DE102015207846B3

DE102015207846B3 - Drive device and method for operating the drive device

Info

Publication number: DE102015207846B3
Application number: DE102015207846.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Januschevski
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2035-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) mit einem ersten Elektromotor (3), einem zweiten Elektromotor (4), einem Planetengetriebe (2) mit einem Sonnenrad (12), Planetenrädern, einem Planetenträger (11) und einem Hohlrad (10) sowie einem Schaltelement (5), wobei der Rotor (6) des ersten Elektromotors (3) drehfest mit dem Planetenträger (11) und der Rotor (7) des zweiten Elektromotors (4) drehfest mit dem Sonnenrad (12) des Planetengetriebes (2) und der Abtrieb (9) drehfest mit dem Hohlrad (10) des Planetenradsatzes verbunden ist. Dabei wird das Schaltelement (5) derart angeordnet, dass es, wenn es sich in geschlossenem Zustand befindet, einen Kraftfluss zwischen dem Rotor (6) des ersten Elektromotors (3) und einem der Elemente des Planetengetriebes (2), das nicht mit dem Rotor (6) des ersten Elektromotors (3) verbunden ist, derart herstellt, dass sich der Planetenradsatz im Blockumlauf befindet.The invention relates to a drive device (1) with a first electric motor (3), a second electric motor (4), a planetary gear (2) with a sun gear (12), planetary gears, a planetary carrier (11) and a ring gear (10) and a planetary gear Switching element (5), wherein the rotor (6) of the first electric motor (3) rotatably with the planet carrier (11) and the rotor (7) of the second electric motor (4) rotatably with the sun gear (12) of the planetary gear (2) and the Output (9) rotatably connected to the ring gear (10) of the planetary gear set is connected. In this case, the switching element (5) is arranged such that, when it is in the closed state, a power flow between the rotor (6) of the first electric motor (3) and one of the elements of the planetary gear (2), which is not with the rotor (6) of the first electric motor (3) is connected, manufactures such that the planetary gear is in the block circulation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor sowie einem Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, Planetenrädern, einem Planetenträger und einem Hohlrad sowie wenigstens einem Schaltelement, bei der der Rotor des ersten Elektromotors drehfest mit dem Planetenträger und der Rotor des zweiten Elektromotors drehfest mit dem Sonnenrad und der Abtrieb der Antriebsvorrichtung drehfest mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes verbunden ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Antriebsvorrichtung.The invention relates to a drive device with a first electric motor and a second electric motor and a planetary gear with a sun gear, planetary gears, a planet carrier and a ring gear and at least one switching element, in which the rotor of the first electric motor rotatably with the planet carrier and the rotor of the second electric motor rotatably with the sun gear and the output of the drive device rotatably connected to the ring gear of the planetary gear set. Moreover, the invention relates to a method for operating the drive device.

Die DE 10 2013 214 238 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der die Antriebseinheit mehrere elektrische Maschinen, mindestens ein Planetengetriebe und mehrere formschlüssige Schaltelemente aufweist. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist das Sonnenrad des Planetengetriebes ebenfalls mit dem Rotor eines Elektromotors drehfest verbunden. Der Rotor des zweiten Elektromotors ist wahlweise durch ein Schaltelement entweder mit dem Sonnenrad oder aber mit dem Planetenträger des Planetengetriebes verbindbar. Der Abtrieb ist mit dem Planetenträger drehfest verbunden, während das Hohlrad entweder mit dem Abtrieb, und damit mit dem Planetenträger verbindbar ist, oder aber am Gehäuse festgelegt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine vollständig andere Kinematik und erforderliche Zahl von Schalteinrichtungen als bei der vorliegenden Erfindung.The DE 10 2013 214 238 A1 discloses a drive device for a vehicle, in which the drive unit comprises a plurality of electrical machines, at least one planetary gear and a plurality of form-locking switching elements. In this drive device, the sun gear of the planetary gear is also rotatably connected to the rotor of an electric motor. The rotor of the second electric motor is selectively connectable by a switching element either with the sun gear or with the planet carrier of the planetary gear. The output is rotatably connected to the planet carrier, while the ring gear can be connected either to the output, and thus to the planet carrier, or can be fixed to the housing. This results in a completely different kinematics and required number of switching devices than in the present invention.

Aus der JP 2013-150 477 A ist es bekannt, den Rotor eines Elektromotors mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes und den Rotor eines zweiten Elektromotors mit dem Planetenträger des Planetengetriebes drehfest zu verbinden, und den Abtrieb mit dem Hohlrad zu verbinden. Jedoch umfasst die JP 2013-150 477 A keine schaltbare Verbindung zwischen den beiden Rotoren der E-Maschinen beziehungsweise zwischen Sonnenrad und Steg des Planetengetriebes und weist damit ebenfalls eine andere Kinematik auf als die vorliegende Erfindung.From the JP 2013-150 477 A It is known to rotatably connect the rotor of an electric motor with the sun gear of the planetary gear and the rotor of a second electric motor with the planet carrier of the planetary gear, and to connect the output to the ring gear. However, the JP 2013-150 477 A no switchable connection between the two rotors of the electric motors or between the sun gear and web of the planetary gear and thus also has a different kinematics than the present invention.

Auch die US 2009/0 209 382 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung, umfassend zwei Elektromotoren und ein Planetengetriebe. Jedoch ist hier zwar wieder das Sonnenrad mit dem Rotor eines ersten Elektromotors verbunden, der Rotor eines zweiten Elektromotors jedoch mit dem Hohlrad, welches gleichzeitig mit dem Abtrieb drehfest verbunden ist. Der Steg des Planetengetriebes ist entweder am Gehäuse drehfest festlegbar, oder mit dem Sonnenrad drehfest verbindbar. Auch hier ergibt sich somit eine andere Kinematik als in der vorliegenden Erfindung.Also the US 2009/0 209 382 A1 discloses a drive device comprising two electric motors and a planetary gear. However, although the sun gear is here again connected to the rotor of a first electric motor, the rotor of a second electric motor is connected to the ring gear, which is connected non-rotatably to the output at the same time. The web of the planetary gear is either rotatably fixed to the housing, or rotatably connected to the sun gear. Again, this results in a different kinematics than in the present invention.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2014 213 650 A1 ist eine Antriebsvorrichtung bekannt, bei der das Sonnenrad eines Planetengetriebes mit dem Rotor eines ersten Elektromotors und der Planetenträger des Planetengetriebes mit dem Rotor eines zweiten Elektromotors drehfest verbunden ist, sowie der Abtrieb der Antriebsvorrichtung mit dem Hohlrad des Planetengetriebes. Sonnenrad und Planetenträger des Planetengetriebes sind jeweils durch Schaltelemente am Gehäuse drehfest festlegbar.From the post-published DE 10 2014 213 650 A1 a drive device is known in which the sun gear of a planetary gear with the rotor of a first electric motor and the planetary carrier of the planetary gear is rotatably connected to the rotor of a second electric motor, and the output of the drive device with the ring gear of the planetary gear. Sun gear and planet carrier of the planetary gear are rotatably fixed in each case by switching elements on the housing.

Aus der DE 10 2004 017 630 A1 ist ein Stufengetriebe in Planetenbauart mit einem Hybridsatz bekannt. Ein Anfahren erfolgt ausschließlich über ein elektrisches Antriebsaggregat oder über eine Geared-Neutal-Funktion bei gleichzeitigem Betrieb eines elektrischen Antriebsaggregates und einer Brennkraftmaschine.From the DE 10 2004 017 630 A1 is a planetary gear stage known with a hybrid set. A start is done exclusively via an electric drive unit or via a geared neutral function with simultaneous operation of an electric drive unit and an internal combustion engine.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Antriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Antrieb mit einem ersten, mit einem zweiten oder mit beiden Elektromotoren möglich ist. In der Betriebsart mit beiden Elektromotoren soll es dabei möglich sein, ein konstantes Drehzahlverhältnis zwischen den beiden Elektromotoren herzustellen, oder aber ein variables Drehzahlverhältnis zwischen den beiden Elektromotoren einzustellen. Dadurch ist es je nach Lastanforderung möglich, festzulegen, welcher Elektromotor oder welche Elektromotorkombination einen jeweils energetisch günstigsten Antrieb darstellen kann, um beispielsweise in Fahrzeugen einen Fahrerwunsch möglichst effizient auf den Abtrieb zu übertragen.It is the object of the present invention to provide a drive device and a corresponding method for operating the drive device, in which a drive with a first, with a second or with both electric motors is possible. In the mode with both electric motors, it should be possible to produce a constant speed ratio between the two electric motors, or to set a variable speed ratio between the two electric motors. This makes it possible, depending on the load requirement, to determine which electric motor or which combination of electric motors can each represent an energetically most favorable drive in order, for example, to transmit a driver's request as efficiently as possible to the output in vehicles.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8 gelöst. Weiterbildungen der Antriebsvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a drive device with the features of claim 1 and a method according to claims 7 and 8. Further developments of the drive device are the subject of the dependent claims.

Dafür wird eines der Schaltelemente so angeordnet, dass es dann, wenn das Schaltelement geschlossen ist, einen Kraftfluss zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und einem der nicht drehfest mit dem Rotor des ersten Elektromotors verbundenen weiteren Elementes des Planetenradsatzes derart herstellt, dass sich der Planetenradsatz im Blockumlauf befindet. Ist das Schaltelement geschlossen, drehen sich somit der Rotor des ersten Elektromotors, der Rotor des zweiten Elektromotors und der Abtrieb mit übereinstimmender Drehzahl. Die Drehmomente des ersten und des zweiten Elektromotors werden summiert.For this purpose, one of the switching elements is arranged so that when the switching element is closed, it produces a power flow between the rotor of the first electric motor and one of the non-rotatably connected to the rotor of the first electric motor further element of the planetary gear set such that the planetary gear in Block circulation is located. If the switching element is closed, thus rotate the rotor of the first electric motor, the rotor of the second electric motor and the output with the same speed. The torques of the first and second electric motors are summed.

Durch diese Anordnung ist es möglich, die beiden Elektromotoren in verschiedenen Betriebsarten zu betreiben. Bei geöffnetem Schaltelement können beide Elektromotoren unabhängig voneinander betrieben werden. Die Drehzahl des Abtriebes ergibt sich dann aus der Überlagerung der beiden Drehzahlen der Elektromotoren. Bei geschlossenem Schaltelement drehen sich die beiden Elektromotoren mit derselben Drehzahl, und, da sich das Planetengetriebe im Blockumlauf befindet, auch die Abtriebswelle.By this arrangement, it is possible to operate the two electric motors in different modes. When the switching element is open, both electric motors can be operated independently of each other. The speed of the output results then from the superposition of the two speeds of the electric motors. When the switching element is closed, the two electric motors rotate at the same speed, and, since the planetary gear is in the block circulation, and the output shaft.

Bei geöffnetem Schaltelement ist damit ein Antrieb mit dem ersten, dem zweiten oder beiden Elektromotoren mit variablem Drehzahlverhältnis zwischen den beiden Elektromotoren möglich. Dadurch können die Betriebspunkte der einzelnen Elektromotoren abhängig vom Leistungsbedarf optimal gewählt werden. Dies ermöglicht auch eine Optimierung der Reichweite eines mit der Antriebsvorrichtung angetriebenen Fahrzeuges.When the switching element is open so that a drive with the first, the second or both electric motors with a variable speed ratio between the two electric motors is possible. As a result, the operating points of the individual electric motors can be optimally selected depending on the power requirement. This also makes it possible to optimize the range of a vehicle driven by the drive device.

Es ist möglich, die Elektromotoren gleich zu dimensionieren, oder Elektromotoren unterschiedlicher Größe, beispielsweise einen großen LKW-Elektromotor und einen kleinen PKW-Elektromotor einzusetzen, was ebenfalls zu Kosten- und Gewichtsreduzierung führen kann. Hierfür ist die vorgeschlagene Kopplung von zwei Elektromotoren über ein Planetengetriebe besonders vorteilhaft.It is possible to equal size the electric motors, or to use electric motors of different sizes, for example, a large truck electric motor and a small car electric motor, which can also lead to cost and weight reduction. For this purpose, the proposed coupling of two electric motors via a planetary gear is particularly advantageous.

Blockumlauf bedeutet, dass zwei der Elemente des Planetengetriebes, beispielsweise Planetenträger und Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad oder Hohlrad und Sonnenrad miteinander drehfest verbunden sind, so dass sich der Abtrieb des Planetengetriebes mit derselben Drehzahl dreht wie der Antrieb.Block circulation means that two of the elements of the planetary gear, such as planet carrier and sun gear, planet carrier and ring gear or ring gear and sun gear are rotatably connected together, so that the output of the planetary gear rotates at the same speed as the drive.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor axial auf derselben Seite des Planetenradsatzes angeordnet. Das Planetengetriebe ist somit nicht zwischen den beiden Elektromotoren angeordnet. Eine derartige Ausführung ist jedoch grundsätzlich auch denkbar. Bei der Ausführung, bei der der erste und der zweite Elektromotor axial auf derselben Seite des Planetenradsatzes angeordnet sind, umschließt der mit dem Planetenträger verbundene Rotor des ersten Elektromotors die Rotorwelle des zweiten Elektromotors zumindest abschnittsweise. Diese Ausführung ermöglicht eine einfache konstruktive Gestaltung sowie eine gut zugängliche Anordnung des Abtriebs, und ferner eine einfache Anordnung eines Schaltelements zwischen den Rotoren der beiden Elektromotoren. Darüber hinaus ermöglicht es diese Anordnung, in konstruktiv einfacher Gestaltung weitere Schaltelemente oder Bremsen anzuordnen, mit denen beispielsweise der Rotor eines Elektromotors drehfest am Gehäuse festgelegt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the first electric motor and the second electric motor are arranged axially on the same side of the planetary gear set. The planetary gear is thus not arranged between the two electric motors. However, such an embodiment is also conceivable in principle. In the embodiment in which the first and the second electric motor are arranged axially on the same side of the planetary gear set, the rotor of the first electric motor connected to the planet carrier encloses the rotor shaft of the second electric motor at least in sections. This design allows a simple structural design and an easily accessible arrangement of the output, and also a simple arrangement of a switching element between the rotors of the two electric motors. In addition, this arrangement makes it possible to arrange in a structurally simple design further switching elements or brakes, with which, for example, the rotor of an electric motor rotatably fixed to the housing.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, insbesondere der Ausführung, bei der der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor axial auf derselben Seite des Planetenradsatzes angeordnet sind, stimmen auch die Achsen des Rotors des ersten Elektromotors, des Rotors des zweiten Elektromotors und des Abtriebs überein, das heißt, alle Rotoren und die Abtriebswelle liegen auf derselben Achse. Dies ermöglicht unter anderem eine besonders kompakte Bauform.In a further advantageous embodiment, in particular of the embodiment in which the first electric motor and the second electric motor are arranged axially on the same side of the planetary gear set, the axes of the rotor of the first electric motor, the rotor of the second electric motor and the output also coincide, that is , all rotors and the output shaft are on the same axis. This allows, among other things, a particularly compact design.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schaltelement so angeordnet, dass es dann, wenn es geschlossen ist, einen Kraftfluss zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Sonnenrad des Planetenradsatzes herstellt. Dies bedeutet, dass das Schaltelement Kräfte beziehungsweise Drehmomente vom Rotor des ersten Elektromotors zum Sonnenrad des Planetenradsatzes überträgt. Die Übertragung kann über weitere Zwischenelemente oder auch direkt vom Rotor des ersten Elektromotors über das Schaltelement zum Sonnenrad des Planetenradsatzes erfolgen.In an advantageous embodiment, the switching element is arranged so that when it is closed, it produces a power flow between the rotor of the first electric motor and the sun gear of the planetary gear set. This means that the switching element transmits forces or torques from the rotor of the first electric motor to the sun gear of the planetary gear set. The transmission can take place via further intermediate elements or directly from the rotor of the first electric motor via the switching element to the sun gear of the planetary gear set.

Dies kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erfolgen, dass das Schaltelement direkt zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Rotor des zweiten Elektromotors angeordnet ist. Das Schaltelement überträgt damit direkt Kräfte zwischen den beiden Rotoren der Elektromotoren. Dadurch werden auch Kräfte beziehungsweise Drehmomente vom Rotor des ersten Elektromotors über das Schaltelement und den Rotor des zweiten Elektromotors zu dem damit verbundenen Sonnenrad, oder umgekehrt Kräfte beziehungsweise Drehmomente vom Rotor des zweiten Elektromotors über das Schaltelement und den Rotor des ersten Elektromotors zum Planetenträger des Planetengetriebes übertragen.This can be done in an advantageous embodiment in that the switching element is arranged directly between the rotor of the first electric motor and the rotor of the second electric motor. The switching element thus transmits directly forces between the two rotors of the electric motors. As a result, forces or torques are transmitted from the rotor of the first electric motor via the switching element and the rotor of the second electric motor to the associated sun gear, or vice versa forces or torques from the rotor of the second electric motor via the switching element and the rotor of the first electric motor to the planet carrier of the planetary gear ,

Anstelle einer Anordnung des Schaltelementes zwischen den Rotoren der beiden Elektromotoren kann das Schaltelement auch zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und direkt dem Sonnenrad angeordnet werden, um einen Kraft- beziehungsweise Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Sonnenrad des Planetenradsatzes herzustellen.Instead of arranging the switching element between the rotors of the two electric motors, the switching element can also be arranged between the rotor of the first electric motor and directly the sun gear in order to produce a force or torque flux between the rotor of the first electric motor and the sun gear of the planetary gear set.

Alternativ kann das Schaltelement auch zwischen dem Rotor des zweiten Elektromotors und dem Planetenträger angeordnet sein, um einen Kraft- beziehungsweise Drehmomentfluss zwischen dem Sonnenrad, dem Rotor des zweiten Elektromotors, dem Schaltelement, dem Rotor des ersten Elektromotors und dem mit diesem verbundenen Planetenträger herzustellen.Alternatively, the switching element may also be arranged between the rotor of the second electric motor and the planet carrier in order to produce a force or torque flux between the sun gear, the rotor of the second electric motor, the switching element, the rotor of the first electric motor and the planet carrier connected thereto.

In einer weiteren Ausführung kann die Antriebsvorrichtung auch so gestaltet sein, dass das Schaltelement in geschlossenem Zustand einen Kraft- beziehungsweise Drehmomentfluss zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Hohlrad des Planetenradsatzes herstellt.In a further embodiment, the drive device can also be designed so that the switching element in the closed state produces a force or torque flux between the rotor of the first electric motor and the ring gear of the planetary gear set.

Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Schaltelement zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Hohlrad angeordnet wird. Dann wird direkt über das Schaltelement vom Rotor des ersten Elektromotors über das Schaltelement Drehmoment zum Hohlrad übertragen. This can be done, for example, by arranging the switching element between the rotor of the first electric motor and the ring gear. Then is transmitted directly via the switching element from the rotor of the first electric motor via the switching element torque to the ring gear.

Alternativ kann das Schaltelement auch zwischen dem Planetenträger und dem Hohlrad angeordnet werden. Da der Planetenträger des Planetengetriebes mit dem Rotor des ersten Elektromotors verbunden ist, wird auch dadurch ein Kraft- beziehungsweise Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Hohlrad des Planetenradsatzes hergestellt.Alternatively, the switching element can also be arranged between the planet carrier and the ring gear. Since the planetary carrier of the planetary gear is connected to the rotor of the first electric motor, thereby a force or torque flux between the rotor of the first electric motor and the ring gear of the planetary gear set is also produced.

Das Schaltelement kann als Reibungs- oder als Klauenkupplung ausgeführt werden. Wird das Schaltelement als Klauenkupplung ausgeführt, so ist zum Schließen des Schaltelementes eine Synchronisierung erforderlich, die durch eine Regelung der beiden Elektromotordrehzahlen herbeigeführt werden kann.The switching element can be designed as a friction or claw clutch. If the switching element is designed as a dog clutch, then a synchronization is required to close the switching element, which can be brought about by a regulation of the two electric motor speeds.

In einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung, die die vorstehend beschriebenen konstruktiven Merkmale aufweist, kann die Schalteinrichtung geschlossen werden, so dass die beiden Elektromotoren und der Abtrieb mit übereinstimmender Drehzahl rotieren.In a method for operating a drive device having the above-described structural features, the switching device can be closed so that the two electric motors and the output rotate at the same speed.

Alternativ kann in einem derartigen Betriebsverfahren auch die Schalteinrichtung geöffnet werden. Dann können die Drehzahlen der beiden Elektromotoren unabhängig voneinander eingestellt werden, in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen beispielsweise des Fahrbetriebs, wenn die Antriebsvorrichtung in einem Fahrzeug verwendet wird. Die beiden Elektromotoren können sich dann in unterschiedlichen Drehzahlen drehen, und die Abtriebsdrehzahl ergibt sich daraus durch die kinematischen Vorgaben des Planetengetriebes.Alternatively, the switching device can also be opened in such an operating method. Then, the rotational speeds of the two electric motors can be adjusted independently of each other, depending on the respective requirements of, for example, the driving operation when the driving device is used in a vehicle. The two electric motors can then rotate at different speeds, and the output speed results from the kinematic specifications of the planetary gear.

Es zeigenShow it

1: Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, bei der die Schalteinrichtung direkt zwischen den Rotoren der beiden Elektromotoren angeordnet ist, 1 : An embodiment of the drive device according to the invention, in which the switching device is arranged directly between the rotors of the two electric motors,

2: Eine Ausführung der Antriebsvorrichtung, bei der das Schaltelement zwischen dem Rotor des ersten Elektromotors und dem Hohlrad des Planetengetriebes angeordnet ist. 2 An embodiment of the drive device in which the switching element between the rotor of the first electric motor and the ring gear of the planetary gear is arranged.

1 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1, bei der das Schaltelement 5 direkt zwischen den beiden Rotoren 6, 7 der beiden Elektromotoren 3, 4 angeordnet ist. Die beiden Elektromotoren 3, 4 sind axial auf derselben Seite des Planetengetriebes 2 angeordnet. Der erste Elektromotor 3 ist dabei der dem Planetengetriebe 2 nächstgelegene Elektromotor. Die Rotorwelle des zweiten Elektromotors wird durch den Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 hindurchgeführt. Der Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 ist mit dem Planetenträger 11 des Planetengetriebes 2 drehfest verbunden. Der Rotor 7 des zweiten Elektromotors 4 ist mit dem Sonnenrad 12 des Planetengetriebes 2 drehfest verbunden. Der Abtrieb 9 der Antriebsvorrichtung 1 ist mit dem Hohlrad 10 des Planetengetriebes 2 drehfest verbunden. Die Statoren der Elektromotoren 3, 4 sind jeweils am Gehäuse 8 der Antriebsvorrichtung 1 drehfest angeordnet. Ist das Schaltelement 5 zwischen den beiden Rotoren 6, 7 der beiden Elektromotoren 3, 4 geschlossen, drehen sich die beiden Rotoren 6, 7 mit derselben Drehzahl. Dadurch sind über die Rotoren 6, 7 und das Schaltelement 5 auch das Sonnenrad 12 und der Planetenträger 11 des Planetengetriebes 2 miteinander drehfest verbunden. Durch die kinematische Festlegung dieser beiden Elemente ist auch das Hohlrad 10 des Planetengetriebes 2 kinematisch festgelegt, so dass sich das Planetengetriebe 2 im Blockumlauf befindet und der Abtrieb 9 des Planetengetriebes 2 mit derselben Drehzahl dreht, wie die beiden Rotoren 6, 7 der Elektromotoren 3, 4. Ist hingegen das Schaltelement 5 geöffnet, können die beiden Rotoren 6, 7 der beiden Elektromotoren 3, 4 in Abhängigkeit ihrer Ansteuerung unabhängig voneinander drehen, und das Planetengetriebe 2 funktioniert als Drehzahlsummiergetriebe, aus dem sich die Drehzahl der Abtriebswelle 9 kinematisch ergibt. Abweichend von der Darstellung in 1 wird dieselbe Wirkung auch dann erzielt, wenn das Schaltelement 5 beispielsweise zwischen dem Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 und dem Sonnenrad 12 direkt oder dem Rotor 7 des zweiten Elektromotors 4 und dem Planetenträger 11 direkt angeordnet ist. Somit sind konstruktiv unterschiedliche Varianten, die jedoch funktionell dieselbe Wirkung haben, möglich. 1 shows an embodiment of the drive device according to the invention 1 in which the switching element 5 directly between the two rotors 6 . 7 the two electric motors 3 . 4 is arranged. The two electric motors 3 . 4 are axially on the same side of the planetary gear 2 arranged. The first electric motor 3 is the planetary gear 2 nearest electric motor. The rotor shaft of the second electric motor is driven by the rotor 6 of the first electric motor 3 passed. The rotor 6 of the first electric motor 3 is with the planet carrier 11 of the planetary gear 2 rotatably connected. The rotor 7 of the second electric motor 4 is with the sun wheel 12 of the planetary gear 2 rotatably connected. The downforce 9 the drive device 1 is with the ring gear 10 of the planetary gear 2 rotatably connected. Stators of electric motors 3 . 4 are each on the housing 8th the drive device 1 arranged rotationally fixed. Is the switching element 5 between the two rotors 6 . 7 the two electric motors 3 . 4 closed, the two rotors rotate 6 . 7 at the same speed. This is about the rotors 6 . 7 and the switching element 5 also the sun wheel 12 and the planet carrier 11 of the planetary gear 2 rotatably connected with each other. Due to the kinematic definition of these two elements is also the ring gear 10 of the planetary gear 2 kinematically fixed, so that the planetary gear 2 located in the block circulation and the output 9 of the planetary gear 2 rotating at the same speed as the two rotors 6 . 7 the electric motors 3 . 4 , On the other hand, is the switching element 5 open, the two rotors can 6 . 7 the two electric motors 3 . 4 rotate independently depending on their control, and the planetary gear 2 works as a speed summing gear, from which the speed of the output shaft 9 kinematic results. Deviating from the illustration in 1 the same effect is achieved even when the switching element 5 for example, between the rotor 6 of the first electric motor 3 and the sun wheel 12 directly or the rotor 7 of the second electric motor 4 and the planet carrier 11 is arranged directly. Thus, structurally different variants, but functionally have the same effect possible.

2 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1, bei der das Schaltelement 5 nicht zwischen den beiden Rotoren 6, 7 der beiden Elektromotoren 3, 4, sondern zwischen dem Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 und dem Hohlrad 10 des Planetengetriebes 2 angeordnet ist. Ansonsten stimmt die Anordnung des Planetengetriebes 2 und der beiden Elektromotoren 3, 4 zueinander mit der bereits in 1 beschriebenen Anordnung überein. Durch das Schaltelement 5 zwischen dem Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 und dem Hohlrad 10 des Planetengetriebes 2 kann eine drehfeste Verbindung zwischen diesen Bauteilen bewirkt werden. Ist das Schaltelement 5 geschlossen, drehen der Planetenträger 11 des Planetengetriebes 2, der mit dem Rotor 6 des ersten Elektromotors 3 drehfest verbunden ist, und das Hohlrad 10 mit derselben Drehzahl und sind damit kinematisch zueinander festgelegt. Dadurch ist auch die Drehzahl des Sonnenrades 12 kinematisch bestimmt, und alle Komponenten rotieren mit derselben Drehzahl, da sich das Planetengetriebe 2 im Blockumlauf befindet. Die Wirkung ist somit identisch wie in der Ausführung in 1 bei geschlossenem Schaltelement 5. Es bestehen somit lediglich konstruktive Unterschiede. Ist das Schaltelement 5 in der Ausführung gemäß 2 hingegen geöffnet, können die beiden Elektromotoren 3, 4 mit voneinander unabhängiger Drehzahl rotieren, und die Drehzahl des Abtriebs 9 ergibt sich wiederum kinematisch durch Überlagerung im Planetengetriebe 2. Auch bei geöffnetem Schaltelement 5 ist die Funktion der Ausführung gemäß 2 somit identisch mit der Funktion der Ausführung gemäß 1, so dass zwar konstruktive, jedoch keine funktionellen Unterschiede vorliegen. Es ist eine unterschiedliche Dimensionierung des Schaltelementes 5 zwischen den beiden Ausführungen möglich. Auch bezüglich des Bauraumes und der Ansteuerung bestehen Unterschiede zwischen den beiden gezeigten Ausführungsformen. 2 shows a drive device 1 in which the switching element 5 not between the two rotors 6 . 7 the two electric motors 3 . 4 but between the rotor 6 of the first electric motor 3 and the ring gear 10 of the planetary gear 2 is arranged. Otherwise, the arrangement of the planetary gear is correct 2 and the two electric motors 3 . 4 to each other with the already in 1 match described arrangement. By the switching element 5 between the rotor 6 of the first electric motor 3 and the ring gear 10 of the planetary gear 2 can be effected a rotationally fixed connection between these components. Is the switching element 5 closed, the planet carrier turn 11 of the planetary gear 2 that with the rotor 6 of the first electric motor 3 rotatably connected, and the ring gear 10 at the same speed and are thus determined kinematically to each other. This also causes the speed of the sun gear 12 kinematically determined, and all components rotate at the same speed as the planetary gear 2 in block circulation. The effect is thus identical as in the execution in 1 with closed switching element 5 , There are thus only constructive differences. Is the switching element 5 in the execution according to 2 however, open, the two electric motors 3 . 4 rotate at mutually independent speed, and the speed of the output 9 in turn results kinematically by superposition in the planetary gear 2 , Even with the switching element open 5 is the function of execution according to 2 thus identical to the function of the embodiment according to 1 , so that there are constructive, but no functional differences. It is a different dimensioning of the switching element 5 possible between the two versions. Also with regard to the installation space and the control exist differences between the two embodiments shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Antriebsvorrichtungdriving device
22: Planetengetriebeplanetary gear
33: erster Elektromotorfirst electric motor
44: zweiter Elektromotorsecond electric motor
55: Schaltelementswitching element
66: Rotor des ersten ElektromotorsRotor of the first electric motor
77: Rotor des zweiten ElektromotorsRotor of the second electric motor
88th: Gehäusecasing
99: Abtrieboutput
1010: Hohlradring gear
1111: Planetenträgerplanet carrier
1212: Sonnenradsun

Claims

Drive device ( 1 ) with - a first electric motor ( 3 ) with a stator and a rotor ( 6 ), - a second electric motor ( 4 ) with a stator and a rotor ( 7 ), - a planetary gear ( 2 ), which has a sun gear ( 12 ), Planet gears, a planet carrier ( 11 ) and a ring gear ( 10 ), - an output ( 9 ), - and a switching element ( 5 ), wherein the rotor ( 6 ) of the first electric motor ( 3 ) rotatably with the planet carrier ( 11 ) of the planetary gear ( 2 ) and wherein the rotor ( 7 ) of the second electric motor ( 4 ) rotatably with the sun gear ( 12 ) of the planetary gear ( 2 ) and wherein the output ( 9 ) rotatably with the ring gear ( 10 ) of the planetary gear ( 2 ), characterized in that the switching element ( 5 ) so between the rotor ( 6 ) of the first electric motor ( 3 ) and the rotor ( 7 ) of the second electric motor ( 4 ) is arranged, that in the closed state a flow of force between the rotor ( 6 ) of the first electric motor ( 3 ) and the non-rotatably with the rotor ( 6 ) of the first electric motor ( 3 ) connected sun gear ( 12 ) of the planetary gear ( 2 ) such that the planetary gear ( 2 ) is in the block circulation and the torques of the first electric motor ( 3 ) and the second electric motor ( 4 ) are summed up.

Drive device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first electric motor ( 3 ) and the second electric motor ( 4 ) axially on the same side of the planetary gear ( 2 ) are arranged.

Drive device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the rotor of the first electric motor ( 6 ), the rotor of the second electric motor ( 7 ) and the output ( 9 ) are arranged on the same axis.

Drive device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed as a friction clutch.

Drive device ( 1 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed as a dog clutch.

Method for operating a drive device ( 1 ) with the features of one of claims 1 to 5, characterized in that the switching element ( 5 ) is closed to the two electric motors ( 3 . 4 ) and the output ( 9 ) to rotate at the same speed.

Method for operating a drive device ( 1 ) with the features of one of claims 1 to 5, characterized in that the switching element ( 5 ) is opened to the two electric motors ( 3 . 4 ) and the output ( 9 ) to rotate at different speeds.