 스위칭 상태는 예를 들어 링 기어와 같은 변속기 요소를 고정/해제함으로써 조정될 수 있다.
감속 변속 장치는 또한 다단계 스위칭 가능한 변속 장치로서 설계될 수 있다. 본 발명에 따른 구동 장치는 주 구동 동력이 전기 모터에 의해 제공되는 순수 전기 구동 장치이다. 구동 장치는 내연 기관을 포함하지 않는다. 전기 모터는 유리하게는 초기에 독립적인 조립체로 제조된 다음 구동 장치의 조립체의 일부로서 변속기 하우징에 연결될 수 있다. 변속기 하우징을 통해 특히 배럴 하우징 섹션의 형태로 엔진 하우징의 적어도 일부를 제공하는 것도 가능하다.
축 차동 변속기는 자체 차동 변속기 하우징을 포함하는 방식으로 구성될 수 있으며, 이 자체 차동 변속기 하우징은 감속 변속 장치의 하우징에 직접 연결된다. 또한 변속기 하우징에 축 차동 변속기를 수용하거나 또는 감속 변속기의 하우징과 일체로 축 차동 변속기 하우징을 제조하는 것도 가능하다. 엔진 하우징은 변속기 하우징의 필수 구성 요소를 형성할 수도 있는데, 즉, 이것과 하나의 피스로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 개념은 차량이 정지하고 오버런 모드에 있을 때 워터 펌프, 공조 압축기 및 파워 스티어링 펌프와 같은 동일한 조립체가 에너지적으로 유리한 방식으로 작동되도록 허용한다. 본 발명은 보조 조립체를 위한 새로운 유형의 연결을 제안한다. 이는 "지능형" 스위칭 요소와 관련하여 변속기 내에서의 또는 변속기 상에서의 보조 조립체의 연결로 구성되고, 이는 차량 및/또는 구동 모터(들)의 작동 상태 및/또는 배터리 충전 상태 및/또는 외부 요인(예를 들어, 온도)에 따라 가장 에너지 효율적인 모드에서 항상 보조 조립체를 작동할 수 있게 한다. 이는 차량이 움직일 때 보조 조립체가 변속기 샤프트를 통해 구동된다는 사실에 의해 보장된다. 특히 차량의 운동 에너지도 사용될 수 있다. 또한 기계식 드라이브는 순수 전기 조립체에 비해 전체 효율성 체인에서 상당한 이점을 제공한다. 차량이 정차하면, 전기 모터에 직접 연결하여 전기적으로 구동된다. 조립체와 변속기 샤프트 사이의 연결이 해제되어, 마찰 손실이 줄어든다. 이러한 작동 모드를 사용하면 차량이 정차할 때 고정식 에어컨과 같은 편의 기능을 제공하거나 또는 주차 후 냉각을 위해 워터 펌프를 통해 배터리 냉각 회로를 작동하는 것과 같은 필요한 기능을 보호할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 개념은 순수하게 전기적으로 구동되는 차량의 보조 조립체에 의해 에너지 소비를 줄일 수 있게 하여, 차량 범위를 증가시킨다.
본 발명은 본질적으로 전기 구동 기계, 변속기 및 적어도 하나의 보조 조립체를 갖는 전기 자동차의 구동 트레인에 관한 것이다. 아래에 자세히 설명된 예시에 따르면, 변속기는 최종 드라이브와 차동 장치만을 포함할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 구동 장치는 또한 추가 변속기 스테이지를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 보조 조립체는 구동 유닛 또는 변속기의 하우징에 통합된다. 전기 구동 기계와 변속기는 중간 샤프트를 통해 서로 연결된다. 중간 샤프트는 보조 조립체/조립체들을 구동한다. 스위칭 요소는 전기 기계, 보조 조립체 및 변속기 사이의 동력 흐름에 배치되고, 중간 샤프트에 할당된다.
보조 조립체는 감속 스테이지의 중간 샤프트와 동축으로 또는 축 방향으로 평행하도록 배치될 수 있다. 축 방향으로 평행한 배치의 경우, 중간 샤프트와 보조 조립체 사이에 기어 연결이 형성되며, 바람직하게는 에피사이클 변속기에 의해 형성된다. 구동 장치는 바람직하게는 서로 축 방향으로 평행하게 배치되고 기어식 작동 연결을 통해 결합되는 2 개의 보조 조립체에 의한 선택적인 구동을 가능하게 하는 방식으로 유리하게 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 구동 유닛 또는 변속기에 통합된 적어도 하나의 보조 조립체는 스위칭 요소를 통해 전기 구동 기계에 결합된다. 적어도 2 개, 바람직하게는 3 개의 "경로"가 이 스위칭 요소에 의해 스위칭될 수 있다. 차축 차동 장치에만 제 1 경로를 통해 동력이 공급된다. 전기 모터로부터의 동력은 감속 스테이지를 통해 보조 조립체로 제 2 경로를 통해 흐른다(차량이 정차할 때). 동력은 제 3 경로를 통해 차동 장치로부터 보조 조립체로 흐른다(차량이 오버런 모드에 있을 때 변속기 샤프트를 통해 구동).
본 발명에 따른 개념은 다른 실시예로 구현될 수 있다. 중간 샤프트 및 보조 조립체의 축들은 서로 동축으로 또는 축 방향으로 평행하도록 배치될 수 있다. 축 방향으로 평행한 배치의 경우, 감속 스테이지와 보조 조립체의 로터 축 사이에 기어식 연결이 있다. 제 2 또는 추가의 보조 조립체는 선택적으로 서로 동축으로 또는 축 방향으로 평행하고 추가 기어식 스테이지를 통해 서로 연결되도록 배치된다. 서로 축 방향으로 평행하도록 배치된 보조 조립체는 예를 들어 견인 기구 드라이브에 의해 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 추가 세부 사항 및 특징은 도면과 함께 다음 설명으로부터 도시된다.
도 1은 보조 조립체를 감속 스테이지 및 바람직하게는 또한 차축 차동 장치로 이어지는 구동 트레인 섹션과 선택적으로 결합하기 위해, 변속기에 통합된 스위칭 요소뿐만 아니라 변속기 하우징에 통합되고, 따라서 감속 변속기의 중간 샤프트와 동축이 되도록 배치된 보조 조립체를 갖는 본 발명에 따른 전기 기계식 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 제 1 개략도를 도시한다.
도 2는 변속기 하우징에 통합된 보조 조립체, 그리고 감속 변속기의 중간 샤프트 및 차축 차동 장치로 이어지고 변속기에 통합된 구동 트레인 섹션과의 선택적 결합을 위한 스위칭 요소를 가지는 본 발명에 따른 전기 기계식 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 제 2 개략도를 도시하되, 상기 보조 조립체는 중간 샤프트에 대해 축 방향으로 평행한 방식으로 오프셋되도록 배치된다.
도 3은 이제 변속기 하우징에 통합되어 있는 두 개의 보조 조립체 및 감속 스테이지 및 차축 차동으로 이어지는 구동 트레인 섹션과의 선택적 결합을 위해 제공된 변속기 내부 스위칭 요소를 가지는 본 발명에 따른 전기 기계식 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 제 3 개략도를 도시하되, 상기 보조 조립체 중 하나는 중간 샤프트의 축과 동축이고, 추가 보조 조립체는 축 방향으로 평행한 방식으로 이로부터 오프셋되도록 배치된다.
도 4는 상이한 차량 작동 상태에서 본 발명에 따른 구동 장치의 작동 모드 및 스위칭 상태를 설명하기 위한 제 4 개략도를 도시한다.
도 1에 따른 표현은 로터(ER) 및 스테이터(ES)를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터(E), 변속기 입력(GE), 변속기 출력(GA), 적어도 하나의 감속 스테이지(GR) 및 감속 스테이지(GR)를 수용하는 변속기 하우징(GH)을 포함하는 감속 변속 장치(G), 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션(DL, DR) 사이에서 감속 변속 장치(GR)의 출구에 존재하는 구동 동력을 분할하기 위한 축 차동 변속기(AD), 및 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 보조 조립체(AUX1)를 갖는 전기 기계식 구동 장치를 도시한다. 보조 조립체(AUX1)는 특히 공조 압축기, 파워 스티어링 펌프, 브레이크 시스템의 전달 모듈 또는 배터리 조립체를 냉각하고 해당 자동차의 차량 내부를 가열하기 위한 유체를 순환시키기 위한 냉각수 펌프일 수 있다.
보조 조립체(AUX1)는 감속 스테이지(GR)를 통해 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합된다. 보조 조립체(AUX1)는 변속기 하우징(GH)에 완전히 통합된다. 변속기 하우징(GH)에는 스위칭 요소(SE1)가 제공된다. 이 스위칭 요소(SE1)는 감속 스테이지(GR)로부터 축 차동 변속기(AD)로의 구동 연결이 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄될 수 있고 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 분리될 수 있는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합된다. (도 4의 커플링 기능 S1).
스위칭 요소(SE1) 및 보조 조립체(AUX1)는 축 차동 변속기(AD)와 감속 스테이지(GR) 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 오버런 모드에 있을 때, 보조 조립체는 축 차동 변속기에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합된다. (도 4의 커플링 기능 S3)
또한 스위칭 요소(SE1) 및 보조 조립체(AUX1)는 축 차동 변속기(AD)와 감속 스테이지(GR) 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 정지된 경우, 보조 조립체(AUX1)는 감속 스테이지(GR)를 통해 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합된다. (도 4의 커플링 기능 S2)
감속 스테이지(GR)는 중간 샤프트(GW)뿐만 아니라 그 안에 맞물려 있는 제 1 기어 휠(G1) 및 제 2 기어 휠(G2)을 포함한다. 제 2 기어 휠(G2)은 중간 샤프트(GW)에 배치되며, 제 1 기어 휠(G1)의 톱니 개수보다 많은 톱니 개수를 가지므로, 감속 스테이지(GR)는 속도의 감속을 가져온다.
여기서 스위칭 요소(SE1)는 중간 샤프트(GW)를 제 2 기어 휠(G2)과 스위칭 가능한 방식으로 결합하도록 설계된다. 대안적으로, 중간 샤프트(GW)를 스위칭 가능한 방식으로 그 위에 안착된 출력 기어 휠(G3)과 결합하는 방식으로 스위칭 요소(SE1)를 설계하는 것도 가능하다. 중간 샤프트(GW)의 이러한 출력 기어 휠(G3)은 외부로부터 반경 방향으로 큰 기어 휠(G4)로 맞물리고, 이는 여기서 축 차동 변속기(AD)의 에피사이클 하우징(UH)에 직접 비틀림 강성 방식으로 결합된다.
보조 조립체(AUX1)는 입력 샤프트(E1)를 가지며, 이 입력 샤프트(E1)는 중간 샤프트(GW)의 축과 동축이 되도록 배치된다. 본 발명에 따른 구동 장치는 보조 조립체(AUX1)가 변속기 하우징(GH)에 적어도 부분적으로 통합되고, 스위칭 요소(SE1)가 변속기 하우징(GH)에 제공되며, 스위칭 요소(SE1)는 로터(ER)과 축 차동 변속기(AD) 사이의 감속 스테이지(GR)에 의해 연장되는 구동 연결이 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄 및 분리될 수 있고 따라서 로터(ER)와 축 차동 변속기(AD) 사이의 구동 연결이 취소되면 보조 조립체(AUX1)가 로터(ER)을 통해 선택적으로 구동될 수 있는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구동 장치에서, 보조 조립체(AUX1)는 입력 샤프트(E1)를 가지며, 이 입력 샤프트(E1)는 중간 샤프트의 축과 동축이 되도록 배치된다. 스위칭 요소(SE1)는 또한 중간 샤프트의 회전축과 동축으로 배치되고, 그 출력 토크를 스위칭 요소의 출력으로 스위칭하거나 디커플링을 발생시킨다.
스위칭 요소(SE1)는 축 차동 변속기(AD)에 대한 구동 연결을 설정하는데 사용할 수 있도록 설계된다. 스위칭 요소(SE1)는 이 예시적인 실시예에서 감속 스테이지(GR)에 직접 통합된다. 여기서 감속 스테이지(GR)는 스퍼 기어 스테이지로 설계되고, 스위칭 요소(SE1)는 직경이 큰 제 2 스퍼 기어(G2)를 중간 샤프트(GW)에 결합시킬 수 있다. 이를 위해, 스위칭 요소(SE1)는 형태 맞춤 또는 마찰 맞춤 결합 스위칭 요소(SE)로 설계된다. 각 스위칭 상태를 조정하기 위해 제공된 액추에이터는 여기에 표시되지 않는다; 이들은 스위칭 요소에 통합될 수 있으며, 특히 전자기 또는 유체 기계식 액추에이터로 설계될 수 있다.
전기 모터(E), 감속 변속기(G) 및 보조 조립체(AUX)는 공통 하우징 장치(GH)에 통합되고, 축 차동 변속기(AD)는 이 하우징 장치(GH)에 연결되거나 또는 여기에 통합된다. 축 차동 변속기는 차동 하우징(ADH)에 내장된다. 이것은 변속기 하우징(GH)과 일체로 형성되거나 또는 여기에 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 구동 장치에서, 변속기(G)는 입력 측에서 적어도 하나의 전기 구동 모터(E)에 연결되고, 출력 측에서 적어도 하나의 차량 차축(DL, DR)에 연결된다. 변속기(G)는 유성 기어 세트가 통합될 수 있거나 또는 스퍼 기어 스테이지 또는 유성 기어 세트로 서로 연결되는 하나 이상의 샤프트를 포함한다. 감속 스테이지인 중간 샤프트에는, 공조 압축기, 워터 펌프 등과 같은 보조 조립체(AUX1)가 동축으로 체결된다.
도 2에 따른 표현은 차례로 로터(ER) 및 스테이터(ES)를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터(E), 변속기 입력(GE), 변속기 출력(GA), 적어도 하나의 감속 스테이지(GR) 및 감속 스테이지(GR)를 수용하는 변속기 하우징(GH)을 포함하는 감속 변속 장치(G), 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션(DL, DR) 사이에서 감속 변속 장치의 출구에 존재하는 구동 동력을 분할하기 위한 축 차동 변속기(AD), 및 주 구동 모터(E)에 의해 감속 스테이지(GR)에 의해 구동될 수 있는 보조 조립체(AUX1)를 갖는 전기 기계식 구동 장치를 도시한다.
본 발명에 따른 이러한 구동 장치는 또한 보조 조립체(AUX1)가 변속기 하우징(GH)에 완전히 또는 적어도 부분적으로 통합되고, 스위칭 요소(SE1)는 변속기 하우징(GH)에 제공되며, 스위칭 요소(SE1)는 감속 스테이지(GR)와 축 차동 변속기(AD) 사이의 구동 연결이 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄 및 분리될 수 있고 따라서 감속 스테이지(GR)와 축 차동 변속기(AD) 사이의 구동 연결이 취소되면, 보조 조립체(AUX1)도 감속 스테이지(GR)에 의해 구동될 수 있는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 한다.
이 변형예에서, 보조 조립체(AUX1)는 보조 조립체(AUX1)의 입력 샤프트(E1)가 감속 스테이지(GR)의 중간 샤프트(GW)의 축으로부터 평행한 방식으로 오프셋되는 방식으로 구동 장치에 통합된다. 이것은 트랙션 기구 드라이브(TM)에 의해 달성된다. 이것은 제 1 트랙션 기구 휠(TM1) 및 제 2 트랙션 기구 휠(TM2) 및 벨트 또는 체인으로 설계된 트랙션 기구(TM3)을 포함한다. 제 1 트랙션 기구 휠(TM1)은 중간 샤프트의 축과 동축으로 배치되고, 스위칭 요소(SE1)를 통해 감속 스테이지의 중간 샤프트 또는 제 2 스퍼 기어(G2)로 스위칭 가능한 방식으로 결합될 수 있다.
스위칭 요소(SE1)는 감속 스테이지(GR), 특히 이것의 제 2 스퍼 기어(G2)에 통합된다. 감속 스테이지(GR)는 두 개의 스퍼 기어(G1, G2)를 포함한다. 제 1 스퍼 기어(G1)는 전기 모터의 로터 샤프트(RS)에 의해 구동되며, 외부로부터 감속 스테이지(RG)의 제 2 스퍼 기어(G2)로 반경 방향으로 맞물린다. 감속 스테이지(GR)로부터의 추가 동력 전달은 중간 샤프트에 안착된 제 3 스퍼 기어(G3)를 통해 발생한다. 이러한 제 3 스퍼 기어(G3)는 제 4 스퍼 기어(G4)에 맞물리며, 이는 축 차동 변속기(AD)의 대형 또는 크라운 기어 휠을 형성하고 이 목적을 위해 비틀림 방지 방식으로 축 차동 변속기(AD)의 에피사이클 하우징(UH) 또는 웹에 연결된다. 스위칭 요소(SE1)는 보조 조립체(AUX1)에 동력을 전달한다. 이 통로는 스위칭 요소(SE1)를 통해 스위칭될 수 있는데, 즉 폐쇄 및 분리될 수 있다.
도 3에 따른 예시적인 실시예는 로터(ER) 및 스테이터(ES)를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터(E), 변속기 입력(GE), 변속기 출력(GA), 적어도 하나의 감속 스테이지(GR) 및 감속 스테이지(GR)를 수용하는 변속기 하우징(GH)을 포함하는 감속 변속 장치(G), 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션(DL, DR) 사이의 감속 변속 장치의 출력에 존재하는 구동 동력을 분할하기 위한 축 차동 변속기(AD), 및 감속 스테이지(GR)에 의해 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 제 1 보조 조립체(AUX1) 및 제 2 보조 조립체(AUX2)를 갖는 본 발명에 따른 전기 기계식 구동 장치의 제 3 변형예를 도시한다.
본 발명에 따른 이러한 구동 장치는 두 개의 보조 조립체(AUX1, AUX2)가 변속기 하우징(GH)에 완전히 또는 적어도 부분적으로 통합되고, 스위칭 요소(SE1)는 변속기 하우징(GH)에 제공되며, 스위칭 요소(SE1)는 감속 스테이지의 제 2 기어 휠(G2)과 축 차동 변속기(AD) 사이의 구동 연결이 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄 및 분리될 수 있으며, 보조 조립체(AUX1, AUX2)는 로터(ER)와 축 차동 변속기(AD) 사이의 구동 연결이 취소된 경우 필요한 경우 감속 스테이지(GR)을 통해 구동될 수도 있는 방식으로 설계되고 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 한다.
이 변형예에서, 보조 조립체(AUX1)는 입력 샤프트(E1)를 가지며 이 입력 샤프트(E1)는 중간 샤프트(GW)의 회전축과 동축이 되도록 배치된다. 보조 조립체(AUX2)는 보조 조립체(AUX2)의 입력 샤프트(E2)가 중간 샤프트의 축으로부터 평행한 방식으로 오프셋되는 방식으로 구동 장치에 통합된다. 이것은 트랙션 기구 드라이브(TM)에 의해 차례로 달성된다. 이것은 제 1 트랙션 기구 휠(TM1) 및 제 2 트랙션 기구 휠(TM2) 및 벨트 또는 체인으로 설계된 트랙션 기구(TM3)를 포함한다. 제 1 트랙션 기구 휠(TM1)은 로터 축(X)과 동축으로 배치되고, 스위칭 요소(SE1)를 통해 로터 샤프트 또는 감속 스테이지의 제 1 스퍼 기어(G1)에 스위칭 가능한 방식으로 결합될 수 있다.
스위칭 요소(SE1)는 예를 들어 마그네틱 클러치, 다중 디스크 클러치 및 수동, 예를 들어 프리휠로서 능동적으로 결합되거나 또는 해제될 수 있다. 동시에, 이 하나의 스위칭 요소(SE1)는 전기 모터와 보조 조립체가 서로 독립적으로 또는 동시에 변속기로부터 그리고 따라서 차량의 구동 트레인으로부터 분리될 수 있도록 한다. 이러한 기능 통합은 구성 요소의 개수를 최소화한다.
스위칭 요소(SE1)는 유성 변속기 세트와 같은 고정 또는 가변 기어비/감속비를 포함할 수 있다. 스위칭 요소(SE1)는 예를 들어 이중 매스 플라이휠과 유사한 스프링 댐퍼 요소에 의해 구동 트레인 및/또는 조립체에 댐핑 또는 디커플링 효과를 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 스위칭 요소(SE1)는 또한 변속기 스테이지(GR)의 기어 휠의 내부에 통합될 수 있다.
도 4에 따른 표현은 선택된 차량 작동 상태와 관련하여 본 발명에 따른 구동 장치의 작동 모드를 예시한다. 여기서 스위칭 요소(SE1)는 3 개의 커플링 기능(S1, S2, S3)을 제공할 수 있도록 설계된다. 제 1 커플링 기능(S1)은 전기 모터(E)로부터 차축 차동 장치(AD)로 동력 전달을 가능하게 한다. 제 2 커플링 기능은 전기 모터(E)로부터 보조 조립체(AUX1)로 동력을 전달할 수 있다. 제 3 커플링 기능을 사용하면 차축 차동 장치(AD)로부터 보조 조립체(AUX1)로 동력을 전달할 수 있다. 스위칭 요소(SE)의 커플링 기능(S1, S2, S3)의 설정은 자동차의 다른 작동 상태에 따라 표 T1 및 표 T2를 통해 설명되며, 여기서 "폐쇄"는 커플링을 의미하고, "개방"은 분리를 의미한다.
표 T1에 지정된 작동 상태(1)에서 전기 모터(E)가 활성화되고 스위칭 요소(SE1)는 커플링 기능(S1)을 제공하며, 이에 따라 로터 샤프트의 토크가 감속 변속 스테이지(GR)을 통해 차축 차동 장치에 공급된다. 보조 조립체(AUX1)가 이 상태에서 활성화되면, 커플링 기능(S2 및/또는 S3)도 제공된다.
차량이 표 T1의 작동 상태(2)에 따라 오버런 모드에 있고, 과도한 추력이 있는 경우, 커플링 기능(S1) 및 커플링 기능(S3)이 스위칭 요소(SE)를 통해 조정된다. 이제 회복 작동 모드에서 전기 모터(E)를 통해 동력 변환이 이루어지며, 또한 보조 조립체(AUX1)의 기계식 구동은 차축 차동 장치(AD)로부터 동력 태핑을 통해 직접 발생한다.
세일링 작동으로 언급된 것에서, 즉, 표 T1의 작동 상태(3)에 따라 원하는 큰 제동 효과 없이 차량이 계속 원활하게 주행하는 작동에서, 커플링 기능(S1, S2)이 취소되고 커플링 기능(S3)만이 활성화된다. 보조 조립체(AUX1)는 이제 임의의 동력 소비 없이 차축 차동 장치(AD)를 통해 직접 구동된다.
표 T1의 작동 상태(4)에 따라 차량이 정지하면, 커플링 기능(S1 및 S3)이 비활성화되고, 보조 조립체는 커플링 기능(S2)을 통해 전기 모터(E)에 의해 직접 구동된다.
예를 들어 주차 시와 같이 조치가 필요한 보조 조립체(AUX1) 없이 차량이 정지하면, 전기 모터(E)가 꺼진다. 이 상태에서, 스위칭 요소(SE1)는 임의의 상태도 취할 수 있는데, 이 상태에서는 특정 커플링 기능이 필요하지 않기 때문이다. 그러나, 여기에서 커플링 기능(S1 및 S3)을 활성화하여 유지 토크를 약간 증가시키고, 의도하지 않은 롤링 시 제동 효과를 가져 오고, 필요한 경우, 전기 모터(E)를 제어하여 능동 제동 효과를 가져올 수도 있다.
커플링 기능(S1, S2)은 형상 맞춤 결합 스위칭 요소 또는 적절하게 활성화 가능한 클러치를 통해 구현될 수 있다. 커플링 기능(S3)은 프리휠링으로도 달성될 수 있으므로, 차량이 오버런 모드에 있을 때 자동으로 발생한다.
본 발명에 따른 구동 장치는 보조 조립체의 새로운 유형의 연결을 목표로 한다. 보조 조립체의 연결은 "지능형" 스위칭 요소와 관련하여 변속기에서 또는 변속기 상에서 이러한 방식으로 발생하고, 이는 차량 및/또는 구동 모터(들)의 작동 상태 및/또는 배터리 충전 상태 및/또는 외부 요인(예를 들어, 온도)에 따라 가장 에너지 효율적인 모드에서 항상 보조 조립체를 작동할 수 있게 한다.
이는 차량이 움직일 때 보조 조립체가 변속기 샤프트를 통해 구동된다는 사실에 의해 보장된다. 특히 차량의 운동 에너지도 사용할 수 있다. 또한, 기계식 드라이브는 일반적으로 순수 전기 조립체에 비해 전체 효율성 체인에서 상당한 이점을 제공한다. 차량이 정지하면, 전기 모터에 직접 연결하여 전기적으로 구동된다. 조립체와 변속기 샤프트 사이의 연결이 해제되어, 이는 마찰 손실을 감소시킨다. 이 작동 모드를 사용하면 차량이 정차할 때 고정식 에어컨과 같은 편의 기능을 제공하거나 또는 차량이 주차된 후 냉각을 위해 워터 펌프를 통해 배터리 냉각 회로를 작동하는 것과 같은 필요한 기능의 보호의 제공을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 구동 장치는 입력 측에서 적어도 하나의 전기 구동 모터에 연결되고 출력 측에서 적어도 하나의 차량 축에 연결된 변속기를 포함한다. 변속기는 구동 샤프트, 하나 이상의 중간 샤프트 및 하나 이상의 출력 샤프트로 구성된다. 변속기는 하나 이상의 유성 변속기 세트 및/또는 스퍼 기어 스테이지를 포함할 수 있다. 공조 압축기, 워터 펌프 등과 같은 보조 조립체는 중간 샤프트와 동축으로 및 평행하게 연결된다(도 1). 그러나, 예를 들어 벨트 또는 체인 드라이브에 의해 연결이 가능하며, 드라이브 휠 중 하나 또는 드라이브 풀리 중 하나가 동축으로 연결되고, 트랙션 기구 드라이브가 중간 샤프트에 축 방향으로 평행하도록 배치된다(도 2). 필요한 경우, 체인 또는 벨트 드라이브에 기존 가이드 및/또는 장력 레일 또는 편향 및/또는 장력 롤러를 장착할 수 있다.
조립체를 중간 샤프트에 연결하고 여기에 설명된 시프트 요소와의 조합은 중간 샤프트가 완전하고 독립적인 모듈로 설계될 수 있으며 나머지 변속기의 설계/구성은 조립체 연결의 영향을 받지 않는다는 장점이 있다. 예를 들어, 개조 또는 선택적인 장비만이 가능하다. 또한, 중간 샤프트의 속도는 전동기 또는 변속기 입력 샤프트보다 속도가 낮기 때문에, 변속기 입력 샤프트에 연결될 때보다 마찰이 적은 조립체 작동이 가능하다. 전기 기계식 및 보조 조립체/조립체가 변속기 하우징에 통합되어, 공간 절약형 설계가 가능하고 샤프트에 추가 시일이 생기지 않는다.
중간 샤프트에는 또한 전기 모터와 보조 조립체를 서로 독립적으로 또는 동시에 변속기 및 차량의 구동 트레인에서 분리할 수 있는 스위칭 요소가 장착되어 있다. 구동 트레인에서 완전히 분리해도, 전기 모터와 보조 조립체 사이에는 여전히 연결이 존재한다.
스위칭 요소는 능동적으로, 예를 들어 자기적으로 결합되고, 수동으로, 예를 들어 프리휠링으로, 결합 또는 분리될 수 있다. 스위칭 요소에는 유성 변속기 세트와 같은 고정 또는 가변 기어비/감속비가 포함될 수 있다. 스위칭 요소는 예를 들어 DMF와 유사한 스프링 댐퍼 요소에 의해 구동 트레인 및/또는 조립체에 댐핑 또는 디커플링 효과를 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 스위칭 요소는 중간 샤프트의 기어 휠에 통합될 수도 있다. 다른 작동 상태에 대응하는 요소의 스위칭 상태는 예를 들어 도 4에서 더 자세히 설명된다.
동축으로 연결된 보조 조립체는 또한 예를 들어 체인 또는 톱니형 벨트 드라이브를 통해 추가 보조 조립체에 연결될 수 있다(도 3). 이 경우, 연결된 모든 보조 조립체는 그 구동 샤프트에 추가로 결합 및/또는 댐핑 및/또는 분리 요소를 추가로 가질 수 있다. 이를 통해 차량의 작동 상태에 따라 그리고 다른 요소에 따라 각 개별 조립체를 개별적으로 작동할 수 있다. 동시에, 조립체는 구동 트레인의 비틀림 진동으로부터 분리될 수 있으며, 이는 보다 균일하고 효율적인 작동을 보장하고 그리고/또는 구동 트레인 및 간접적으로 차량에 대한 연결 프로세스의 가능한 부정적 영향을 방지한다.

Claims (10)

  1. 자동차용 전기 기계식 구동 장치로서:
    - 로터(ER) 및 스테이터(ES)를 포함하는 전기 기계식 주 구동 모터(E),
    - 변속기 입력(GE), 변속기 출력(GA), 적어도 하나의 감속 스테이지(GR) 및 감속 스테이지(GR)를 수용하는 변속기 하우징(GH)을 포함하는 감속 변속 장치(G),
    - 감속 스테이지(GR)에 의해 안내되는 구동 동력을 제 1 및 제 2 휠 구동 트레인 섹션(DL, DR) 사이에서 분할하기 위한 축 차동 변속기(AD), 및
    - 감속 스테이지(GR)에 의해 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 보조 조립체(AUX1)를 포함하되,
    - 상기 보조 조립체(AUX1)는 변속기 하우징(GH)에 적어도 부분적으로 통합되고,
    - 상기 변속기 하우징(GH)에 스위칭 요소(SE1)가 제공되고,
    - 상기 스위칭 요소(SE1)는 상기 감속 스테이지(GR)로부터 축 차동 변속기(AD)로의 구동 연결이 스위칭 가능한 방식으로 폐쇄될 수 있고 상기 스위칭 요소에 의해 스위칭 가능한 방식으로 분리될 수 있는 방식으로 설계되고 상기 구동 장치에 통합되는, 자동차용 전기 기계식 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 요소(SE1) 및 상기 보조 조립체(AUX1)는 축 차동 변속기(AD)와 감속 스테이지(GR) 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 오버런 모드에 있을 때, 보조 조립체(AUX)가 축 차동 변속기(AD)에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위칭 요소(SE1) 및 상기 보조 조립체는 축 차동 변속기(AD)와 감속 스테이지(GR) 사이의 구동 연결이 취소되고 자동차가 정지한 경우, 보조 조립체(AUX1)가 감속 스테이지(GR)를 통해 주 구동 모터(E)에 의해 구동될 수 있는 방식으로 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감속 스테이지(GR)는 중간 샤프트(GW)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감속 스테이지(GR)는 제 1 기어 휠(G1)과 제 2 기어 휠(G2)이 내부에 맞물려 있고, 상기 제 2 기어 휠(G2)은 중간 샤프트(GW)에 배치되고, 제 1 기어 휠(G1)의 톱니 개수보다 큰 톱니 개수를 갖는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 스위칭 요소(SE1)는 중간 샤프트(GW)와 제 2 기어 휠(G2)을 스위칭 가능한 방식으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 스위칭 요소(SE1)는 중간 샤프트를, 스위칭 가능한 방식으로 그 위에 안착된 출력 기어 휠(G3)과 결합시키는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 보조 조립체(AUX1)에는 입력 샤프트(E1)가 있고, 상기 입력 샤프트(E1)는 중간 샤프트(GW)와 동축이 되도록 배치되거나, 또는 상기 보조 조립체(AUX1)에는 입력 샤프트(E1)가 있고, 상기 입력 샤프트(E1)는 중간 샤프트(GW)에 평행하게 오프셋되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  9. 제4항에 있어서, 제 1 보조 조립체(AUX1) 및 제 2 보조 조립체(AUX2)가 제공되며, 제 1 보조 조립체(AUX1)에는 중간 샤프트(GW)의 축과 동축으로 배치된 입력 샤프트(E1)가 있고, 제 2 보조 조립체(AUX2)에는 중간 샤프트(GW)의 축에 평행하게 오프셋되도록 배치된 제 2 입력 샤프트(E2)가 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  10. 제8항에 있어서, 보조 조립체(AUX1)는 입력 샤프트(E1)가 감속 스테이지(GR)를 향하도록 구동 장치에 통합되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112193044A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 西门子电动汽车动力总成***(上海)有限公司 电驱动总成***和车辆
EP4088962B1 (en) * 2020-10-31 2024-06-19 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Electric automobile driving system and electric automobile
DE102021109279A1 (de) 2021-04-14 2022-10-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schalteinheit zur Ankopplung eines Nebenaggregats an einen Antriebsstrang sowie Antriebsanordnung mit der Schalteinheit
DE102021208277B3 (de) * 2021-07-30 2022-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsstrang und Arbeitsmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010178403A (ja) 2009-01-27 2010-08-12 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車用駆動システム
JP2012029369A (ja) 2010-07-20 2012-02-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両用駆動装置および回転電機を備える車両
US20120221197A1 (en) 2011-02-28 2012-08-30 Aisin Aw Co., Ltd. Electric vehicle drive system
US20120247269A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Aisin Aw Co., Ltd. Drive device for electric vehicle
DE102012010171B4 (de) 2012-05-16 2013-11-28 Technische Universität Chemnitz Antriebssystem für Kraftfahrzeuge

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101451596B (zh) * 2007-12-04 2012-01-11 艾晓林 双模式机电无级变速器
DE102010031156A1 (de) 2010-07-09 2012-01-12 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug und Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges
JP5772199B2 (ja) * 2011-05-11 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動機構
JP5786809B2 (ja) 2012-06-29 2015-09-30 株式会社デンソー 電動車両用空調装置
JP6101189B2 (ja) * 2013-10-23 2017-03-22 ジヤトコ株式会社 油圧制御装置
CN104763804B (zh) * 2015-04-22 2017-03-22 福建工程学院 一种集中驱动式纯电动车动力***
FR3044609A1 (fr) * 2015-12-04 2017-06-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Groupe motopropulseur d’un vehicule
CN109477557B (zh) * 2016-07-26 2022-02-11 福伊特专利有限公司 具有叠加式传动装置的驱动设备
DE102016215562A1 (de) * 2016-08-19 2018-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Hybridantriebsstrang
DE102017104467A1 (de) * 2017-03-03 2018-09-06 Voith Patent Gmbh Überlagerungsgetriebe für einen Antrieb
US10744865B2 (en) * 2018-10-09 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Hybrid transaxle
EP3750733B1 (en) * 2019-06-13 2023-07-26 Dana Italia S.r.L. Dual motor electric driveline

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010178403A (ja) 2009-01-27 2010-08-12 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車用駆動システム
JP2012029369A (ja) 2010-07-20 2012-02-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両用駆動装置および回転電機を備える車両
US20120221197A1 (en) 2011-02-28 2012-08-30 Aisin Aw Co., Ltd. Electric vehicle drive system
US20120247269A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Aisin Aw Co., Ltd. Drive device for electric vehicle
DE102012010171B4 (de) 2012-05-16 2013-11-28 Technische Universität Chemnitz Antriebssystem für Kraftfahrzeuge

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