[发明专利]换挡装置及电动汽车

说明书

本发明涉及一种用于电动汽车的换挡装置及包括这种换挡装置的电动汽车。该换挡装置包括拨叉、滚珠丝杠组件、导杆和换挡电机，滚珠丝杠组件包括传动连接的丝杠和丝杠螺母，换挡电机能够使得丝杠转动，进而使得丝杠螺母直线运动，导杆的一端或者两端被固定，拨叉与丝杠螺母固定连接，在丝杠螺母中形成有平行于丝杠延伸的导向孔，导杆从导向孔中穿过。本发明的换挡装置及电动汽车结构简单，能够稳定可靠地实现换挡。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域。具体地，本发明涉及一种换挡装置及包括这种换挡装置的电动汽车。

背景技术

电动汽车采用电控系统控制安装在驱动桥上的电机的电压或者电流，实现对电机驱动转矩和旋转方向的控制。由于电控系统电机可以实现电机反转，故纯电动汽车相比于传统汽车来说不需要设置倒挡装置。然而如果仅设置单前进挡变速器又很难以满足用户和车厂的行驶性能要求，故电动汽车的变速器可以设有两挡，由电机驱动换挡装置移动拨叉，拨叉拨动齿套来实现换挡。

CN 106838300 A公开了一种自动同步换挡系统及电动汽车。其中，换挡电机直接驱动丝杠，进而带动螺母套沿丝杠移动，拨叉的安装轴通过耳板接合螺母套两侧的连接柱，当螺母套移动时，带动拨叉围绕安装轴摆动，从而实现换挡。在这种配置下，电机的输出扭矩首先通过滚珠丝杠装置转化为线性运动，又通过耳板转化为拨叉的摆动，传动路径复杂，且无法实现对拨叉换挡位置的精准控制。另外，由于螺母套在沿丝杠移动时还具有相对丝杠轴线转动的趋势，这种转动运动被拨叉的耳板限制，很可能会引起拨叉的振动，导致换挡不稳定。

CN 103557316 A公开了一种丝杠螺母换挡机构。其中，丝杠螺母与拨叉固定连接，螺母在丝杠上移动时的转动趋势同样由拨叉来限制，也容易引起拨叉的振动，造成较大的噪音并导致换挡不稳定。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种结构简单、稳定可靠并能尽量减小换挡噪音的换挡装置及具有这种换挡装置的电动汽车。

上述问题通过根据本发明的一种用于电动汽车的换挡装置而得到解决。该换挡装置包括拨叉、滚珠丝杠组件、导杆和换挡电机，所述滚珠丝杠组件包括传动连接的丝杠和丝杠螺母，换挡电机能够使得丝杠转动，进而使得丝杠螺母直线运动，导杆的一端或者两端被固定。根据本发明的技术方案，拨叉与丝杠螺母固定连接，在丝杠螺母中形成有平行于丝杠延伸的导向孔，导杆从导向孔中穿过。拨叉与丝杠螺母固定连接，可以将丝杠的线性运动直接传递给拨叉，确保了换挡位置的精准可靠并减产少了用于传动的部件，同时，一端或者两端固定的导杆穿过丝杠螺母上的导向孔来限制丝杠螺母的转动运动，提高了拨叉运动的稳定性，并且降低了在换挡时由于拨叉摆动造成的噪音，此外减小了导杆脱落对减速箱造成二次损坏的风险。

根据本发明的一个优选实施例，丝杠螺母上设有两个平行的导向孔，两个导杆分别从两个导向孔中穿过。优选地，所述两个平行的导杆与丝杠的中心轴线不在同一平面内，即三者构成三角形结构，从而形成了更加稳定的结构，使得换挡运动更加平顺。

根据本发明的另一个优选实施例，换挡电机通过齿轮组与丝杠传动连接。优选地，该齿轮组包括相互啮合的主动齿轮和冠状齿轮，主动齿轮与换挡电机抗扭连接，冠状齿轮与丝杠抗扭连接。齿轮组可以改变换挡电机输出扭矩的方向和转速，便于实现对拨叉的精准控制。

根据本发明的另一优选实施例，拨叉与丝杠螺母一体形成，因此降低了部件数量并简化了制造工艺。优选地，拨叉与丝杠螺母通过铸造形成，从而既保证了对拨叉的刚度要求，又能够降低在换挡运行时导杆与导向孔之间的接触噪音。这种配置减少了换挡装置的部件数量，降低了成本，并提高了换挡控制的精确性。

根据本发明的另一优选实施例，拨叉和丝杠螺母由不同的材料制成，并通过嵌接或螺栓连接的方式连接在一起。由不同的材料制成的拨叉和丝杠螺母可以分别具有不同的机械性能，从而满足不同的要求。