Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrischen Antriebssystems.

Der US 9 494218 B2 ist ein Triebwerk zum Antreiben von zwei angetriebenen Teilen als bekannt zu entnehmen, um ein Fahrzeug anzutreiben. Des Weiteren offenbart die DE 10 2019 107 538 A1 ein Drehmomentenverteilungsgetriebe, mit einer ersten Antriebswelle, welche drehfest mit einem ersten Sonnenrad eines Stirnraddifferentials verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Antriebssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrischen Antriebssystems zu schaffen, sodass eine besonders kompakte Bauweise des Antriebssystems sowie ein besonders vorteilhafter Antrieb realisierbar sind.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als elektrische Antriebseinrichtung bezeichnetes oder als elektrische Antriebseinrichtung ausgebildetes, elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen und ganz insbesondere für einen Personenkraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das elektrische Antriebssystem aufweist und mittels des elektrischen Antriebssystems, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, auch als Fahrzeugachsen bezeichnete Achsen auf. Die jeweilige Achse des auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs weist wenigstens oder genau zwei auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf, wobei beispielsweise die Fahrzeugräder der jeweiligen Achse auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Mittels des elektrischen Antriebssystems können beispielsweise die Fahrzeugräder zumindest einer der Achsen oder beider Achsen angetrieben werden, wodurch das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden kann. Die Fahrzeugräder sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Bodenkontaktelemente, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Die mittels des elektrischen Antriebssystems antreibbaren Fahrzeugräder werden auch als antreibbare Räder oder angetriebene Räder bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von den Fahrzeugrädern oder den Rädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die mittels des elektrischen Antriebssystems antreibbaren Fahrzeugräder zu verstehen.

Das elektrische Antriebssystem weist eine erste elektrische Maschine auf, welche einen ersten Rotor aufweist. Beispielsweise weist die erste elektrische Maschine einen ersten Stator auf, mittels welchem beispielsweise der erste Rotor antreibbar und dadurch um eine erste Maschinendrehachse relativ zu dem ersten Rotor drehbar ist. Insbesondere kann die erste elektrische Maschine über den ersten Rotor erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder und somit des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das elektrische Antriebssystem weist außerdem eine zweite elektrische Maschine mit einem zweiten Rotor auf. Insbesondere weist die zweite elektrische Maschine einen zweiten Stator auf, mittels welchem beispielsweise der zweite Rotor antreibbar und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse relativ zu dem zweiten Stator drehbar ist. Insbesondere kann die zweite elektrische Maschine über ihren zweiten Rotor zweite Antriebsdrehmomente bereitstellen, mittels welchen die Fahrzeugräder und somit das Kraftfahrzeug angetrieben werden können. Beispielsweise verlaufen die Maschinendrehachsen parallel zueinander, wobei die Maschinendrehachsen beispielsweise voneinander beabstandet sein können. Insbesondere fallen die Maschinendrehachsen zusammen, sodass die elektrischen Maschinen beispielsweise koaxial zueinander angeordnet sein können. Die elektrische Maschine weist außerdem ein Koppelgetriebe auf, welches zwei Abtriebswellen, nämlich eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle, aufweist. Die Abtriebswellen sind dazu ausgebildet, Abtriebsdrehmomente aus dem Koppelgetriebe auszuleiten. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann das Koppelgetriebe über seine Abtriebswellen die Abtriebsdrehmomente bereitstellen. Somit ist beispielsweise die erste Abtriebswelle dazu ausgebildet, erste der Abtriebsdrehmomente aus dem Koppelgetriebe auszuleiten, wobei beispielsweise die zweite Abtriebswelle dazu ausgebildet ist, zweite der Abtriebsdrehmomente aus dem Koppelgetriebe auszuleiten. Beispielsweise resultieren das jeweilige, erste Abtriebsdrehmoment und/oder das jeweilige, zweite Abtriebsdrehmoment aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment.

Das Koppelgetriebe weist auch einen ersten Planetenradsatz auf, welcher ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweist. Das zweite Element ist, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden. Das dritte Element ist, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Das Koppelgetriebe weist auch einen zweiten Planetenradsatz auf, welcher ein viertes Element, ein fünftes Element und ein sechstes Element aufweist. Das fünfte Element ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem zweiten Element verbunden.

Das erste Element, das zweite Element und das dritte Element sind Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes beziehungsweise werden auch als Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes bezeichnet. Vorzugsweise ist ein erstes der Getriebeelemente als ein erstes Sonnenrad, ein zweites der Getriebeelemente als ein erster Planetenträger und ein drittes der Getriebeelemente als ein erstes Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ausgebildet. Das vierte Element, das fünfte Element und das sechste Element werden zusammenfassend auch als Komponenten des zweiten Planetenradsatzes bezeichnet, und vorzugsweise ist eine erste der Komponenten ein zweites Sonnenrad, eine zweite der Komponenten ein zweiter Planetenträger und eine dritte der Komponenten ein zweites Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes. Die Planetenträger werden auch als Stege bezeichnet. Beispielsweise weist das Antriebssystem ein Gehäuse auf, wobei beispielsweise der erste Planetenradsatz und/oder der zweite Planetenradsatz jeweils zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet sein können. Insbesondere dann, wenn das jeweilige Getriebeelement nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann beispielsweise das jeweilige Getriebeelement um eine erste Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Beispielsweise dann, wenn die jeweilige Komponente nicht drehtest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann die jeweilige Komponente um eine zweite Planetenradsatzdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Es ist denkbar, dass die Planetenradsätze koaxial zueinander angeordnet sind, sodass vorzugsweise die Planetenradsatzdrehachsen zusammenfallen. Die jeweilige Planetenradsatzdrehachse verläuft beispielsweise parallel zur jeweiligen Maschinendrehachse, wobei die jeweilige Planetenradsatzdrehachse beispielsweise von der jeweiligen Maschinendrehachse beabstandet sein kann. Ferner ist es denkbar, dass die jeweilige Planetenradsatzdrehachse mit der jeweiligen Maschinendrehachse zusammenfällt, sodass der jeweilige Planetenradsatz koaxial zu der jeweiligen, elektrischen Maschine angeordnet sein kann.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente wie beispielsweise die zweite Abtriebswelle und das zweite Element oder die erste Abtriebswelle und das dritte Element drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass die drehfest miteinander verbundenen Bauelemente koaxial zueinander angeordnet sind und sich insbesondere dann, wenn die Bauelemente angetrieben werden, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig um eine den Bauelementen gemeinsame Bauelementdrehachse wie beispielsweise die erste Planetenradsatzdrehachse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehen. Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass die Bauelemente derart miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, wobei dann, wenn die Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind, die Bauelemente auch drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, ist zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehmomentübertragend miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem keine Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer und somit permanent drehmomentübertragend, das heißt derart miteinander verbunden, dass ein Drehmoment zwischen den Bauelementen übertragen werden kann. Somit ist beispielsweise eines der Bauelemente von dem jeweils anderen Bauelement antreibbar und umgekehrt. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass zwei Bauelemente permanent drehfest miteinander verbunden sind, zu verstehen, dass nicht etwa ein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem die Bauelemente drehfest miteinander verbindenden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist, in welchem die Bauelemente voneinander entkoppelt und relativ zu einander drehbar sind, insbesondere um die Bauelementdrehachse, sodass keine Drehmomente zwischen den Bauelementen übertragen werden können, sondern die Bauelemente sind stets beziehungsweise immer, mithin permanent drehtest miteinander verbunden oder gekoppelt. Mit anderen Worten ist unter dem Begriff „drehtest“ zu verstehen, dass zwei insbesondere drehbar gelagerte Elemente drehtest miteinander verbunden sind, wenn sie koaxial zueinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass sie sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit insbesondere um die Bauelementdrehachse drehen. Ferner ist es beispielsweise möglich, dass das jeweilige Getriebeelement mit einer jeweiligen Welle des ersten Planetenradsatzes, insbesondere permanent, drehfest verbunden ist oder diese Welle mit ausbildet. Ferner ist es denkbar, dass die jeweilige Komponente mit einer jeweiligen Welle des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere permanent, drehfest verbunden ist oder diese jeweilige Welle mit ausbildet.

Um nun eine besonders kompakte Bauweise des elektrischen Antriebssystems und einen besonders vorteilhaften Antrieb realisieren zu können, ist erfindungsgemäß ein erstes Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet oder vorgesehen ist, den ersten Rotor derart mit dem vierten Element, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, zu koppeln, dass die von der ersten elektrischen Maschine über den ersten Rotor bereitgestellten oder bereitstellbaren, ersten Antriebsdrehmomente an dem vierten Element oder über das vierte Element in das Koppelgetriebe eingeleitet werden können, mithin einleitbar sind. Mit anderen Worten ist das erste Schaltelement dazu vorgesehen oder ausgebildet, den ersten Rotor derart mit dem vierten Element, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, zu koppeln, dass die ersten Antriebsdrehmomente, ausgehend von der ersten elektrischen Maschine beziehungsweise von dem ersten Rotor, an dem vierten Element, das heißt über das vierte Element in das Koppelgetriebe eingeleitet werden können. Beispielsweise ist das erste Schaltelement zwischen einem ersten Koppelzustand und einem ersten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem ersten Koppelzustand ist mittels des ersten Schaltelements der erste Rotor drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem vierten Element gekoppelt, das heißt verbunden. In dem ersten Entkoppelzustand ist der erste Rotor von dem vierten Element entkoppelt, insbesondere derart, dass über das erste Schaltelement keine Drehmomente zwischen dem ersten Rotor und dem vierten Element übertragen werden können, sodass insbesondere beispielsweise insbesondere um die zweite Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem ersten Rotor und dem vierten Element zugelassen werden, mithin ermöglicht sind. Beispielsweise ist das erste Schaltelement, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, zwischen wenigstens einer den ersten Koppelzustand bewirkenden, ersten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung bewegbar.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein zweites Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet oder vorgesehen ist, den ersten Rotor derart mit dem sechsten Element, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehtest, zu koppeln, dass die von der ersten elektrischen Maschine über den ersten Rotor bereitgestellten oder bereitstellbaren, ersten Antriebsdrehmomente an dem sechsten Element, das heißt über das sechste Element in das Koppelgetriebe einleitbar sind, mithin eingeleitet werden können. Beispielsweise ist das zweite Schaltelement zwischen einem zweiten Koppelzustand und einem zweiten Entkoppelzustand umschaltbar. In dem zweiten Koppelzustand ist mittels des zweiten Schaltelements der erste Rotor mit dem sechsten Element drehmomentübertragend, insbesondere drehtest, gekoppelt. In dem zweiten Entkoppelzustand ist beispielsweise der erste Rotor von dem sechsten Element entkoppelt, sodass über das zweite Schaltelement keine Drehmomente zwischen dem ersten Rotor und dem sechsten Element übertragen werden können, insbesondere sodass das zweite Schaltelement insbesondere um die zweite Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem ersten Rotor und dem sechsten Element zulässt. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den zweiten Koppelzustand bewirkenden, zweiten Koppelstellung und wenigstens einer den zweiten Entkoppelzustand bewirkenden, zweiten Entkoppelstellung bewegt werden.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß ein drittes Schaltelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet oder vorgesehen ist, den zweiten Rotor derart, insbesondere drehmomentübertragend und ganz insbesondere drehfest, mit dem ersten Element zu koppeln, dass die von der zweiten elektrischen Maschine über den zweiten Rotor bereitgestellten oder bereitstellbaren, zweiten Antriebsdrehmomente an dem ersten Element, das heißt über das erste Element, in das Koppelgetriebe einleitbar sind, mithin eingeleitet werden können. Beispielsweise kann das dritte Schaltelement zwischen einem dritten Koppelzustand und einem dritten Entkoppelzustand umgeschaltet werden. In dem dritten Koppelzustand ist mittels des dritten Schaltelements der zweite Rotor drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem ersten Element gekoppelt, sodass über das dritte Schaltelement Drehmomente zwischen dem zweiten Rotor und dem ersten Element übertragen werden können. In dem dritten Entkoppelzustand ist der zweite Rotor von dem ersten Element entkoppelt, sodass über das dritte Schaltelement keine Drehmomente zwischen dem zweiten Rotor und dem ersten Element übertragen werden können, insbesondere sodass das dritte Schaltelement insbesondere um die erste Planetenradsatzdrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem zweiten Rotor und dem ersten Element zulässt. Beispielsweise kann das dritte Schaltelement, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem Gehäuse, zwischen wenigstens einer den dritten Koppelzustand bewirkenden, dritten Koppelstellung und wenigstens einer den dritten Entkoppelzustand bewirkenden, dritten Entkoppelstellung bewegt werden.

Um auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften Antrieb realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Element der erste Planetenträger und das fünfte Element der zweite Planetenträger sind.

Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders kompakten Bauweise als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn an dem zweiten Element erste Planetenräder und zweite Planetenräder drehbar gehalten sind. Die ersten Planetenräder kämmen permanent mit einer ersten Verzahnung des ersten Elements, und die zweiten Planetenräder kämmen permanent mit einer dritten Verzahnung des dritten Elements. Vorzugsweise kämmen die ersten Planetenräder nicht mit der dritten Verzahnung, und vorzugsweise kämmen die zweiten Planetenräder nicht mit der ersten Verzahnung. Außerdem kämmt beispielsweise jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der zweiten Planetenräder. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass an dem fünften Element dritte Planetenräder drehbar gehalten sind. Die dritten Planetenräder kämmen permanent mit einer vierten Verzahnung des vierten Elements sowie permanent mit einer sechsten Verzahnung des sechsten Elements. Vorzugsweise kämmen die dritten Planetenräder weder mit der ersten Verzahnung noch mit der dritten Verzahnung. Außerdem ist es vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der dritten Planetenräder kämmt.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem zweiten Element erste Planetenräder drehbar gehalten, das heißt angeordnet, sind. Dabei sind an dem fünften Element zweite Planetenräder und dritte Planetenräder drehbar gehalten, das heißt angeordnet. Die ersten Planetenräder kämmen mit einer ersten Verzahnung des ersten Elements und mit einer dritten Verzahnung des dritten Elements. Die zweiten Planetenräder kämmen mit einer vierten Verzahnung des vierten Elements, und die dritten Planetenräder kämmen mit einer sechsten Verzahnung des sechsten Elements. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweiten Planetenräder nicht mit der sechsten Verzahnung kämmen, und vorzugsweise kämmen die dritten Planetenräder nicht mit der vierten Verzahnung. Ferner ist es dabei vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der zweiten Planetenräder kämmt. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der zweiten Planetenräder mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der dritten Planetenräder kämmt. Hierdurch können eine besonders kompakte Bauweise und ein besonders vorteilhafter Antrieb dargestellt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordinalia bezeichnete Ordnungszahlwörter wie zum Beispiel „erster“, „erstes“, „zweiter“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl oder Menge von Elementen anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf Begriffe referenzieren zu können, denen die Ordnungszahlwörter zugeordnet sind beziehungsweise auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen.

Um einen besonders vorteilhaften Antrieb sowie einen besonders bauraumgünstigen Aufbau des Antriebssystems realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das elektrische Antriebssystem eine erste Übersetzungsstufe aufweist, welche hinsichtlich eines ersten Drehmomentenflusses stromab der ersten Abtriebswelle und stromab des Koppelgetriebes und insbesondere stromauf eines ersten der Fahrzeugräder angeordnet ist, wobei beispielsweise das jeweilige, erste Abtriebsdrehmoment entlang des ersten Drehmomentenflusses von dem Koppelgetriebe und der ersten Abtriebswelle über die erste Übersetzungsstufe an oder auf das erste Fahrzeugrad übertragen werden kann, sodass die erste Übersetzungsstufe in dem ersten Drehmomentenfluss und dabei stromab der ersten Abtriebswelle und stromauf des ersten Fahrzeugrads angeordnet ist. Ferner ist vorzugsweise eine zweite Übersetzungsstufe vorgesehen, welche hinsichtlich eines zweiten Drehmomentenflusses stromab der zweiten Abtriebswelle und stromab des Koppelgetriebes und insbesondere stromauf des zweiten Fahrzeugrads angeordnet ist, wobei beispielsweise entlang des zweiten Drehmomentenflusses das jeweilige, zweite Abtriebsdrehmoment von dem Koppelgetriebe und der zweiten Abtriebswelle über die zweite Übersetzungsstufe auf das zweite Fahrzeugrad übertragen werden kann. Somit ist die zweite Übersetzungsstufe in dem zweiten Drehmomentenfluss und dabei stromauf des zweiten Fahrzeugrads und stromab der zweiten Abtriebswelle angeordnet. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders effizienter Antrieb der Fahrzeugräder und somit des Kraftfahrzeugs dargestellt werden.

Mit dem Begriff „Drehmomentenfluss“ ist ein von den elektrischen Maschinen ausgehender und zu den Abtriebswellen gerichteter Drehmomentenübertragungspfad gemeint.

Um den Bauraumbedarf besonders gering halten und eine besonders vorteilhafte Funktionalität schaffen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Element das erste Sonnenrad, das dritte Element das erste Hohlrad, das vierte Element das zweite Sonnenrad und das sechste Element das zweite Hohlrad sind.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Schaltelement dazu ausgebildet ist, den ersten Rotor drehfest mit dem vierten Element zu koppeln. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.

Um einen besonders bauraumgünstigen Aufbau des elektrischen Antriebssystems schaffen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Schaltelement dazu ausgebildet ist, den ersten Rotor drehfest mit dem sechsten Element zu koppeln.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das dritte Schaltelement dazu ausgebildet oder vorgesehen ist, den zweiten Rotor drehfest mit dem ersten Element zu koppeln. Dadurch kann der Bauraumbedarf des Antriebssystems besonders gering gehalten werden, insbesondere in radialer Richtung des Koppelgetriebes und somit entlang einer senkrecht zur jeweiligen Planetenradsatzdrehachse verlaufenden Gerade betrachtet.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Antriebs hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn für einen auch als erster Drehmomentenverschiebungsbetrieb bezeichneten, ersten Torque-Shift-Betrieb des Antriebssystems das erste Schaltelement geschlossen, das zweite Schaltelement offen und das dritte Schaltelement geschlossen sind.

Um einen besonders effizienten Betrieb auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass für einen Effizienz-Betrieb des elektrischen Antriebssystems das erste Schaltelement offen, das zweite Schaltelement geschlossen sowie das dritte Schaltelement offen sind.

Um einen besonders vorteilhaften Antrieb und eine besonders umfangreiche Funktionalität des Antriebssystems schaffen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass für einen auch als zweiter Drehmomentenverschiebungsbetrieb bezeichneten, zweiten Torque-Shift-Betrieb des Antriebssystems das erste Schaltelement offen, das zweite Schaltelement geschlossen und das dritte Schaltelement geschlossen sind.

Bei oder in dem jeweiligen Torque-Shift-Betrieb treiben beispielsweise beide elektrische Maschinen, das heißt beide Rotoren, das Kraftfahrzeug, insbesondere die Fahrzeugräder, an, insbesondere gleichzeitig, wobei eine Verteilung der von den elektrischen Maschinen über ihren Rotoren bereitgestellten oder bereitstellbaren Antriebsdrehmomente auf die beiden Fahrzeugräder von einem Drehmomentenverhältnis und/oder Drehzahlverhältnis der beiden elektrischen Maschinen zueinander abhängt. Somit kann beispielsweise auf eines der Fahrzeugräder mehr Drehmoment, das heißt ein größeres Drehmoment, übertragen werden als auf das andere Fahrzeugrad.

Insbesondere ist es denkbar, dass bei oder in dem ersten Torque-Shift-Betrieb bezogen auf die elektrischen Maschinen nur eine der elektrischen Maschinen, insbesondere die erste elektrische Maschine, die Fahrzeugräder antreibt, oder die eine elektrische Maschine treibt die Fahrzeugräder überwiegend, das heißt wesentlich stärker, an als die andere elektrische Maschine, wobei durch einen entsprechenden Betrieb der anderen elektrischen Maschine, insbesondere der zweiten elektrischen Maschine, das von der einen elektrischen Maschine bereitgestellte Antriebsmoment auf die beiden Fahrzeugräder verteilt wird, mithin kann durch, insbesondere entsprechendes, Betreiben der anderen elektrischen Maschine eine Verteilung des von der einen elektrischen Maschine, insbesondere von dem Rotor, der einen elektrischen Maschine, bereitgestellte Antriebsdrehmoment auf die Fahrzeugräder eingestellt, das heißt variiert werden. Somit hat beispielsweise in dem ersten Torque-Shift-Betrieb die andere elektrische Maschine keinen wesentlichen Momentenbeitrag, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. In dem zweiten Torque-Shift-Betrieb treiben beispielsweise beide elektrischen Maschinen die Fahrzeugräder, insbesondere gleich stark, an, insbesondere mit einer 50:50-Verteilung der jeweiligen Antriebsdrehmomente beziehungsweise eines aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultierenden, Gesamtdrehmoments. Beispielsweise ist der zweite Torque-Shift-Betrieb ein Boost-Betrieb, mittels welchem das Kraftfahrzeug besonders stark beschleunigt werden kann. Der Effizienz-Betrieb sieht beispielsweise vor, dass die Fahrzeugräder bezogen auf die elektrische Maschine mittels nur einer der elektrischen Maschinen angetrieben wird, während ein durch die andere elektrische Maschine bewirktes Antreiben der Fahrzeugräder unterbleibt, insbesondere während die andere elektrische Maschine deaktiviert ist, wobei insbesondere eine 50:50-Verteilung des von der einen elektrischen Maschine bereitgestellten Antriebsdrehmoments auf die Abtriebswellen und somit die Fahrzeugräder vorgesehen ist.

Es ist erkennbar, dass beispielsweise in dem ersten Torque-Shift-Betrieb eine solche Drehmomentenverschiebung oder Drehmomentenverteilung realisiert werden kann, dass eine Verteilung oder Aufteilung des von der einen elektrischen Maschine über den Rotor der einen elektrischen Maschine bereitstellbare oder bereitgestellte Antriebsdrehmoments auf die Fahrzeugräder durch Betreiben der anderen elektrischen Maschine variiert, das heißt eingestellt werden kann, insbesondere dadurch, dass die andere elektrische Maschine das Koppelgetriebe wahlweise antreibt oder abbremst. Das Koppelgetriebe weist beispielsweise eine Grundverteilung auf, gemäß welcher beispielsweise ein in das Koppelgetriebe eingeleitetes Gesamtdrehmoment auf die Abtriebswellen und über diese auf die Fahrzeugräder aufgeteilt oder verteilt wird. Insbesondere ist die Grundverteilung durch eine mechanische Konstruktion des Koppelgetriebes definiert, das heißt vorgegeben. Das Gesamtdrehmoment resultiert beispielsweise aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment, wobei beispielsweise das Gesamtdrehmoment insbesondere dann aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment resultieren kann, wenn der zweite Rotor das jeweilige, zweite Antriebsdrehmoment und, insbesondere gleichzeitig, der erste Rotor das jeweilige, erste Antriebsdrehmoment bereitstellt und das erste Antriebsdrehmoment und das zweite Antriebsdrehmoment, insbesondere gleichzeitig, in das Koppelgetriebe eingeleitet werden. Durch Betreiben der anderen elektrischen Maschine, das heißt dadurch, dass die andere elektrische Maschine das Koppelgetriebe, das heißt beispielsweise wenigstens eines der Getriebeelemente und/oder wenigstens eine der Komponenten, antreibt und/oder dadurch, dass die elektrische Maschine das Koppelgetriebe, das heißt das wenigstens eine Getriebeelement und/oder die wenigstens eine Komponente, abbremst, kann das Koppelgetriebe derart beeinflusst werden, dass beispielsweise das jeweilige, von der einen elektrischen Maschine bereitgestellte Antriebsdrehmoment beziehungsweise das Gesamtdrehmoment nicht oder nicht nur gemäß der Grundverteilung, sondern gemäß einer von der Grundverteilung unterschiedlichen Verteilung auf die Abtriebswellen und über diese auf die Fahrzeugräder aufgeteilt oder verteilt wird, wobei beispielsweise durch Variieren des Betriebs der anderen elektrischen Maschine, das heißt beispielsweise durch Variieren eines von der anderen elektrischen Maschine, insbesondere von dem Rotor der anderen elektrischen Maschine, bereitgestellten Drehmoments zum Antreiben oder Abbremsen des Koppelgetriebes die genannte Verteilung variiert werden kann. Dadurch kann beispielsweise eingestellt werden, dass das jeweilige, erste Abtriebsdrehmoment einen ersten Wert, insbesondere einen ersten Betrag, und das zweite Abtriebsdrehmoment, insbesondere gleichzeitig, einen von dem ersten Wert unterschiedlichen, zweiten Wert, insbesondere einen von dem ersten Betrag unterschiedlichen, zweiten Betrag, aufweist. Diese Drehmomentenverschiebung ist insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorteilhaft, da dann beispielsweise dem kurvenäußeren Fahrzeugrad ein größeres Drehmoment als dem kurveninneren Fahrzeugrad zugeteilt werden kann, um beispielsweise das Kraftfahrzeug aus einer Kurve vorteilhaft heraus zu beschleunigen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Fahrdynamik realisiert werden. Somit ermöglicht die Erfindung die Realisierung einer besonders hohen Leistungsfähigkeit, insbesondere im Hinblick auf eine hohe Querdynamik, insbesondere bei gleichzeitig hoher Effizient des Antriebssystems. Des Weiteren ermöglicht die Erfindung eine besonders kompakte Bauweise des Antriebssystems.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Antriebssystems;

Fig. 3 eine Schalttabelle zum Veranschaulichen von unterschiedlichen, auch als Modi oder Betriebsmodi bezeichneten Betrieben des elektrischen Antriebssystems, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, ganz insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand beispielsweise wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete, einfach auch als Achsen bezeichnete Fahrzeugachsen auf. Eine der Fahrzeugachsen ist in Fig. 1 erkennbar und mit 12 bezeichnet. Die jeweilige Fahrzeugachse weist wenigstens oder genau zwei einfach auch als Räder bezeichnete Fahrzeugräder auf. Die Fahrzeugräder der Fahrzeugachse 12 sind in Fig. 1 erkennbar und mit 14 und 16 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Fahrzeugräder 14 und 16 auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Mittels des Antriebssystems 10 können die Fahrzeugräder 14 und 16 und das Kraftfahrzeug insgesamt, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden. Die Fahrzeugräder 14 und 16 sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist.

Das elektrische Antriebssystem 10 weist eine erste elektrische Maschine 18 auf, welche einen ersten Stator 20 und einen ersten Rotor 22 aufweist. Der Rotor 22 ist mittels des Stators 20 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 20 und relativ zu einem in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Gehäuse 24 des Antriebssystems 10 drehbar. Die elektrische Maschine 18 kann über ihren ersten Rotor 22 jeweilige, erste Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 14 und 16 des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst außerdem eine zweite elektrische Maschine 25, welche einen zweiten Stator 26 und einen zweiten Rotor 28 aufweist. Mittels des Stators 26 kann der Rotor 28 angetrieben und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 26 und relativ zu dem Gehäuse 24 gedreht werden. Die elektrische Maschine 25 kann über ihren zweiten Rotor 28 jeweilige, zweite Antriebsdrehmomente zum Antreiben der Fahrzeugräder 14 und 16 und somit des Kraftfahrzeugs bereitstellen.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die jeweilige, elektrische Maschine 18, 25 als eine Axialflussmaschine (AFM) ausgebildet sein kann. Hierbei weist der jeweilige Rotor 22, 28 zwei beispielsweise als Rotorscheiben ausgebildete oder auch als Rotorscheiben bezeichnete Rotorelemente auf, welche in axialer Richtung der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 und somit entlang der jeweiligen Maschinendrehachse betrachtet voneinander beabstandet sind. Dabei ist der jeweilige Stator 20, 26 der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 in axialer Richtung der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 zwischen den jeweiligen Rotorelementen der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 angeordnet.

Der Begriff „axiale Richtung“ bezieht sich somit auf die Drehachsen der Rotoren 22, 28. Die Rotoren 22, 28 sind in diesen Ausführungsbeispielen jeweils koaxial zueinander angeordnet, so dass die Drehachsen der Rotoren 22, 28 zu einer Drehachse zusammenfallen. Auch wenn im Folgenden Begriffe wie „axial zwischen“ oder ähnliches verwendet werden, bezieht sich „axial“ auf die axiale Richtung und somit auf die Drehachse der Rotoren 22, 28.

Das Antriebssystem 10 weist außerdem ein Koppelgetriebe 30 auf, welches eine zentrale Überlagerungseinheit aufweisen oder als eine zentrale Überlagerungseinheit ausgebildet sein kann. Das Koppelgetriebe 30 weist eine erste Abtriebswelle 33 und eine zweite Abtriebswelle 35 auf. Über die Abtriebswelle 33 können erste Abtriebsdrehmomente aus dem Koppelgetriebe 30 ausgeleitet werden, sodass das Koppelgetriebe 30 die ersten Abtriebsdrehmomente über die erste Abtriebswelle 33 bereitstellen kann. Über die zweite Abtriebswelle 35 können zweite Abtriebsdrehmomente aus dem Koppelgetriebe 30 ausgeleitet werden, welches somit die zweiten Abtriebsdrehmomente über die zweite Abtriebswelle 35 bereitstellen kann. Beispielsweise resultiert das jeweilige, erste Abtriebsdrehmoment aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment, und das jeweilige, zweite Abtriebsdrehmoment resultiert beispielsweise aus dem jeweiligen, ersten Antriebsdrehmoment und/oder aus dem jeweiligen, zweiten Antriebsdrehmoment. Es ist erkennbar, dass das Fahrzeugrad 14 von der Abtriebswelle 33 und somit über die Abtriebswelle 33 von dem Koppelgetriebe 30 und über dieses von der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 angetrieben werden kann. Demzufolge kann das Fahrzeugrad 16 von der Abtriebswelle 35 und somit über die Abtriebswelle 35 von dem Koppgelgetriebe 30 und über dieses von der jeweiligen, elektrischen Maschine 18, 25 angetrieben werden.

Das Koppelgetriebe 30, insbesondere die Überlagerungseinheit, weist einen ersten Planetenradsatz 32 und einen zweiten Planetenradsatz 34 auf. Der Planetenradsatz 32 weist ein erstes Element 36, ein zweites Element 38 und ein drittes Element 40 auf, und der zweite Planetenradsatz 34 weist ein viertes Element 42, ein fünftes Element 44 und ein sechstes Element 46 auf. Bei den in den Fig. gezeigten Ausführungsformen ist das Element 36 ein erstes Sonnenrad, das zweite Element 38 ein erster Planetenträger, welcher auch als erster Steg bezeichnet wird, und das Element 40 ein erstes Hohlrad. Das vierte Element 42 ist ein zweites Sonnenrad, das fünfte Element 44 ist ein zweiter Planetenträger, welcher auch als zweiter Steg bezeichnet wird, und das sechste Element 46 ist ein zweites Hohlrad.

Es ist erkennbar, dass das zweite Element 38, insbesondere permanent, drehfest mit dem fünften Element 44 verbunden ist. Das zweite Element 38 und somit das fünfte Element 44 sind, insbesondere permanent, drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 35 verbunden. Außerdem ist das dritte Element 40, insbesondere permanent, drehfest mit der ersten Abtriebswelle 33 verbunden.

Um nun einen besonders vorteilhaften Antrieb sowie eine besonders kompakte Bauweise des elektrischen Antriebssystems 10 realisieren zu können, weist das Antriebssystem 10 ein erstes Schaltelement SE1 auf, welches dazu ausgebildet ist, den ersten Rotor 22 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit dem vierten Element 42 zu koppeln, sodass das jeweilige, von der ersten elektrischen Maschine 18 über den ersten Rotor 22 bereitgestellte oder bereitstellbare, erste Antriebsdrehmoment an dem vierten Element 42 oder über das vierte Element 42 in das Koppelgetriebe 30 eingeleitet werden kann. Vorgesehen ist auch ein zweites Schaltelement SE2, welches dazu ausgebildet ist, den ersten Rotor 22 drehmomentübertragend, insbesondere drehfeste, mit dem sechsten Element 46 zu koppeln, sodass das jeweilige, von der ersten elektrischen Maschine 18 über den ersten Rotor 22 bereitgestellte oder bereitstellbare, erste Antriebsdrehmoment an dem sechsten Element 46 beziehungsweise über das sechste Element 46 in das Koppelgetriebe 30 eingeleitet werden kann. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass den Schaltelementen SE1 und SE2 ein gemeinsames erstes Schaltteil 48 zugeordnet ist, welches beispielsweise als eine Schiebemuffe ausgebildet ist. Das erste Schaltteil 48 ist zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umschaltbar. Insbesondere kann das erste Schaltteil 48, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 24 und/oder translatorisch, zwischen wenigstens einer den ersten Zustand bewirkenden, ersten Stellung und wenigstens einer den zweiten Zustand bewirkenden, zweiten Stellung bewegt werden. Der erste Zustand ist ein erster Koppelzustand, und der zweite Zustand ist ein zweiter Koppelzustand, welcher mit einem ersten Entkoppelzustand einhergeht, wobei der erste Koppelzustand mit einem zweiten Entkoppelzustand einhergeht. Bei der ersten Ausführungsform ist insbesondere Folgendes vorgesehen: In dem ersten Koppelzustand ist mittels des Schaltelements SE1 und mittels des ersten Schaltteils 48 der Rotor 22 drehfest und somit drehmomentübertragend mit dem Element 42 verbunden. In dem zweiten Koppelzustand ist mittels des Schaltelements SE2 und mittels des ersten Schaltteils 48 der Rotor 22 drehfest und somit drehmomentübertragend mit dem Element 46 verbunden. In dem ersten Entkoppelzustand (zweiter Zustand) ist der Rotor 22 von dem Element 42 entkoppelt, sodass keine Drehmomente über das Schaltelement SE1 und das erste Schaltteil 48 zwischen dem Rotor 22 und dem Element 42 übertragen werden können und insbesondere sodass der Rotor 22 und das Element 42 um eine den Planetenradsätzen 32 und 34 gemeinsame Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind. In dem zweiten Entkoppelzustand (erster Zustand) ist der Rotor 22 von dem Element 46 entkoppelt, sodass über das Schaltelement SE2 und das erste Schaltteil 48 keine Drehmomente zwischen dem Rotor 22 und dem Element 46 übertragen werden können und insbesondere sodass der Rotor 22 und das Element 46 um die Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind.

Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst außerdem ein drittes Schaltelement SE3, welches dazu ausgebildet ist, den zweiten Rotor 28 derart mit dem ersten Element 36 zu koppeln, dass das jeweilige, von der zweiten elektrischen Maschine 25 über den zweiten Rotor 28 bereitgestellte oder bereitstellbare, zweite Antriebsdrehmoment an dem ersten Element 36 beziehungsweise über das erste Element 36 in das Koppelgetriebe 30 einleitbar ist. Bei der ersten Ausführungsform sind mittels des ersten Schaltelements SE1 der Rotor 22 und das Element 42 drehfest miteinander verbindbar, und mittels des Schaltelements SE2 sind der Rotor 22 und das Element 46 drehfest miteinander verbindbar. Außerdem sind bei der ersten Ausführungsform mittels des Schaltelements SE3 der zweite Rotor 28 und das Element 36 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, miteinander koppelbar. Hierzu ist ein zweites Schaltteil 49 vorgesehen, welches zwischen einem dritten Koppelzustand und einem dritten Entkoppelzustand umschaltbar ist. Insbesondere kann das zweite Schaltteil 49, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 24 und/oder translatorisch, zwischen wenigstens einer den dritten Koppelzustand bewirkenden, dritten Koppelstellung und wenigstens einer den dritten Entkoppelzustand bewirkenden, dritten Entkoppelstellung bewegt werden. In dem dritten Koppelzustand ist mittels des dritten Schaltelements SE3 der Rotor 28 drehtest mit dem Element 36 verbunden. In dem dritten Entkoppelzustand ist der Rotor 28 von dem Element 36 entkoppelt, sodass keine Drehmomente zwischen dem Rotor 28 und dem Element 36 über das Schaltelement SE3 und das zweite Schaltteil 49 übertragen werden können und insbesondere sodass der Rotor 28 und das Element 36 um die Planetenradsatzdrehachse relativ zueinander drehbar sind.

Bei der ersten Ausführungsform sind an dem zweiten Element 38 erste Planetenräder 50 und zweite Planetenräder 52 drehbar gehalten, das heißt angeordnet. Die ersten Planetenräder 50 kämmen permanent mit einer ersten Verzahnung des ersten Elements 36, und die zweiten Planetenräder 52 kämmen permanent mit einer dritten Verzahnung des dritten Elements 40. Ferner ist es vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder 50 mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der zweiten Planetenräder 52 kämmt. Das jeweilige Planetenrad 52 kämmt nicht mit der ersten Verzahnung des ersten Elements 36, und das jeweilige Planetenrad 50 kämmt nicht mit der dritten Verzahnung des dritten Elements 40. An dem fünften Element 44 sind dritte Planetenräder 54 drehbar gehalten, das heißt angeordnet, wobei vorzugsweise die Planetenräder 54 weder mit der ersten Verzahnung noch mit der dritten Verzahnung kämmen. Die dritten Planetenräder 54 kämmen permanent mit einer vierten Verzahnung des vierten Elements 42 sowie permanent mit einer sechsten Verzahnung des sechsten Elements 46. Beispielsweise kämmen die Planetenräder 50 weder mit der vierten Zahnung noch mit der sechsten Verzahnung. Ferner kämmen beispielsweise die Planetenräder 52 weder mit der vierten Verzahnung noch mit der sechsten Verzahnung. Dabei ist es vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder 50 mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der dritten Planetenräder 54 kämmt.

Bei den ersten Planetenrädern 50 und den dritten Planetenrädern 54 kann es sich um gestufte oder ungestufte Planetenräder handeln. Wenn die beiden Hohlräder (drittes Element 40 und sechstes Element 46) gleiche Durchmesser beziehungsweise gleiche Zähnezahl haben, sind sowohl die ersten Planetenräder 50 und die dritten Planetenräder 54 ungestuft. Wenn die die beiden Hohlräder (drittes Element 40 und sechstes Element 46) ungleiche Durchmesser beziehungsweise ungleiche Zähnezahl haben, ist ein Satz der ersten und dritten Planetenräder 50, 54 ungestuft, der andere Satz gestuft. Das Antriebssystem 10 weist außerdem eine erste Übersetzungsstufe 56 auf, welche hinsichtlich eines ersten Drehmomentenflusses, entlang welchem ober über weichen das jeweilige, erste Abtriebsdrehmoment von der ersten Abtriebswelle 33 auf das erste Fahrzeugrad 14 übertragbar ist, stromab der ersten Abtriebswelle 33 und stromab des Koppelgetriebes 30 und stromauf des Fahrzeugrads 14 in dem ersten Drehmomentenfluss angeordnet ist. Dementsprechend weist das Antriebssystem 10 eine zweite Übersetzungsstufe 58 auf, welche hinsichtlich eines zweiten Drehmomentenflusses, über weichen oder entlang welchem das jeweilige, zweite Abtriebsdrehmoment von der Abtriebswelle 35 auf das zweite Fahrzeugrad 16 übertragbar ist, stromab der zweiten Abtriebswelle 35 und stromab des Koppelgetriebes 30 und stromauf des zweiten Fahrzeugrads 16 in dem zweiten Drehmomentenfluss angeordnet ist. Vorliegend ist die jeweilige Übersetzungsstufe 56, 58 als ein jeweiliger, dritten Planetenradsatz ausgebildet, welcher ein jeweiliges, siebtes Element 60, ein jeweiliges, achtes Element 62 und ein jeweiliges, neuntes Element 64 aufweist. Die Elemente 60, 62 und 64 werden auch als Getriebeteile bezeichnet, wobei ein erstes der Getriebeteile beispielsweise ein drittes Sonnenrad, ein zweites der Getriebeteile ein dritter Planetenträger und ein drittes der Getriebeteile ein drittes Hohlrad ist. Vorliegend ist das Element 60 das dritte Sonnenrad, das Element 62 der dritte Planetenträger und das Element 64 das dritte Hohlrad. An dem Element 62 sind jeweilige, weitere Planetenräder 66 der jeweiligen Übersetzungsstufe 56, 58 drehbar gehalten, wobei das jeweilige Planetenrad 66 gleichzeitig mit dem jeweiligen Element 60 und dem jeweiligen Element 64 kämmt. Vorliegend ist die jeweilige Abtriebswelle 33, 35, insbesondere permanent, drehfest mit dem jeweiligen Element 60 der jeweiligen Übersetzungsstufe 56, 58 verbunden, wobei das jeweilige Element 62 ein jeweiliger Abtrieb oder Ausgang ist, von welchem das jeweilige Fahrzeugrad 14, 16 antreibbar ist. Das jeweilige Element 64 ist, insbesondere permanent, drehfest mit dem Gehäuse 24 verbunden.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 10. Bei der zweiten Ausführungsform sind an dem zweiten Element 38 erste Planetenräder 50 drehbar gehalten. An dem fünften Element 44 sind zweite Planetenräder 52 und dritte Planetenräder 54 drehbar gehalten. Die ersten Planetenräder 50 kämmen, insbesondere permanent, mit der ersten Verzahnung und mit der dritten Verzahnung, jedoch vorzugsweise weder mit der vierten Verzahnung noch mit der sechsten Verzahnung. Die zweiten Planetenräder 52 kämmen mit der vierten Verzahnung, aber vorzugsweise nicht mit der sechsten Verzahnung und auch nicht mit der ersten Verzahnung und nicht mit der dritten Verzahnung. Die dritten Planetenräder 54 kämmen mit der sechsten Verzahnung und vorzugsweise nicht mit der vierten Verzahnung und vorzugsweise auch nicht mit der ersten Verzahnung und auch nicht mit der dritten Verzahnung. Insbesondere kämmen die Planetenräder 50 permanent mit der ersten Verzahnung und mit der dritten Verzahnung. Außerdem kämmen die Planetenräder 52 vorzugsweise permanent mit der vierten Verzahnung, und vorzugsweise kämmen die Planetenräder 54 permanent mit der sechsten Verzahnung. Ferner ist es vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der ersten Planetenräder 50 mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der zweiten Planetenräder 52 kämmt. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils, insbesondere genau, eines der zweiten Planetenräder 52 mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der dritten Planetenräder 54 kämmt. Während somit bei der ersten Ausführungsform der erste Planetenradsatz 32 als Doppelplanetenradsatz, beziehungsweise das zweite Element 38 alsDoppelplanetenträger, ausgebildet ist, ist bei der zweiten Ausführungsform der zweite Planetenradsatz 34 beziehungsweise das fünfte Element 44 als Doppelplanetenradsatz beziehungsweise als Doppelplanetenträger ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform ist das fünfte Element 44 als Einfachplanetenträger ausgebildet, wobei bei der zweiten Ausführungsform das zweite Element 38 als Einfachplanetenträger ausgebildet ist.

Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Anbindung der zweiten Abtriebswelle 35 an das zweite Element 38 sowie an das drehfest mit dem zweiten Element 38 verbundene fünfte Element 44 axial zwischen den beiden Planetenradsätzen 32, 34 angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine Schalttabelle, anhand derer drei auch als Modi oder Betriebsmodi bezeichnete Betriebe A, B und C des elektrischen Antriebssystems 10 veranschaulicht sind. Für den oder in dem Betrieb A ist das erste Schaltelement SE1 geschlossen, das zweite Schaltelement SE2 offen und das dritte Schaltelement SE3 geschlossen. Für den oder in dem Betrieb B ist das erste Schaltelement SE1 offen, das zweite Schaltelement SE2 geschlossen und das dritte Schaltelement SE3 offen. Für den oder in dem Betrieb C ist das erste Schaltelement SE1 offen, das zweite Schaltelement SE2 geschlossen und das dritte Schaltelement SE3 geschlossen. Beispielsweise ist der Betrieb A ein erster Torque-Shift-Betrieb, welcher auch als erster Drehmomentenverschiebungsbetrieb bezeichnet wird. Beispielsweise ist der zweite Betrieb B ein Effizienz-Betrieb des Antriebssystems 10. Beispielsweise ist der Betrieb C ein zweiter Torque-Shift-Betrieb, welcher auch als zweiter Drehmomentenverschiebungsbetrieb des Antriebssystems 10 bezeichnet wird.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 10. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform nur in zweierlei Hinsicht: als Alternative zu der Anordnung der Übersetzungsstufen 56, 58 sind die Übersetzungsstufen 56, 58 bei der dritten Ausführungsform hinsichtlich eines von den elektrischen Maschinen 18, 25 ausgehenden Drehmomentenflusses stromaufwärts von dem Koppelgetriebe 30 angeordnet; es ist zusätzlich ein viertes Schaltelement SE4 vorgesehen, mittels welchem der erste Rotor 22 mit dem zweiten Rotor 28 gekoppelt werden kann, wobei das vierte Schaltelement SE4 hinsichtlich des von den elektrischen Maschinen 18, 25 ausgehenden Drehmomentenflusses stromaufwärts von dem Koppelgetriebe 30 angeordnet ist.

Beide genannten Unterschiede können selbstverständlich in gleicher weise auch bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform zur Anwendung kommen. Beide genannten Unterschiede sind jeweils für sich vorteilhaft und können jedes für sich genommen vorteilhaft auf die erste oder die zweite Ausführungsform angewandt werden.

Bei der dritten Ausführungsform ist der zweite Rotor 28 drehfest mit dem siebten Element 60 der zweiten Übersetzungsstufe 58 verbunden. Das achte Element 62 der zweiten Übersetzungsstufe 58 ist mittels des dritten Schaltelementes SE3 drehfest mit dem ersten Element 36 verbindbar. Die zweite Übersetzungsstufe 56 ist dabei vorteilhaft axial auf einer der ersten elektrischen Maschine 18 abgewandten Seite der zweiten elektrischen Maschine 28 angeordnet.

Das dritte Schaltelement SE3 kann bei der dritten Ausführungsform hinsichtlich des von der zweiten elektrischen Maschine 25 ausgehenden Drehmomentenflusses alternativ auch zwischen der zweiten elektrischen Maschine 28 und der zweiten Übersetzungsstufe 58 angeordnet sein.

Ferner ist bei der dritten Ausführungsform der erste Rotor 22 drehfest mit dem siebten Element 60 der ersten Übersetzungsstufe 56 verbunden, wobei das achte Element 62 der ersten Übersetzungsstufe 56 mittels des ersten Schaltelementes SE1 drehfest mit dem vierten Element 42 verbunden werden kann und mittels des zweiten Schaltelementes SE2 drehfest mit dem sechsten Element 46 verbunden werden kann.

Mittels des vierten Schaltelementes SE4 kann der erste Rotor 22 drehfest mit dem zweiten Rotor 28 verbunden werden. Bei geschlossenem viertem Schaltelement SE4 und geöffnetem dritten Schaltelement SE3 können gleichzeitig beide elektrische Maschinen 18, 25 ihre Leistung über das vierte Element 42 oder über das sechste Element 46 in das Koppelgetriebe 30 einleiten.

Dem vierten Schaltelement SE4 ist in dem dritten Ausführungsbeispiel ein drittes Schaltteil 67 zugeordnet.

Im Falle der dritten Ausführungsform ist das zweite Element 38 ohne eine zwischengeschaltete weitere Übersetzungsstufe mit dem zweiten Fahrzeugrad 16, insbesondere drehfest, gekoppelt. Das dritte Element 40 ist ohne eine zwischengeschaltete weitere Übersetzungsstufe mit dem ersten Fahrzeugrad 14, insbesondere drehfest, gekoppelt.

Bezugszeichenliste

10 elektrisches Antriebssystem

12 Fahrzeugachse

14 Fahrzeugrad

16 Fahrzeugrad

18 erste elektrische Maschine

20 erster Stator

22 erster Rotor

24 Gehäuse

25 zweite elektrische Maschine

26 zweiter Stator

28 zweiter Rotor

30 Koppelgetriebe

32 erster Planetenradsatz

33 erste Abtriebswelle

34 zweiter Planetenradsatz

35 zweite Abtriebswelle

36 erstes Element

38 zweites Element

40 drittes Element

42 viertes Element

44 fünftes Element

46 sechstes Element

48 erstes Schaltteil

49 zweites Schaltteil

50 erstes Planetenrad

52 zweites Planetenrad

54 drittes Planetenrad

56 erste Übersetzungsstufe

58 zweite Übersetzungsstufe

60 siebtes Element

62 achtes Element

64 neuntes Element

66 weiteres Planetenrad

67 drittes Schaltteil

SE1 erstes Schaltelement SE2 zweites Schaltelement

SE3 drittes Schaltelement

SE4 viertes Schaltelement

A erster Betrieb

B zweiter Betrieb

C dritter Betrieb