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CN114194025A - 用于车辆的电驱动装置及动力传动系 - Google Patents

用于车辆的电驱动装置及动力传动系 Download PDF

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CN114194025A
CN114194025A CN202110987843.5A CN202110987843A CN114194025A CN 114194025 A CN114194025 A CN 114194025A CN 202110987843 A CN202110987843 A CN 202110987843A CN 114194025 A CN114194025 A CN 114194025A
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transmission
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M·韦克斯
F·库特尔
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的电驱动装置，其包括电动机器和变速器，变速器包括：第一输入轴(10)、第二输入轴(11)、输出轴(12)、用于将变速器与电驱动装置的电动机器连接的两个换挡元件(3，4)、被设计为多级行星齿轮组的行星齿轮组(5)，其中行星齿轮组的第一太阳齿轮(5.1)与第一输入轴(10)防旋转地相连接，行星齿轮组的第二太阳齿轮(5.2)与第二输入轴(11)防旋转地相连接，行星齿轮组的环齿轮(5.5)被固定在变速器的防旋转的构件上，行星齿轮组的行星架(5.6)与输出轴(12)防旋转地相连接，第一换挡元件被设计成用于将第一输入轴与电驱动装置的电动机器连接，第二换挡元件被设计成用于将第二输入轴与电驱动装置的电动机器连接。

Description

用于车辆的电驱动装置及动力传动系
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电驱动装置和动力传动系。
背景技术
在CN 108240432 A中示出一种具有(被实施为多级行星齿轮组的)行星齿轮组的车辆驱动装置，其中驱动马达可以藉由两个离合器选择性地与第一太阳齿轮或第二太阳齿轮连接。从动装置藉由这两个行星齿轮组的共用的行星架来实现。环齿轮与变速器壳体固定相连。该文件示出2挡位变体和3挡位变体，其中马达可以藉由第三离合器与行星支架连接。
DE 10 2015 225 171 A1示出一种用于车辆的具有双离合器的变速器组件，该双离合器可以选择性地将马达轴与第一太阳齿轮或第二太阳齿轮连接。相应的行星齿轮作为双行星齿轮相互连接。从动装置藉由行星支架来实现，该行星支架与另一个行星组的太阳齿轮相连接。从动装置再次藉由行星支架来实现并且形成差速器的输入端。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种替代性的电驱动装置。该目的通过本发明的特征实现。优选的实施方式自优选方案中得出。
根据本发明提供一种电驱动装置。电驱动装置包括电动机器以及变速器。所述变速器包括第一输入轴、第二输入轴、输出轴、以及用于将所述变速器与所述电动机器连接的至少两个换挡元件。所述变速器还包括行星齿轮组。
所述行星齿轮组被设计为多级行星齿轮组，所述多级行星齿轮组的支承在行星齿轮架上的行星齿轮具有两个不同的、大的有效直径。所述行星齿轮组的第一太阳齿轮与所述行星齿轮的较大的有效直径处于齿接合。所述行星齿轮组的第二太阳齿轮与所述行星齿轮的较小的有效直径处于齿接合。所述行星齿轮组的环齿轮与较大的有效直径处于齿接合。所述行星齿轮组的第一太阳齿轮与所述第一输入轴防旋转地相连接。所述行星齿轮组的第二太阳齿轮与所述第二输入轴防旋转地相连接。所述行星齿轮组的环齿轮被固定在所述电驱动装置的防旋转的构件上。所述行星齿轮组的行星齿轮架与输出轴防旋转地相连接。第一换挡元件被设计成用于将所述第一输入轴与所述电驱动装置的电动机器连接。第二换挡元件被设计成用于将所述第二输入轴与所述电驱动装置的电动机器连接。
根据本发明，电驱动装置或变速器的可转动的部件的相应的、防旋转的连接优选地藉由一个或多个位于其间的轴实现，这些轴在此在部件的位置在空间上紧密的情况下也可以作为较短的中间件而存在。具体地，永久地、防旋转地相互连接的部件在此可以分别作为防旋转地相互连接的单个部件存在，或者也可以一件式地存在。在所提到的第二种情况下，于是相应的部件和必要时存在的轴由同一构件构成，其中这尤其在相应的部件在变速器中在空间上紧密地彼此紧靠的情况下实现。
在电驱动装置或变速器的通过致动相应的换挡元件才防旋转地相互连接的部件中，同样优选地藉由一个或多个位于其间的轴来实现连接。固定尤其通过与电驱动装置的防旋转的结构元件的防旋转的连接来实现，该结构元件优选地是永久静止的部件，优选地是变速器的壳体、这种壳体的一部分或与其防旋转地相连接的结构元件。在本发明的意义上，电动机器的转子与变速器的第一输入轴或第二输入轴连接应理解为如下连接：在电动机器的转子与对应的输入轴之间存在相等的转速关系。
单独的换挡元件可以各自既作为力配合的换挡元件存在，也作为形状配合的换挡元件存在。力配合或摩擦配合的换挡元件例如是片式换挡元件、尤其是呈片式离合器的形式。形状配合的换挡元件例如是呈爪式离合器和锥形离合器的形式的爪式换挡元件和锥形换挡元件。所述第一换挡元件尤其可以在轴向上布置在所述第二换挡元件与所述第一太阳齿轮之间。
电驱动装置使得可以实现与输入轴轴线平行或者然而还共轴的从动装置。因此，电驱动装置可以尤其被用于车辆的前置横向动力传动系。
所述第一输入轴可以与所述第二输入轴共轴地布置。如果(在输入轴的共轴布置下)第一输入轴被设计为空心状的，则对于轴向紧凑地构造的变速器或电驱动装置而言优选的是，第二输入轴布置在被设计为空心状的第一输入轴内。所述输出轴可以与所述第一输入轴和所述第二输入轴共轴地布置。
电驱动装置使得可以实现两个挡位的切换。因此，尤其可以通过闭合所述第一换挡元件产生第一挡位，并且通过闭合所述第二换挡元件产生第二挡位。相应地，在第一挡位，第一换挡元件是闭合的，而相反地第二换挡元件是断开的。在第二挡位时情况相反。
在第一挡位，优选地产生i>1的传动比，特别优选地，传动比在第一挡位为i＝4。在第二挡位，优选地产生i>1的传动比，特别优选地，传动比在第二挡位为i＝2。因此，优选地在这两个挡位之间实现大体上2.0的增量。这种优选的连接的效率是非常高的。在第1挡位可以实现98.5％的效率。在第二挡位可以实现99％的效率。
如果第二换挡元件例如被实施为片式离合器，则可以实现从第一挡位到第二挡位的牵引动力换挡。还可以实现从第二挡位到第一挡位的牵引动力换挡。
第一换挡元件优选地被实施为爪式换挡元件，以便能够实现成本最佳且效率最佳的变速器。多级行星齿轮组在这种变速器中是特别有利的，因为可以完全省去环齿轮。
通过同时闭合第一换挡元件和第二换挡元件，将行星齿轮组以及因此从动装置相对壳体或相对于壳体连锁。这形成驻车锁止装置的功能，因此可以省去作为单独的构件/组件的驻车锁止装置。如果行星齿轮组是连锁的，则传动比始终是一，而与齿数无关。换种表达方式：该行星齿轮组作为一个整体运行。
在本发明的另一个实施方式中优选的是，设置有用于将所述输出轴与所述电驱动装置的电动机器连接的第三换挡元件。第三换挡元件使得可以在闭合状态下实现第三挡位。在这个第三挡位，第一换挡元件和第二换挡元件是断开的。
通过从动装置与驱动装置的联接实现具有传动比i＝1的直接挡位。因此，还在此得到优选的大体上2.0的增量。这种优选的连接的效率是非常高的。在第1挡位可以实现98.5％的效率。在第二挡位可以实现99％的效率。在第三挡位可以实现100％的效率。
在本发明的改型中优选的是：所述环齿轮不是永久地被固定在所述壳体上，而是能够借助于第四换挡元件被固定在所述防旋转的构件上。
在这种改型中优选的是：通过闭合所述第一换挡元件和所述第四换挡元件得到第一挡位；并且/或者通过闭合所述第二换挡元件和所述第四换挡元件得到第二挡位；并且/或者通过闭合所述第一换挡元件和所述第二换挡元件得到第三挡位。在这个实施方式中，省去第三换挡元件以产生直接挡位。现在通过在第四换挡元件断开的同时使第一换挡元件和第二换挡元件闭合来获得直接挡位。在这三个挡位，各自闭合这三个换挡元件中的两个换挡元件，这与上述3挡位变体相比促使拖曳损耗明显更低。
在这两个前述的3挡位变体中，同样可以使用力配合的换挡元件以及形状配合的换挡元件。
优选的是，第一换挡元件、第二换挡元件和第四换挡元件各自被实施为力配合的换挡元件，因为由此可以完全实现对这三个挡位的动力换挡。
替代于此优选的是，第一换挡元件和第二换挡元件各自被实施为力配合的换挡元件，并且第四换挡元件被实施为形状配合的换挡元件。这促使在牵引和滑行时可以从第一挡位动力换挡到第二挡位的换挡并且返回来。在牵引时，从第二挡位到第三挡位的换挡是可以动力换挡的。然而在电牵引力较小的高速度范围内，这对于舒适度和性能而言是次要的。在直接挡位，与之前描述的实施方式的使第四动力换挡元件断开相比，通过使爪式换挡元件断开产生的拖曳损耗是可忽略的。
根据本发明的第二方面，提供一种用于车辆的动力传动系，该动力传动系包括之前描述的电驱动装置和差速器装置，该差速器装置与第一行星齿轮组的输出轴相连接。
优选的是如下动力传动系：所述差速器装置包括锥齿轮差速器和传动机构，其中所述传动机构由正齿轮级或行星齿轮组构成。这种动力传动系意味着轴线平行的从动装置，并且构造成在轴向上特别紧凑的。
优选的是如下动力传动系：所述差速器装置包括第二行星齿轮组和第三行星齿轮组。这种动力传动系同样构造成在轴向上紧凑的，其中这个动力传动系优选地具有共轴的从动装置。
优选的是如下动力传动系：所述差速器装置包括锥齿轮差速器和传动机构，其中所述传动机构由行星齿轮组构成并且所述锥齿轮差速器布置在所述电动机器的转子的径向内部。这个动力传动系也构造成在轴向上特别紧凑的。
附图说明
本发明的在下文阐述的有利实施方式在附图中展示。在附图中：
图1至图3各自示出车辆的动力传动系的示意性视图，在该车辆中使用根据本发明的变速器；
图4示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图5示出图4的变速器的换挡矩阵；
图6示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图7示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图8示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图9示出图6至图8的变速器的换挡矩阵；
图10示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图11示出优选实施方式中的变速器的示意性视图；
图12示出图10和图11的变速器的换挡矩阵；
图13示出优选实施方式中的动力传动系的示意性视图；
图14示出优选实施方式中的动力传动系的示意性视图；
图15示出优选实施方式中的动力传动系的示意性视图；
图16示出优选实施方式中的动力传动系的示意性视图；
图17示出优选实施方式中的动力传动系的示意性视图；并且
图18示出图13至图17的动力传动系的变速器的换挡矩阵。
具体实施方式
图1至图3各自示出车辆1000的动力传动系100的示意性视图。车辆是乘用机动车辆(PKW)。
根据图1的动力传动系100示出电驱动装置，该电驱动装置驱动车辆1000的前桥B。动力传动系包括变速器1，该变速器将电动机器2的驱动矩分配至两个从动轴9.11和9.12。动力传动系100还包括差速器装置，该差速器装置包括锥齿轮差速器9和呈正齿轮级形式的传动机构14。变速器1和电动机器2与桥A共轴地布置。桥A和桥B轴线平行地布置，因此存在轴线平行的从动装置。向前的行驶方向由箭头99展示。如还可以在图1中看出的，变速器1和电动机器2横向于车辆1000的行驶方向99定向。
根据图3的动力传动系100示出电驱动装置，该电驱动装置驱动车辆1000的前桥B。动力传动系包括变速器1，该变速器将电动机器2的驱动矩分配至两个从动轴9.11和9.12。动力传动系100还包括差速器装置，该差速器装置包括行星齿轮机构8和锥齿轮差速器9。变速器1和电动机器2与桥A共轴地布置，该桥与驱动桥B重合，因此存在共轴的从动装置。向前的行驶方向由箭头99展示。如还可以在图2中看出的，变速器1和电动机器2横向于车辆1000的行驶方向99定向。
根据图3的动力传动系100示出电驱动装置，该电驱动装置驱动车辆1000的前桥B。动力传动系包括变速器1，该变速器将电动机器2的驱动矩分配至两个从动轴13.11和8.12。动力传动系100还包括差速器装置，该差速器装置包括两个行星齿轮机构8、13。变速器1和电动机器2与桥A共轴地布置，该桥与驱动桥B重合，因此存在共轴的从动装置。向前的行驶方向由箭头99展示。如还可以在图3中看出的，变速器1和电动机器2横向于车辆1000的行驶方向99定向。
图4示出用于车辆1000的动力传动系100的本发明的第一实施方式中的电驱动装置。电驱动装置包括变速器1以及电动机器2。变速器1包括第一输入轴10、第二输入轴11、输出轴12、用于将变速器1与电驱动装置的电动机器2连接的两个换挡元件3、4。
变速器1还包括行星齿轮组5。行星齿轮组5被设计为多级行星齿轮组，该多级行星齿轮组的支承在行星齿轮架5.6上的行星齿轮5.3、5.4具有两个不同的、大的有效直径。行星齿轮组5的第一太阳齿轮5.1与行星齿轮的较大的有效直径5.3处于齿接合。行星齿轮组5的第二太阳齿轮5.2与行星齿轮的较小的有效直径5.4处于齿接合。行星齿轮组5的环齿轮5.5与较大的有效直径5.3处于齿接合。
行星齿轮组5的第一太阳齿轮5.1与第一输入轴10防旋转地相连接。行星齿轮组5的第二太阳齿轮5.2与第二输入轴11防旋转地相连接。行星齿轮组5的环齿轮5.5被固定在变速器1的防旋转的构件0上。行星齿轮组5的行星架5.6与输出轴12防旋转地相连接。第一换挡元件3被设计成用于将第一输入轴10与电驱动装置的电动机器连接。第二换挡元件4被设计成用于将第二输入轴11与电驱动装置的电动机器连接。
第一输入轴10被设计成空心状的并且与第二输入轴11共轴地布置。第二输入轴11布置在被设计为空心状的第一输入轴10内。输出轴12与第一输入轴和第二输入轴10、11共轴地布置。
第一换挡元件3在轴向上布置在第二换挡元件(4)与第一太阳齿轮5.1之间。第一换挡元件3是爪式离合器。如果致动第一换挡元件3，则第一输入轴10(以及因此与其相连接的较小的太阳齿轮5.1)与电动机器2(即转子2.1)相连接。第二换挡元件是片式离合器。如果致动第二换挡元件4，则第二输入轴11(以及因此与其相连接的较大的太阳齿轮5.2)与电动机器2(即转子2.1)相连接。防旋转的构件是变速器1的变速器壳体。
电动机器2以自身已知的方式方法具有转子2.1以及被固定在变速器壳体1上的定子2.2。通过闭合第一换挡元件3切换到第一电动挡位E1，并且通过闭合第二换挡元件4切换到第二电动挡位E2。由于第二换挡元件是摩擦配合的换挡元件，可以实现从第一挡位到第二挡位的牵引动力换挡以及反之。
如果闭合两个换挡元件3、4，则行星齿轮组5以及因此从动装置12相对壳体0连锁。这形成驻车锁止装置的功能，因此可以省去作为驱动装置中的单独的构件/组件的驻车锁止装置。
图5示出图4的变速器的换挡矩阵。在矩阵的行中提到两个前进挡位E1和E2。在换挡矩阵的栏中，由“X”展示换挡元件3和4中的哪个换挡元件在哪个挡位是闭合的。通过闭合第一换挡元件3形成第一挡位E1，并且通过闭合第二换挡元件4形成第二挡位E2。在第一挡位E1期间，第二换挡元件4是断开的。在第二挡位E2期间，第一换挡元件3是断开的。
在第一挡位和第二挡位E1、E2，传动比i各自大于1。在第一挡位E1，传动比为I＝4。在第二挡位E2，传动比为i＝2。因此，这两个挡位之间的增量为phi＝2.0。用eta表示效率。针对第一挡位E1，效率为98.5％。针对第二挡位E2，效率为99.0％。
图6示出用于车辆的动力传动系100的本发明的第二实施方式中的电驱动装置。与根据图4的实施方式的不同之处在于：设置有用于将输出轴12与电驱动装置的电动机器2连接的第三换挡元件6，其中第一换挡元件3在轴向上布置在第二换挡元件与第三换挡元件之间。相应地得出如下轴向顺序：电动机器2、第二换挡元件4、第一换挡元件3、第三换挡元件6、行星齿轮组5。如果致动第三换挡元件6，则行星架5.6(以及因此与其相连接的输出轴12)与电动机器2(即转子2.1)相连接。通过闭合第三换挡元件(6)得到第三挡位E3。这个第三挡位是具有传动比i＝1的直接挡位，因此在第二挡位E2与第三挡位E3之间存在大体上2.0的增量i。这三个换挡元件3、4、6被设计为呈片式离合器形式的摩擦配合的换挡元件。
图7示出图6的变速器的换挡矩阵。在矩阵的行中提到三个前进挡位E1、E2和E3。在换挡矩阵的栏中，由“X”展示换挡元件3、4和6中的哪个换挡元件在哪个挡位是闭合的。通过闭合第一换挡元件3形成第一挡位E1，通过闭合第二换挡元件4形成第二挡位E2，并且通过闭合第三换挡元件6形成第三挡位E3。
在第一挡位E1期间，第二换挡元件和第三换挡元件4、6是断开的。在第二挡位E2期间，第一换挡元件和第三换挡元件3、6是断开的。在第三挡位E3期间，第一换挡元件和第二换挡元件3、4是断开的。
在第一挡位和第二挡位E1、E2，传动比i各自大于1。在第三挡位E3，传动比i等于1。在第一挡位E1，传动比为I＝4。在第二挡位E2，传动比为i＝2。因此，这两个挡位之间的增量为phi＝2.0。用eta表示效率。针对第一挡位E1，效率为98.5％。针对第二挡位E2，效率为99.0％。针对第三挡位，效率为100％。
图8示出用于车辆的动力传动系100的本发明的第三实施方式的电驱动装置。这个实施方式与根据图6的实施方式的不同之处在于：第二换挡元件4被实施为片式离合器，而第一换挡元件和第三换挡元件3、6被实施为呈爪式换挡元件形式的形状配合的换挡元件。代替卡爪，还可以使用锥形离合器。换挡元件3和6优选地被实施为双换挡元件，该双换挡元件指配有致动元件，其中藉由致动元件可以从空挡位置出发一方面致动第一换挡元件，并且另一方面致动第三换挡元件。双换挡元件因此具有三个换挡位置。
根据这个实施方式，从E1到E2的挡位变换可以进行动力换挡作为升挡和降挡。从E2到E3的挡位变换不能进行动力换挡作为升挡或降挡，然而这在多种动力传动系配置中起到次要作用，因为这种挡位变换在超过140km/h时存在并且在绝对从动装置转矩较小时进行。
换挡元件3和6还可以形成为单独的爪式换挡元件。在此可以同时置入两个换挡元件3、6。由此，电动机器以及因此还有从动装置(输出轴12)通过连锁的齿轮组5相对壳体0制动或者锁定。因此可以形成驻车锁止功能。此外，这个实施方式与根据图6的实施方式相对应，因此在其余方面参考这些实施方式。
图9示出用于车辆的动力传动系100的本发明的第四实施方式的电驱动装置。这个变速器变体与根据图6的实施方式的不同之处在于：换挡元件6被实施为呈片式离合器形式的动力换挡元件，并且换挡元件3和4被实施为呈爪式换挡元件形式的形状配合的换挡元件。代替卡爪，还可以使用锥形离合器。换挡元件3和4优选地被实施为双换挡元件，该双换挡元件指配有致动元件，其中藉由致动元件可以从空挡位置出发一方面致动第一换挡元件3，并且另一方面致动第二换挡元件4。双换挡元件因此具有三个换挡位置。
根据这个实施方式，从第二挡位E2到第三挡位E3的挡位变换可以进行动力换挡作为升挡和降挡。第一挡位E1尤其可以形成为执行挡位，因此应省去从第一挡位E1到第二挡位E2的舒适的动力换挡。常见的行驶运行是藉由第二挡位和第三挡位E2、E3通过牵引动力换挡实现的(类似于根据图4的两挡位变体)。此外，这个实施方式与根据图6的实施方式相对应，因此在其余方面参考这些实施方式。
图10示出用于车辆的动力传动系100的本发明的第五实施方式的电驱动装置。这个变速器变体与根据图6的实施方式的不同之处在于：环齿轮5.5不是永久被固定的，而是可以借助于第四换挡元件7被固定在防旋转的构件0上。省去了第三换挡元件6。通过闭合第一换挡元件3和第四换挡元件7得到第一挡位E1。通过闭合第二换挡元件4和第四换挡元件7得到第二挡位E2。通过闭合第一换挡元件3和第二换挡元件4得到第三挡位E3。
与第三挡位相对应的直接挡位现在通过在换挡元件7断开的同时使换挡元件3和4闭合来实现。在第一挡位和第二挡位E1、E2，必须相应闭合换挡元件7。因此，在这三个挡位各自闭合这三个换挡元件中的两个换挡元件。这降低了拖曳损耗，因此这个实施方式比根据图6的3挡位变体更高效。根据这个实施方式，换挡元件3、4和7被实施为呈片式离合器形式的动力换挡元件。这使得可以实现在挡位E1至E3之间的完全的动力换挡能力。此外，这个实施方式与根据图6的实施方式相对应，因此在其余方面参考这些实施方式。
图11示出用于车辆的动力传动系100的本发明的第六实施方式的电驱动装置。这个变速器变体与根据图10的实施方式的不同之处在于：换挡元件7被实施为爪式离合器或锥形离合器。因此，在牵引和滑行时，从挡位E1到E2的换挡(以及反之)是可动力换挡的。然而，仅在牵引时，从挡位E2到E3的换挡(以及反之)是可动力换挡的。然而在电牵引力较小的高速度范围内，这对于舒适度和性能而言是次要的。在直接挡位E3，与根据图10的实施方式使动力换挡元件7断开相比，通过使爪式换挡元件7断开产生的拖曳损耗是可忽略的。此外，这个实施方式与根据图10的实施方式相对应，因此在其余方面参考这些实施方式。
图12示出图10和图11的变速器的换挡矩阵。在矩阵的行中提到三个前进挡位E1、E2和E3。在换挡矩阵的栏中，由“X”展示换挡元件3、4和7中的哪个换挡元件在哪个挡位是闭合的。通过闭合第一换挡元件3和第四换挡元件7形成第一挡位E1，通过闭合第二换挡元件4和第四换挡元件7形成第二挡位E2，并且通过闭合第一换挡元件3和第二换挡元件4形成第三挡位E3。在第一挡位E1期间，第二换挡元件4是断开的。在第二挡位E2期间，第一换挡元件3是断开的。在第三挡位E3期间，第四换挡元件7是断开的。
在第一挡位和第二挡位E1、E2，传动比i各自大于1。在第三挡位E3，传动比i等于1。在第一挡位E1，传动比为i＝4。在第二挡位E2，传动比为i＝2。因此，这两个挡位之间的增量为phi＝2.0。用eta表示效率。针对第一挡位E1，效率为98.5％。针对第二挡位E2，效率为99.0％。针对第三挡位，效率为100％。
下面的图13至图17示出如下动力传动系，该动力传动系包括变速器1、电动机器2以及差速器装置，该差速器装置与第一行星齿轮组5的输出轴12相连接。电驱动装置与差速器装置的连接借助图4的变速器来描述。应明显指出的是，图6至图11的变速器也可以与以下描述的差速器装置中的一个差速器装置连接，并且可以是动力传动系的一部分。
相应地，图13示出优选的第一动力传动系，该第一动力传动系包括根据图4的实施方式以及差速器装置，其中差速器装置包括锥齿轮差速器9和传动机构，其中该传动机构由行星齿轮组8构成。驱动桥A和从动桥B重合。因此存在共轴的从动装置。
锥齿轮差速器9具有两个在车轮侧的从动元件，这些从动元件被设计为第一从动齿轮9.1和第二从动齿轮9.2。从动齿轮9.1、9.2各自与被设计为正齿轮的补偿元件9.3啮合。补偿元件9.3围绕其自身的轴线可旋转地支承在差速器外壳9.4中。第一从动齿轮9.1与第一从动轴9.11防旋转地相连接，并且第二从动齿轮9.2与第二从动轴9.12防旋转地相连接。在外壳9.4与这两个从动齿轮9.1、9.2之间作用的补偿齿轮9.3可以将旋转运动从外壳9.4传递至这两个从动齿轮9.1、9.2，并且可以在这两个从动齿轮9.1、9.2之间提供补偿旋转运动。
行星齿轮组5和8在轴向上并排布置。锥齿轮差速器9布置在电动机器2的转子2.1的径向内部，因此变速器或动力传动系构造成在轴向上特别短。负行星齿轮组8包括被固定在变速器壳体0上的环齿轮8.3、行星齿轮架8.2以及太阳齿轮8.1。行星架8.2与外壳9.4防旋转地相连接。太阳齿轮8.1与输出轴12防旋转地相连接。轴10、11、12各自被实施为空心轴。行星架8.2被引导穿过空心轴10、11、12。行星架8.2同样被实施为空心状的。第一从动轴被引导穿过空心轴8.2。负行星齿轮组8可以产生较高的总传动比，尤其6<i<13.5。换挡元件还可以两个均被设计为爪式换挡元件。如果存在两个作为卡爪的换挡元件，则这些换挡元件优选地被组合成双换挡元件。
图14示出优选的第二动力传动系。这个实施方式与根据图13的实施方式的不同之处在于：不是差速器9，而是行星齿轮组5布置在转子2.1的径向内部。驱动桥A和从动桥B重合。因此存在共轴的从动装置。轴10、11、12各自被实施为空心轴。行星架8.2被引导穿过空心轴10、11、12。行星架8.2同样被实施为空心状的。第二从动轴9.12被引导穿过空心轴8.2。另一个不同点在于：两个换挡元件被实施为爪式换挡元件，并且还被实施为双换挡元件。这个实施方式构造成在轴向上同样较短。然而在此无法实现动力换挡。在其他方面参考根据图13的实施方式。
图15示出优选的第三动力传动系。这个实施方式与根据图14的实施方式的不同之处在于：差速器装置由第二行星齿轮组8和第三行星齿轮组13构成。驱动桥A和从动桥B重合。因此存在共轴的从动装置。
行星齿轮组8包括太阳齿轮8.1、行星架8.2以及环齿轮8.3。行星齿轮组13包括太阳齿轮13.1、行星架13.2以及环齿轮13.3。行星齿轮组8和13在径向上彼此上下布置，其中行星齿轮组8布置在径向内部。环齿轮8.3与太阳齿轮13.1防旋转地相连接。根据这个实施方式，环齿轮8.3和太阳齿轮13.1被设计成单件式的。行星架13.2是固定的。太阳齿轮8.1与输出轴12相连接。环齿轮13.1与第一从动轴13.11相连接。行星架8.2与第二从动轴8.12相连接。轴10、11、12各自被实施为空心轴。第二从动轴8.12被引导穿过空心轴8.2，并且在轴向端部处与行星架8.2相连接。
换种方式表述，在这个实施方式中，代替图14的锥齿轮差速器9和行星齿轮组8，使用所谓的经整合的差速器，该经整合的差速器包括行星齿轮组8和13。在此，藉由这个差速器齿轮组同时形成产生总传动比的功能和差速器功能。
换挡元件3和4各自被实施为单独的爪式换挡元件。可以同时置入两个换挡元件3、4，以使电动机器2以及因此还有输出轴12相对壳体制动或者锁定。因此可以形成驻车锁止功能。
代替两个单独换挡元件，换挡元件3、4还可以被实施为双换挡元件。还可设想的是，换挡元件3和4被实施为摩擦配合的换挡元件。此外可设想的是，换挡元件3被实施为形状配合的换挡元件、尤其爪式离合器或锥形离合器，并且换挡元件4被实施为摩擦配合的换挡元件、尤其片式离合器。
图16示出优选的第四动力传动系。这个实施方式与根据图13的实施方式的不同之处在于：差速器装置包括锥齿轮差速器9和传动机构，其中传动机构由单级的正齿轮级14构成。从动桥B与驱动桥A轴线平行地布置。因此存在轴线平行的从动装置。正齿轮级的单级的传动比促使将总传动比从驱动装置的桥A传递至从动装置的桥B。正齿轮级包括两个正齿轮14.1和14.2。正齿轮14.1与输出轴12防旋转地相连接，并且与正齿轮14.2处于齿接合。正齿轮14.2与外壳9.4防旋转地相连接，并且可以驱动该外壳。此外，作为变体，第一换挡元件和第二换挡元件3、4被实施为呈片式换挡元件形式的摩擦配合的换挡元件。根据这个实施方式，从挡位E1到挡位E2(以及反之)的牵引换挡和滑行换挡是可动力换挡的。驱动元件在轴向上布置在电动马达2旁边。这使得可以实现具有较小的外直径的电动马达2，并且因此使得可以实现驱动桥A与从动桥B之间的较小的桥间距。在其他方面参考图13的实施方式。根据图12至图15的动力传动系的变速器实施方式(变速器和换挡元件)同样可以与1级的、轴线平行的布置方式相组合。
图17示出优选的第五动力传动系。这个实施方式与根据图16的实施方式的不同之处在于：传动机构由两级的正齿轮级14构成。从动桥B与驱动桥A轴线平行地布置。因此存在轴线平行的从动装置。正齿轮级的两级的传动比促使将总传动比从驱动装置的桥A传递至从动装置的桥B。正齿轮级包括四个正齿轮14.1、14.2、14.3和14.4。正齿轮14.1与输出轴12防旋转地相连接。正齿轮14.2与差速器9的外壳9.4防旋转地相连接，并且可以驱动该外壳。在正齿轮14.1与14.2之间布置有两个防旋转地相互连接的正齿轮14.3和14.4作为另外的级。正齿轮14.3与正齿轮14.1处于齿接合。正齿轮14.4与正齿轮14.2处于齿接合。此外，第一换挡元件和第二换挡元件3、4被实施为呈片式换挡元件形式的摩擦配合的换挡元件。在其他方面参考图16的实施方式。根据图12至图15的动力传动系的变速器实施方式(变速器和换挡元件)同样可以与1级的、轴线平行的布置方式相组合。
附图标记清单
1 变速器
2 电动机器
2.1 转子
2.2 定子
3 换挡元件
4 换挡元件
5 行星齿轮组
5.1 太阳齿轮
5.2 太阳齿轮
5.3 行星齿轮
5.4 行星齿轮
5.5 环齿轮
5.6 行星架
6 换挡元件
7 换挡元件
8 行星齿轮组
9 锥齿轮差速器
9.1 从动齿轮
9.2 从动齿轮
9.3 补偿元件
9.4 差速器外壳，外壳
9.11 第一从动轴
9.12 第二从动轴
10 输入轴
11 输入轴
12 输出轴，从动装置
13 行星齿轮组
13.1 太阳齿轮
13.2 行星架
13.3 环齿轮
14 正齿轮级，单级，两级
14.1 正齿轮
14.2 正齿轮
14.3 正齿轮
14.4 正齿轮
99 行驶方向
100 动力传动系
1000 车辆，PKW
A 驱动桥
B 从动桥
E1 第一挡位
E2 第二挡位
i 传动比
phi 增量
eta 效率

Claims (19)

1.一种用于车辆的电驱动装置，所述电驱动装置包括：
–电动机器(2)；
–变速器(1)，所述变速器包括第一输入轴(10)、第二输入轴(11)、输出轴(12)、用于将所述变速器(1)与所述电动机器(2)连接的至少两个换挡元件(3，4，6，7)，
–所述变速器(1)还包括行星齿轮组(5)，
○所述行星齿轮组被设计为多级行星齿轮组，所述多级行星齿轮组的支承在行星齿轮架(5.6)上的行星齿轮(5.3，5.4)具有两个不同的、大的有效直径，
○其中所述行星齿轮组(5)的第一太阳齿轮(5.1)与所述行星齿轮的较大的有效直径(5.3)处于齿接合，
○其中所述行星齿轮组(5)的第二太阳齿轮(5.2)与所述行星齿轮的较小的有效直径(5.4)处于齿接合，
○其中所述行星齿轮组(5)的环齿轮(5.5)与较大的有效直径(5.3)处于齿接合，
–其中所述行星齿轮组(5)的第一太阳齿轮(5.1)与所述第一输入轴(10)防旋转地相连接，
–其中所述行星齿轮组(5)的第二太阳齿轮(5.2)与所述第二输入轴(11)防旋转地相连接，
–其中所述行星齿轮组(5)的环齿轮(5.5)被固定在所述变速器(1)的防旋转的构件(0)上，
–其中所述行星齿轮组(5)的行星架(5.6)与所述输出轴(12)防旋转地相连接，
–其中第一换挡元件(3)被设计成用于将所述第一输入轴(10)与所述电驱动装置的电动机器连接，
–其中第二换挡元件(4)被设计成用于将所述第二输入轴(11)与所述电驱动装置的电动机器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置，其中所述第一输入轴(10)与所述第二输入轴(11)共轴地布置。
3.根据权利要求2所述的电驱动装置，其中所述第二输入轴(11)布置在被设计为空心状的所述第一输入轴(10)内。
4.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中所述输出轴(12)与所述第一输入轴和所述第二输入轴(10，11)共轴地布置。
5.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中所述第一换挡元件(3)在轴向上布置在所述第二换挡元件(4)与所述第一太阳齿轮(5.1)之间。
6.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中通过闭合所述第一换挡元件(3)得到第一挡位(E1)，并且通过闭合所述第二换挡元件(4)得到第二挡位(E2)。
7.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中通过闭合所述第一换挡元件和所述第二换挡元件，所述行星齿轮组连锁。
8.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中在所述第一挡位(E1)与所述第二挡位(E2)之间存在大体上2.0的增量(i)。
9.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中设置有用于将所述输出轴(12)与所述电驱动装置的电动机器连接的第三换挡元件(6)。
10.根据权利要求9所述的电驱动装置，其中通过闭合所述第三换挡元件(6)得到第三挡位(E3)。
11.根据权利要求10所述的电驱动装置，其中在所述第二挡位(E2)与所述第三挡位(E3)之间存在大体上2.0的增量(i)。
12.根据前述权利要求1至8之一所述的电驱动装置，其中所述环齿轮(5.5)不是永久地被固定在壳体上，而是能够借助于第四换挡元件(7)被固定在所述防旋转的构件(0)上。
13.根据权利要求12所述的电驱动装置，其中
通过闭合所述第一换挡元件(3)和所述第四换挡元件(7)得到第一挡位(E1)；并且/或者
通过闭合所述第二换挡元件(4)和所述第四换挡元件(7)得到第二挡位(E2)；并且/或者
通过闭合所述第一换挡元件(3)和所述第二换挡元件(4)得到第三挡位(E3)。
14.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中所述换挡元件(3，4，5，7)中的至少一个换挡元件被设计为摩擦配合的换挡元件，特别是被设计为片式离合器或锥形离合器。
15.根据前述权利要求之一所述的电驱动装置，其中所述换挡元件(3，4，6，7)中的至少一个换挡元件被设计为形状配合的换挡元件，特别是被设计为爪式离合器。
16.一种用于车辆的动力传动系(100)，所述动力传动系包括根据权利要求1-15之一所述的电驱动装置，还包括差速器装置，所述差速器装置与所述差速器(1)的所述行星齿轮组(5)的输出轴(12)相连接。
17.根据权利要求16所述的动力传动系，其中所述差速器装置包括锥齿轮差速器(9)和传动机构，其中所述传动机构由正齿轮级(14)或行星齿轮组(8)构成。
18.根据权利要求16所述的动力传动系，其中所述差速器装置包括第二行星齿轮组(8)和第三行星齿轮组(13)。
19.根据权利要求16所述的动力传动系，其中所述差速器装置包括锥齿轮差速器(9)和传动机构，其中所述传动机构由行星齿轮组(8)构成并且所述锥齿轮差速器布置在所述电动机器(2)的转子(2.1)的径向内部。
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