一种用于驱动车辆的至少一个车轮的动力总成系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于驱动车辆的至少一个车轮的动力总成系统(12)，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于驱动车辆的至少一个车轮的动力总成系统


[0001]本专利技术涉及一种用于驱动车辆的至少一个车轮的动力总成系统，以及包括这种动力总成系统的动力总成模块。本专利技术还涉及一种用于包括至少一个这种动力总成系统的车辆的从动轮系统，以及一种包括至少一个这种从动轮系统的车辆。本专利技术进一步涉及一种对具有这种动力总成模块的车辆电池组进行充电的方法。

技术介绍

[0002]运输行业正在转向电动车辆，以应对变得越来越苛刻的排放法规要求。电动车辆需要很大的电池空间，这意味着其它车辆部件需要相当紧凑。实际上，车辆的横向宽度，尤其是卡车的横向宽度，被限制在由法规要求给出的最大值。这特别适用于动力总成系统，尤其是在包括提供差速效应的设备的从动轮系统上，以便允许外驱动轮在转弯期间比内驱动轮旋转得更快。
[0003]在某些车辆构造中，这种空间约束甚至更为重要：
[0004]-对于具有独立车轮悬架构造的车辆，因为它们需要在车辆的横向方向上增加长度，以获得用于使驱动轴以可接受的角度工作的足够的空间，特别是在车辆设计成没有车轮减小的情况下；
[0005]-对于不包括机械差速器但实施扭矩矢量方案的车辆。这产生了包装问题，这是因为左轮和右轮需要独立驱动，从而重复从马达到(一个或多个)车轮的传动。
[0006]电动传动系的另一个问题是在功率、用途和应用方面的显著差异。因此，要求动力总成系统满足各种需要，而不损害紧凑性和效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种改进的动力总成系统，其能够解决现有技术的上文提及的问题中的至少一个问题。
[0008]特别地，本专利技术的一个目的是提供一种在车辆横向方向上更紧凑的动力总成系统，同时优选提供有利的功能。
[0009]为此，根据第一方面，本专利技术涉及一种用于驱动车辆的至少一个车轮的动力总成系统，包括：
[0010]-马达，其具有输出轴；
[0011]-传动系统，其位于马达与连接到所述车轮的驱动轴之间，该传动系统包括两个行星齿轮系，每个行星齿轮系包括以下部件：齿圈、太阳轮、行星齿轮架和行星齿轮，其中：
[0012]-第一行星齿轮系具有第一轴线、形成连接到马达输出轴的第一输入部件的部件、以及形成第一输出部件的部件；
[0013]-第二行星齿轮系具有平行于第一轴线的第二轴线、形成与第一输出部件啮合的第二输入部件的部件、以及形成构造成连接到驱动轴的第二输出部件的部件。
[0014]规定“马达”是指“电动马达”。
[0015]因此，动力总成系统包括两个行星齿轮系，所述两个行星齿轮系在结构上平行布置，在功能上串联布置。这种动力总成系统是非常有利的，因为它提供了高传动比以及在车辆的横向方向上的显著紧凑性，因此为其它部件，尤其是电池，留下了空间。
[0016]本专利技术的另一个优点是，由于动力总成系统的紧凑性，它能够在具有独立车轮悬架布置的车辆上实施，其中具有双安装轮胎并且没有车轮减小。这一点尤为重要，因为独立车轮悬架是开发优化电气化传动系的关键方案。当实施扭矩矢量方案时，本专利技术的动力总成系统也能够是有利的，这是因为它释放了一些空间来接纳这种方案的必要部件。
[0017]根据一种实施方式，齿圈、以可滑动的方式安装在该齿圈的外部上的中间件或者所述行星齿轮系之一的太阳轮能够至少在以下位置之间优选地平行于第一轴线和第二轴线移动，：
[0018]-第一位置，在该位置，马达能够根据第一传动比将扭矩传递到驱动轴；
[0019]-以及第二位置，在该位置，马达能够根据第二传动比将扭矩传递到驱动轴。
[0020]这种传动比改变使得用同一个动力总成系统更好地满足不同客户的需要成为可能，并且能够进一步提高效率。
[0021]更具体地说，需要慢传动比来确保起动性能(即，起动时的扭矩需求)。具有固定的传动比将意味着在巡航状态下，马达以高速/低扭矩状态运行，这对于电动马达来说是低效率状态。通过提供至少一个第二传动比，本专利技术确保在许多条件(包括起动和巡航)下提高效率。由于行星齿轮系的使用，设置第二传动比(涉及对应的换挡设备)不会显著削弱动力总成系统的紧凑性。
[0022]可以设想，齿圈、以可滑动的方式安装在齿圈的外部上的中间件或者所述行星齿轮系之一的太阳轮能够在以下位置之间优选平行于第一轴线和第二轴线移动：
[0023]-至少一个位置，在该位置，马达能够将扭矩传递到驱动轴；和
[0024]-空挡位置，在该位置，没有扭矩能够从马达传递到驱动轴。
[0025]在这种空挡位置，马达能够将扭矩传递到第二行星齿轮系的一个部件，但不能传递到驱动轴。该布置对于包括两个马达的动力总成系统是有用的，每个马达具有连接到专用行星齿轮系的输出轴，所述两个行星齿轮系各自与连接到驱动轴的另一个公共行星齿轮系啮合。这在电池充电阶段期间具有特殊的意义，这将在后面更详细解释。在不运行马达的情况下，该布置对于拖损坏的车辆，特别是卡车也是有用的。
[0026]能够在至少第一位置与第二位置之间和/或在至少一个位置与空挡位置之间移动的零件能够是第二行星齿轮系的齿圈，或者以可滑动的方式安装在所述齿圈的外部上的中间件。这种实施方式在紧凑性和输出转速方面是有利的。此外，在动力总成系统包括两个马达，每个马达设有专用的行星齿轮系，并且共用第二行星齿轮系的情况下也是需要的。
[0027]至于以可滑动的方式安装在所述齿圈的外部上的中间件，它能够设有接合齿圈的外齿的花键，用于允许相对轴向移动但防止相对旋转移动。
[0028]在一个实施例中，所述行星齿轮系之一的齿圈能够形成第一输出部件或者分别形成第二输入部件。此外，所述齿圈能够具有用于与同一行星齿轮系的行星齿轮啮合的内齿和用于与第二输入部件或分别与第一输出部件啮合的外齿。这使得在车辆横向方向上具有更紧凑的动力总成系统成为可能。内齿和外齿可以优选位于与第一轴线和第二轴线正交的同一个平面内。
[0029]第一行星齿轮系的齿圈能够形成第一输出部件。此外，所述齿圈能够具有用于与第一行星齿轮系的行星齿轮啮合的内齿和用于与第二输入部件啮合的外齿。这种实施方式提供了特别令人满意的传动比。
[0030]根据一个实施例，第一输入部件是太阳轮，第一输出部件是齿圈。第一行星齿轮系的行星齿轮架可以被紧固到容纳传动系统的壳体。优选地，第一行星齿轮系可以是“类型I”，即其中太阳轮作为内部部件，齿圈作为外部部件，其中行星齿轮布置在它们之间。
[0031]根据一个实施例，第二输入部件是太阳轮，第二输出部件是行星齿轮架，行星齿轮被可旋转地安装在行星齿轮架上，并且被布置在太阳轮与齿圈之间。优选地，第二行星齿轮系可以是“类型I”，即太阳轮作为内部部件，齿圈作为外部部件，其中行星齿轮被布置在它们之间。
[0032]在一个实施例中，在第一行星齿轮系中，太阳轮能够被构造为内部部件，齿圈能够被构造为外部部件，其中行星齿轮被布置在太阳轮和齿圈之间并且被可旋转地安装在行星齿轮架上，该行星齿轮架被紧固到马达的壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于驱动车辆(1)的至少一个车轮(3)的动力总成系统(12)，包括：-马达(5)，所述马达(5)具有输出轴(6)；-传动系统(13)，所述传动系统(13)处于所述马达(5)与连接到所述车轮(3)的驱动轴(4)之间，所述传动系统(13)包括两个行星齿轮系(100、200)，每个行星齿轮系包括以下部件：齿圈、太阳轮、行星齿轮架和行星齿轮，其中：-第一行星齿轮系(100)具有第一轴线(A100)、形成连接到所述马达的输出轴(6)的第一输入部件(101)的部件、以及形成第一输出部件(102)的部件；-第二行星齿轮系(200)具有平行于所述第一轴线(A100)的第二轴线(A200)，形成与所述第一输出部件(102)啮合的第二输入部件(201、205)的部件、以及形成被构造成连接到所述驱动轴(4)的第二输出部件(203)的部件。2.根据权利要求1所述的动力总成系统，其特征在于，所述齿圈(202)、以可滑动的方式安装在所述齿圈(202)的外部上的中间件、或者所述行星齿轮系(200)中的一个行星齿轮系的所述太阳轮能够在至少以下位置之间优选地平行于所述第一轴线(A100)和所述第二轴线(A200)移动：-第一位置，在所述第一位置中，所述马达(5)能够根据第一传动比将扭矩传递到所述驱动轴(4)；以及-第二位置，在所述第二位置中，所述马达(5)能够根据第二传动比将扭矩传递到所述驱动轴(4)。3.根据权利要求1或2所述的动力总成系统，其特征在于，所述齿圈(202)、以可滑动的方式安装在所述齿圈(202)的外部上的中间件、或者所述行星齿轮系(200)中的一个行星齿轮系的所述太阳轮能够在以下位置之间优选地平行于所述第一轴线(A100)和第二轴线(A200)移动：-至少一个位置，在所述至少一个位置中，所述马达(5)能够将扭矩传递到所述驱动轴(4)；以及-空挡位置，在所述空挡位置中，没有扭矩能够从所述马达(5)传递到所述驱动轴(4)。4.根据权利要求2或3所述的动力总成系统，其特征在于，能够在至少第一位置与第二位置之间和/或在至少一个位置与空挡位置之间移动的零件是所述第二行星齿轮系(200)的所述齿圈(202)或以可滑动的方式安装在所述齿圈(202)的外部上的中间件。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的动力总成系统，其特征在于，所述行星齿轮系(100)中的一个行星齿轮系的所述齿圈(102)分别形成所述第一输出部件或所述第二输入部件，并且所述齿圈(102)具有用于与同一行星齿轮系(100)的所述行星齿轮(104)啮合的内齿(106)和用于分别与所述第二输入部件(201、205)或所述第一输出部件啮合的外齿(105)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的动力总成系统，其特征在于，所述第一行星齿轮系(100)的所述齿圈(102)形成所述第一输出部件，并且所述齿圈(102)具有用于与所述第一行星齿轮系(100)的所述行星齿轮(104)啮合的内齿(106)和用于与所述第二输入部件(201、205)啮合的外齿(105)。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的动力总成系统，其特征在于，所述第一输入部件是所述太阳轮(101)，并且所述第一输出部件是所述齿圈(102)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的动力总成系统，其特征在于，所述第二输入部件是所述太阳轮(201)，所述第二输出部件是所述行星齿轮架(203)，行星齿轮(204)被可旋转地安装在所述行星齿轮架(203)上，并且被布置在所述太阳轮(201)与所述齿圈(202)之间。9.根据权利要求5或6以及7和8所述的动力总成系统，其特征在于，在所述第一行星齿轮系(100)中，所述太阳轮(101)被构造为内部部件，所述齿圈(102)被构造为外部部件，其中所述行星齿轮(104)被布置在所述太阳轮(101)和所述齿圈(102)之间并被可旋转地安装在所述行星齿轮架(103)上，所述行星齿轮架(103)被紧固到所述马达(5)的壳体，并且其中所述第一行星齿轮系(100)的所述齿圈(102)具有用于与所述第一行星齿轮系(100)的所述行星齿轮(104)啮合的内齿(106)和用于与所述第二行星齿轮系(200)的所述太阳轮(201)啮合或与固连到所述太阳轮(201)的轮毂(205)啮合的外齿(105)，所述内齿(106)和所述外齿(105)优选位于与所述第一轴线(A100)和所述第二轴线(A200)正交的同一个平面(P)中。10.一种动力总成模块(10)，包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的动力总成系统(12)，以及容纳所述至少一个传动系统(13)的壳体(11)。11.根据权利要求10所述的动力总成模块，具有根据权利要求2和8所述的动力总成系统(12)，其特征在于，所述第二行星齿轮系(200)的所述齿圈(202)或以可滑动的方式安装在所述齿圈(202)的外部上的中间件能够在以下位置之间相对于所述壳体(11)平行于所述第一轴线(A100)和所述第二轴线(A200)移动：-所述第一位置，在所述第一位置中，所述齿圈(202)被可旋转地紧固到所述第二行星齿轮系(200)的所述太阳轮(201)或被可旋转地紧固到轮毂(205)，所述轮毂(205)被固连到所述太阳轮(201)；以及-所述第二位置，在所述第二位置中，所述齿圈(202)被可旋转地紧固到所述壳体(11)。12.根据权利要求10或权利要求11所述的动力总成模块，具有根据权利要求3和8所述的动力总成系统(12)，其特征在于，所述第二行星齿轮系(200)的所述齿圈(202)或以可滑动的方式安装在所述齿圈(202)的外部上的中间件能够在以下位置之间相对于所述壳体(11)平行于所述第一轴线(A100)和所述第二轴线(A200)移动：-第一位置和第二位置中至少一个位置：在所述第一位置中，所述齿圈(202)被可旋转地紧固到所述第二行星齿轮系(200)的所述太阳轮(201)或被可旋转地紧固到轮毂(205)，所述轮毂(205)被固连到所述太阳轮(201)，在所述第二位置中，所述齿圈(202)被可旋转地紧固到所述壳体(11)；以及-空挡位置，在所述空挡位置中，所述齿圈(202)与第二行星齿轮系(200)的所述太阳轮(201)和所述壳体(11)二者在旋转上分离。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的动力总成模块，其特征在于，所述壳体(11)包括用于附加行星齿轮系(300)的至少一个接纳区域(14)，所述附加行星齿轮系(300)被构造成连接到附加马达(5
’
)的所述输出轴(6
’
)，所述附加行星齿轮系(300)具有平行于所述第一轴线(A100)和所述第二轴线(A200)的轴线(A300)，并且与所述第二行星齿轮系(200)啮合。14.根据权利要求13所述的动力总成模块，其特征在于，所述动力总成模块进一步包括至少一个附加马达(5
’
)和连接到或能够连接到所述附加马达(5
’
)的至少一个附加行星齿
轮系(300)，所述附加行星齿轮系(300)被安装或被构造成安装在所述壳体(11)的所述接纳区域(14)或所述壳体(11)的所述接纳区...

【专利技术属性】
技术研发人员：让，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：