[发明专利]用于电动车辆的具有无级变速装置的驱动系和用于运行该驱动系的方法

说明书

本发明涉及一种用于全电动车辆的驱动系，所述驱动系包括电机(1)、被驱动轮(2)和布置在电机(1)和被驱动轮(2)之间并且在所述电机和被驱动轮之间提供驱动连接的传动装置(3)，所述传动装置(3)至少包括提供固定第一速比的第一减速级(31)、提供可变速比的变速器单元(40)和第二减速级(32)，所述第二减速级在其输入齿轮(35)和输出齿轮(36)之间提供固定的第二速比，其中，所述输入齿轮(35)与所述变速器单元(40)的所述输出轴一体地旋转。根据本发明，在所述电机(1)和所述从动轮(2)之间由传动装置(3)提供的最大总速比至少为20∶1。

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆、尤其乘用车或在电动车辆、尤其乘用车中的驱动系，所述驱动系具有：电机(EM)，其也被称为电动机/发电机装置；一个或多个被驱动轮；并且具有将EM驱动连接、即旋转耦合到被驱动轮的传动装置。典型地，所述传动装置在EM和被驱动轮之间提供固定速(减速)比。这种由传动装置提供的速比一方面决定了最大可达到车辆速度，并且另一方面决定了在被驱动轮处在静止状态下的最大可达到扭矩水平，该扭矩水平决定了电动车辆的(包含所谓的爬坡能力在内的)启动性能。

背景技术

指出，在本公开的上下文中，术语“电动车辆”应理解为是指纯电动车辆，即不包括所谓的混合动力车辆。换句话说，目前所考虑的驱动系仅包括电机作为原动力并且尤其不包括附加于或替代于该电机地连接到、或至少可连接到被驱动轮上的内燃机。

由于EM典型地具有比已知的内燃机(ICE)宽得多的可达到转速范围，所以这种固定比传动装置可以给电动车辆驱动系提供合理的动态性能。尽管如此，最大车辆速度受EM的最大转速限制。为了克服这种限制，已经在现有技术中提出了将双速变速装置包括在传动装置中，使得可以在EM和被驱动轮之间选择低速挡或高速挡。通过这种双速变速装置，可以在不影响(在低速档中的)车辆启动性能的情况下增大(在高速档中的)最大可达到车辆速度。附加地，双速变速装置允许对电动车辆驱动系的运行效率的改进，因为EM由此可以与车辆速度有关地以两个速度值中的一个速度值来运行，尤其是以给驱动系提供更高效率的那个值运行。

多(即3或更多)速变速装置，包括无级变速装置(CVT)在内，目前还没有应用在已知的电动车辆驱动系中，至少没有商业化，因为利用双速变速装置已经可以在驱动轮处在静止时产生充足扭矩同时仍能实现通常的最大车辆速度，甚至与传统ICE驱动系相比也如此。然而，根据本发明并且与上述普遍见解和现有技术设计构思不同，无级变速装置、或至少该无级变速装置的被称为变速器单元的关键部件(即，使该变速器单元的输入轴和输出轴之间的速比变化所至少需要的那些部件)，可以给电动车辆驱动系提供意想不到的技术优点。尤其根据本发明，通过将变速器单元包括在电动车辆驱动系的传动装置中，可以明显地使EM小型化。为此，本发明依赖于EM的不太被熟知的特性，即EM的最大扭矩水平、即峰值扭矩水平在很大程度上决定了其物理尺寸、重量和单位成本，而该EM的峰值功率水平典型地仅是次要因素。因此，通过将变速器单元包括在电动车辆驱动系中，有利地在不大幅影响EM峰值功率的情况下、即有利地不大幅影响电动车辆的功率规格和启动性能的情况下至少按照该EM的峰值扭矩水平使EM小型化。而且，还可以使EM的连续功率，以及很大程度上由该EM连续功率决定的最大车辆速度可以至少在合理的小型化比例中保持基本上不受这种小型化影响。

发明内容

例如，根据本发明，在电动车辆运行期间从EM所要求的峰值扭矩可以有利地降低到三分之一至三分之二之间，典型地其方式是，将变速器单元包含在电动车辆驱动系中。附加地，在运行期间从EM所要求的最大转速典型地可以有利地由此降低15％至35％。尤其根据本发明，这样小型化的EM的特征优选是，至少在该EM的速度范围的主要部分内，即在超过50％的部分内，作为EM转速的函数的EM峰值扭矩至少基本恒定。然而优选，对于EM速度范围的至少80％，更优选至少90％甚至95％，EM峰值扭矩是恒定的。因此，几乎不影响电动车辆的EM峰值功率。优选，EM设计为在其整个速度范围中、即直至其最大运行速度产生其峰值扭矩。