[发明专利]一种换挡机构、变速器、动力总成及电动车

说明书

本申请提供了一种换挡机构、变速器、动力总成及电动车。该换挡机构包括传动齿轮、齿毂、单向离合器和滑动连接装置。传动齿轮具有绕轴孔设置的第一凸壁和第二凸壁。第一凸壁的端部设置有第一齿形结构，第二凸壁的直径小于第一凸壁的直径。齿毂套设于第二凸壁。单向离合器设置于齿毂与第二凸壁之间。滑动连接装置套设于齿毂，滑动连接装置可沿朝向或者背离传动齿轮的方向滑动；滑动连接装置的端部设置有第二齿形结构；第二齿形结构与第一齿形结构啮合时，传动齿轮与旋转轴同步转动；第二齿形结构与第一齿形结构断开时，传动齿轮与旋转轴可同步转动或差速转动。该换挡机构可以提升换挡动力传递的稳定性，从而使电动车的驾驶性能改善。

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及到一种换挡机构、变速器、动力总成及电动车。

背景技术

电动车由电机驱动，电机输出的动力经过变速器减速增扭，然后通过与变速器传动连接的半轴(也称为驱动轴，driver shaft)传递至车轮，以驱动电动车行驶。

由于单挡减速器只能在有限的车速范围(例如小于150km/h)内寻找最佳的速比来实现成本和效率的平衡，而电机高效区集中在中低转速，单挡减速器固定速比无法调节电机的工作点。另外，采用单挡减速器，在达到更高车速时，由于电机自身的特性，高转速下电机将进入恒功率区，电机输出扭矩大幅下降，从而导致电动车在高转速下动力不足。因此，目前的两挡变速器是电动车领域未来一大发展趋势，两挡变速器可通过改变速比调节电机运行的工作点来提升其在高转速下的输出扭矩，同时也可提升效率。

两挡变速器的换挡过程可通过换挡机构来实现。而换挡机构在实现换挡的过程中的动力传递的稳定性，是影响电动车驾驶平稳性的重要因素。

发明内容

本申请提供了一种换挡机构、变速器、动力总成及电动车，用以提升换挡机构在换挡过程中动力传递的稳定性，从而提升电动车的驾驶性能。

第一方面，本申请提供一种换挡机构，该换挡机构包括传动齿轮、齿毂、单向离合器和滑动连接装置。其中，传动齿轮包括本体，本体的端面设置有第一凸壁和第二凸壁；第一凸壁绕本体的轴孔设置，且第一凸壁的背离本体的端部设置有第一齿形结构。第二凸壁与第一凸壁设置于本体的同一侧，第二凸壁绕本体的轴孔设置，且第二凸壁的直径小于第一凸壁的直径。齿毂套设于第二凸壁，单向离合器设置于齿毂与第二凸壁之间，且单向离合器的内座圈与第二凸壁连接，单向离合器的外座圈与齿毂连接。

具体设置滑动连接装置时，滑动连接装置可与齿毂径向固定，且滑动连接装置在齿毂的表面可沿朝向或者背离传动齿轮的方向滑动。在本申请一个可能的实现方式中，滑动连接装置可以包括支撑架、滚动件和滑套。其中，支撑架套设于齿毂，且支撑架与齿毂径向固定。另外，在支撑架的朝向第一凸壁的端部设置有第二齿形结构，该第二齿形结构可与第一凸壁的第一齿形结构相啮合。支撑架还设置有安装槽，滚动件安装于安装槽，且滚动件与齿毂的表面接触。滑套套设于支撑架，滚动件限位于滑套与齿毂之间，滑套可带动支撑架和滚动件在齿毂的表面沿朝向或者背离传动齿轮的方向滑动。

在本申请一个可能的实现方式中，当第二齿形结构与第一齿形结构相啮合时，传动齿轮与齿毂同步转动。在本申请中，可通过第二齿形结构与第一齿形结构稳定的啮合，来避免单向离合器受到动力波动导致单向离合器松开使得动力传递丢失，保证传动齿轮与齿毂之间进行稳定的动力传输。另外，当第二齿形结构与第一齿形结构分离时，在一种情况下，仍可使单向离合器将二者进行锁定，则可实现二者的同步转动。在另一种情况下，可使单向离合器处于打开的状态，单向离合器不对二者的相对运动进行阻碍，则可实现二者之间的差速转动。

在本申请一个可能的实现方式中，换挡机构还可以包括旋转轴，该旋转轴穿设于本体的轴孔内。另外，齿毂可与旋转轴固定连接，这样即可使上述的传动齿轮与齿毂之间的动力传输转换为传动齿轮与旋转轴之间的动力传输，以便于换挡机构通过旋转轴实现与电动车的车轮之间的动力传输。