电力单元和机动车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种用于驱动机动车辆的至少两个车轮(11)的电动驱动单元(10)，该机动车辆包括仅能够电动驱动的车轮轴(12)，其中，车轮轴(12)连接至用于传送驱动扭矩的至少一个电动牵引马达(13)和用于传送制动扭矩的中央制动器(14)，其中，在牵引马达(13)与车轮轴(12)之间布置有传动装置(16)，该传动装置具有至少两个传动级(17、20a、20b)和至少一个传动中间轴(18、20)，其中，中央制动器(14)一体结合在传动装置(16)的传动中间轴(18、30)中。

Power units and motor vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力单元和机动车辆
本专利技术涉及具有权利要求1的前序部分的特征的电动驱动单元以及机动车辆。例如从DE102005018907A1已知这种驱动单元。
技术介绍
电气化驱动装置的使用给制动技术带来了新的挑战。这些挑战特别包括：-(与内燃机相比)克服了电动牵引马达的高惯性矩。当车辆减速时必须吸收该扭矩，由于这个原因，需要比内燃机传动系更大的制动系统。一种替代性方法是借助于单独的联接件将电动牵引马达与传动系断开联接，其中，电动牵引马达还储存了能量。由于牵引马达用作飞轮，因此这可能是有利的。-再生制动器的可能性有限：由于电动牵引马达的发电机模式，可以提供制动扭矩；但是只有在将对应的消耗装置设置成这样做的情况下情况才如此。消耗装置可以是未完全充电的电池。然而，再生制动器不仅限于满电池，而且由于电池的非线性度难以控制也限于几乎完全充电的电池(>80％)，由于这个原因，再生制动器不适于(可靠的)冗余的制动系统(例如：高山上坡/下坡)。替代性方案是电阻制动，在电阻制动中，将单独的电阻器切换至电动牵引马达，并将由电动牵引马达产生的能量转化为热；-由于电动马达快速旋转(20,000rpm或更高)，直接马达制动(制动装置坐置在电动牵引马达的轴上)的使用受到限制，这对制动配合件(制动衬片和制动盘)提出了高的要求，并且这对于工业大量生产或具体细分市场而言成本过高。-尽管齿轮输出部上的中央制动器具有较低的速度，但是中央制动器具有施加在中央制动器的扭矩对应地较高的缺点，由于这个原因，制动致动器所需的力必须较高。特别是对于机电制动器和电动液压制动器的使用而言，这是不利的，因为机电制动器和电动液压制动器与液压制动器相比相对较大。DE102005018907A1描述了一种用于电动驱动轴的差速齿轮，该差速齿轮具有中央制动器，该中央制动器相对于差速齿轮壳体对差速齿轮的差速器壳和车轴轮进行制动。为此，中央制动器被构造为湿运行式多盘制动器。已知的驱动轴以复杂且高成本的方式构造。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于驱动机动车辆的至少两个车轮的电动驱动单元，该电动驱动单元以简单的方式构造并且尽管如此仍最大程度地遵从对电动驱动单元的中央制动器提出的特定要求。本专利技术的目的还在于提供一种机动车辆。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的电动驱动单元来实现。对于机动车辆，该目的通过权利要求21的主题来实现。具体地，该目的通过用于驱动机动车辆的至少两个车轮的电动驱动单元来实现，该机动车辆具有仅能够电动驱动的车轮轴。车轮轴连接至至少一个电动牵引马达以便传递驱动扭矩，并且车轮轴连接至中央制动器以便传递制动扭矩。驱动单元具有传动齿轮，该传动齿轮具有至少两个齿轮级和中间齿轮轴，该传动齿轮布置在牵引马达与车轮轴之间。在这种情况下，中央制动器一体结合在传动齿轮的中间齿轮轴中。在这种情况下，齿轮级可以例如由正齿轮对形成。在这种情况下，中央制动器构造为行车制动器。术语行车制动器意在被理解为下述制动器：该制动器被构造成与驻车制动器或持定制动器(锁定制动器)相反，以即使在高速下也可以制动车辆，并且此外还可以将大量能量例如转化为热。意在由行车制动器施加的制动力高于驻车制动器施加的制动力。制动力优选地高于40千牛顿。行车制动器构造为自释放的。在这种情况下，自释放意在是指仅在供给外部能量的情况下就可以保持制动力。与驻车制动器相反，行车制动器的定位装置还构造成尤其在毫秒的范围内快速地进行定位操作。驻车制动器大致构造成阻挡已经静止的车辆。驻车制动器在没有外部能量供给的情况下保持制动力。也就是说，驻车制动器构造为自锁的。驻车制动器在例如20千牛顿和500毫秒的致动力和致动速度方面具有低的要求。本专利技术具有下述优点：由于中央制动器在传动齿轮的中间齿轮轴中的一体结合，可以以最佳的方式调整施加至中央制动器的速度和扭矩。因此，可以以简单的方式构造中央制动器。不需要具有大致相同作用的复杂制动系统。本专利技术涉及车轮轴，车轮轴可以仅被以电动的方式驱动，或者本专利技术涉及相当的车轮轴，在该车轮轴中，仅通过电动牵引马达(电气化驱动装置)施加驱动扭矩。在有利的实施方式中，车轮轴具有差速齿轮。以特别优选的方式，驱动单元具有传动齿轮，该传动齿轮具有带有中间齿轮轴的至少两个齿轮级，该传动齿轮布置在牵引马达与差速齿轮之间。通过使用差速齿轮，即使在转弯时车轮必须具有不同的旋转速度的情况下，也可以使用单个马达来驱动车轴的两个车轮。在另一有利的实施方式中，驱动单元具有两个独立的车轮轴(半轴)。驱动单元构造为双驱动。术语“双驱动”意在是指至少两个车轮/车轮轴由一个牵引马达来驱动。牵引马达不直接相互连接。车轮轴不直接相互连接。特别地，由此可以免去机械差速齿轮。与单独用于每个车轮的轮毂驱动装置相反，根据本专利技术的驱动单元设置成驱动至少两个车轮。驱动单元未构造在轮毂内部。驱动单元设置有与轮毂间隔开的牵引马达。驱动单元未作为振荡质量联接至车轮轴。驱动单元刚性地连接至车架。本专利技术特别适于具有高结构空间限制的电动车辆，特别是适于电动乘用车辆。本专利技术还包括使用中央制动器的其他车辆。中央制动器意在被理解为制动器单元，该制动器单元不直接接合在车轮上或不靠近车轮，而是构造在传动系上或传动系中。优选实施方式在从属权利要求中提出。传动齿轮的齿轮级可以具有输出轴，该输出轴布置成与车轮轴间隔开，特别是布置成与车轮轴以平行的方式间隔开，并且该输出轴连接至中央制动器。与靠近车轮的制动系统或者直接一体结合在车轮轴中的制动系统相反，输出轴与车轮轴的间隔导致用于中央制动器的结构空间的增加。在另一优选实施方式中，传动齿轮具有多个齿轮级和至少一个中间轴，其中，该中间轴连接至中央制动器。由于齿轮级的构型和数目，可以以最佳的方式调整所施加的扭矩和中央制动器。中央制动器的相对较小的闭合压力足以提供对车辆进行制动以及比如说马达的旋转质量、齿轮机构的旋转质量以及车轮的旋转质量所需的制动作用。此外，可以将电动制动器、例如机电制动器用作中央制动器。齿轮轴有利地与牵引马达的轴轴向地平行。齿轮轴有利地与车轮驱动轴轴向地平行。当传动齿轮构造成无需切换时产生了特别成本有效且简单的结构。当中央制动器构造为干运行式摩擦制动器时也可以产生特别成本有效且简单的结构。中央制动器可以形成唯一的车辆制动器。也就是说，可以免去单独车轮制动器。替代性地，除了中央制动器之外，车轮轴还可以具有单独车轮制动器。因此，本专利技术满足了可以与电动驱动器一起实现不同的制动系统概念的情况。中央制动器还可以用作驻车制动器或持定制动器。由此可以免去单独的驻车制动器或持定制动器。与例如借助于锁定制动件来实现传动系的形状配合锁定阻挡的驻车制动器相比，构造为摩擦制动器并且也被用作驻车制动器或持定制动器的中央制动器没有游隙。在这种情况下，游隙意在尤其是指形状配合锁定式锁定元件在第一止挡件与第二止挡件之间具有的运动范围。车辆的有限侧倾、如特别是在斜坡上发生在具有形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于驱动机动车辆的至少两个车轮(11)的电动驱动单元(10)，所述机动车辆具有仅能够电动驱动的车轮轴(12)，其中，所述车轮轴(12)连接至至少一个电动牵引马达(13)以便传递驱动扭矩，并且所述车轮轴(12)连接至中央制动器(14)以便传递制动扭矩，/n其特征在于，/n在所述牵引马达(13)与所述车轮轴(12)之间布置有传动齿轮(16)，所述传动齿轮(16)具有至少两个齿轮级(17、20a、20b)和至少一个中间齿轮轴(18、20)，其中，所述中央制动器(14)一体结合在所述传动齿轮(16)的中间齿轮轴(18、30)中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 DE 102017124592.81.一种用于驱动机动车辆的至少两个车轮(11)的电动驱动单元(10)，所述机动车辆具有仅能够电动驱动的车轮轴(12)，其中，所述车轮轴(12)连接至至少一个电动牵引马达(13)以便传递驱动扭矩，并且所述车轮轴(12)连接至中央制动器(14)以便传递制动扭矩，
其特征在于，
在所述牵引马达(13)与所述车轮轴(12)之间布置有传动齿轮(16)，所述传动齿轮(16)具有至少两个齿轮级(17、20a、20b)和至少一个中间齿轮轴(18、20)，其中，所述中央制动器(14)一体结合在所述传动齿轮(16)的中间齿轮轴(18、30)中。


2.根据权利要求1所述的驱动单元，
其特征在于，
所述牵引马达中的轴的旋转轴线和所述传动齿轮中的轴的旋转轴线相对于所述车轮驱动轴以轴向地平行的方式构造。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的驱动单元，
其特征在于，
所述传动齿轮(16)的所述齿轮级(17、20a、20b)具有输出轴(18)，所述输出轴(18)布置成与所述车轮轴(12)间隔开、特别是与所述车轮轴(12)以轴向平行的方式间隔开，并且所述输出轴(18)连接至所述中央制动器(14)。


4.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，
其特征在于，
所述传动齿轮(16)具有多个中间轴(18、30)，所述多个中间轴(18、30)中的一个中间轴(18、30)连接至所述中央制动器(14)。


5.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，
其特征在于，
所述传动齿轮(16)构造成无需切换。


6.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，
其特征在于，
所述中央制动器(14)构造为干运行式摩擦制动器。


7.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，
其特征在于，
所述中央制动器(14)形成唯一的车辆制动器，或者除了所述中央制动器(14)之外，所述车轮轴(12)还具有单独车轮制动器(21)。


8.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，
其特征在于，所述中央制动器构造为行...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙德尔·鲍尔瑙，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE