CN205311340U - 电动轿车电动换挡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动车领域，具体涉及一种电动轿车电动换挡系统。包括电子换挡手柄、电动换挡系统控制器、变速箱、驱动电机、驱动电机控制器和选换挡执行机构，电子换挡手柄输出端与电动换挡系统控制器电连接，驱动电机控制器信号输入端与电动换挡系统控制器电连接，输出端与驱动电机控制端连接，驱动电机输出轴与变速箱输入轴连接，选换挡执行机构控制端与电动换挡系统控制器电连接，输出端与变速箱的换挡拨叉固定连接，变速箱的车速信号输出端与电动换挡系统控制器电连接。换挡准确高效，成功率高。将电动换挡系统控制器和变速箱固定在副车架上，选换挡执行机构固定在变速箱上，且不需要配合超越离合器使用，结构简单，占用车内空间小。

Description

电动轿车电动换挡系统

技术领域

本实用新型涉及电动车技术领域，具体涉及一种电动轿车电动换挡系统。

背景技术

目前的纯电动车主要使用减速箱和手动换挡方案(MT)。由于只有一个挡位，所以为保证车辆的最高车速、加速时间等动力性指标达到较高水平，以达到车辆具备商品性的目的，则需要选择功率、转速等性能参数都较高的电机。如果车辆选择的电机性能较高，一方面会增大电机的成本；另一方面，电动轿车受能量源技术瓶颈的影响，续驶里程十分有限，所以一般在城市或者市郊运行，车速一般在30km/h-60km/h的中低速车速范围，而电动轿车的最高车速国标要求＞80km/h，则会导致在最常用的车辆行驶速度下，无法发挥电机的高效区。

使用两挡箱可有效解决以上问题。对于电动轿车，两挡变速箱一般会配合超越离合器使用。超越离合器可以实现在电机转速大于车辆转速时(加油门)处于结合状态，而在电机转速小于车辆转速时(松开油门)自动断开电机和变速箱的连接，处于断开状态，这时可以进行换挡操作。但是松开油门时，由于惯性的原因，电机转速降低速度太慢，超越离合器延迟脱离，经常出现挂挡困难或挂挡失败，特别是在高车速下，挂挡失败率大幅度升高。且增挡时换挡转动惯量增加，导致进挡及同步的磨损加剧，零件故障率上升。同时，使用超越离合器时由于松开油门会使得电机和车轮连接断开，很难实现制动能量(电磁式超越离合器可实现，但是成本升高明显)。而采用两挡变速箱配合超越离合器使用，部件较多，结构复杂，占用空间大，不利于整车其它部件的布置。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种挂挡容易、制动能量高且结构简单，利于车内其它部件布置的电动轿车电动换挡系统。

本发明的技术方案为：一种电动轿车电动换挡系统，包括电子换挡手柄、电动换挡系统控制器、变速箱、驱动电机和驱动电机控制器，还包括选换挡执行机构，所述电子换挡手柄输出端与电动换挡系统控制器电连接，所述驱动电机控制器信号输入端与电动换挡系统控制器电连接，信号输出端与驱动电机控制端连接，所述驱动电机输出轴与变速箱输入轴连接，所述选换挡执行机构控制端与电动换挡系统控制器电连接，输出端与变速箱的换挡拨叉固定连接，所述变速箱的车速信号输出端与电动换挡系统控制器电连接。

进一步的，所述选换挡执行机构包括换挡电机、减速齿轮、齿轮转轴和换挡球头臂，所述换挡电机的输出轴与减速齿轮啮合，所述减速齿轮中部设有套筒，所述套筒套设于齿轮转轴上，所述套筒外套设有换挡拨头，所述换挡拨头底部与减速齿轮上端面固定连接，所述换挡拨头端部设有球窝，所述换挡球头臂的球头端固定于球窝内，所述换挡球头臂另一端与变速箱的换挡拨叉固定连接。

进一步的，所述减速齿轮的中部周向均匀开有第一减震元件定位槽，所述换挡拨头底部开有与第一减震元件定位槽对应的第二减震元件定位槽，所述第一减震元件定位槽和第二减震元件定位槽相互配合形成的空间内固定有减震弹性元件。

进一步的，所述选换挡执行机构底部固定有支架，所述支架与变速箱螺纹连接。

进一步的，所述驱动电机控制器与电动换挡系统控制器之间通过CAN线连接。

进一步的，所述电动换挡系统控制器和变速箱均固定于副车架上。

进一步的，所述电子换挡手柄固定于副仪表板上。

进一步的，所述选换挡执行机构的端面与驱动电机的端面贴合，并通过螺栓连接。

本实用新型的有益效果：将电动换挡系统控制器和变速箱固定在副车架上，选换挡执行机构固定在变速箱上，且不需要配合超越离合器使用，结构简单，占用车内空间小，有利于车内其它零部件的布置。通过调节驱动电机转速与变速箱一致后，再采用选换挡执行机构控制变速箱换挡，换挡准确高效，成功率高。且移植性强，可普遍使用在两挡箱或者多挡箱的电动轿车上。而选换挡执行机构内部设置减震弹性元件，减少了换挡冲击，提高了驾驶舒适性。

附图说明

图1为本实用新型连接原理示意图；

图2为本实用新型安装结构示意图；

图3为本实用新型选换挡执行机构、变速箱、驱动电机的分解结构示意图；

图4为选换挡执行机构俯视图；

图5为图4沿A-A向剖视图；

图6为第一减震元件定位槽，减震弹性元件和换挡拨头的结构示意图；

图7为第二减震元件定位槽，减震弹性元件和减速齿轮的结构示意图；

图中：1—电子换挡手柄，2—连接线束，3—两挡变速箱，4—选换挡执行机构，401—换挡电机，402—换挡电机输出轴，403—减速齿轮，404—齿轮转轴，405—换挡拨头，406—换挡球头臂，407—换挡拨叉，408—套筒，409—减震弹簧，410—拨头卡板，411—拨头卡槽，412—第一减震元件定位槽，413—第二减震元件定位槽，414—球窝，5—电动换挡系统控制器，6—副车架，7—驱动电机控制器，8—驱动电机，9—支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其它实施例都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示，本实用新型包括电子换挡手柄1、连接线束2、两挡变速箱3、选换挡执行机构4、电动换挡系统控制器5、驱动电机控制器7、驱动电机8。电动换挡系统控制器5和两挡变速箱3均固定于副车架6上，电子换挡手柄1固定于副仪表板上。电子换挡手柄1的输出端通过连接线束2与电动换挡系统控制器5电连接，驱动电机控制器8信号输入端通过CAN线与电动换挡系统控制器5连接，信号输出端与驱动电机8控制端连接，选换挡执行机构4控制端与电动换挡系统控制器5通过硬线连接，两挡变速箱3的车速信号输出端与电动换挡系统控制器5电连接。

如图3-5所示，选换挡执行机构4底部固定连接有一个支架9，两挡变速箱3一侧设有螺纹孔，支架9与两挡变速箱3侧面固定连接，从而将选换挡执行机构4固定在两挡变速箱3上。选换挡执行机构4的端面与驱动电机8的端面贴合，并通过螺栓连接。驱动电机8的输出轴与两挡变速箱3的输入轴同轴固定连接。选换挡执行机构4包括换挡电机401、减速齿轮403、齿轮转轴404和换挡球头臂406。换挡电机输出轴402与减速齿轮403啮合，减速齿轮403中部设有套筒408，套筒408套设于齿轮转轴404上。套筒408外套设有换挡拨头405，换挡拨头405端部连接有换挡球头臂406，换挡球头臂406端部与两挡变速箱3的换挡拨叉407固定连接。本实用新型除了适用与两挡变速箱3，还适用于多挡变速箱。

如图6和7所示，减速齿轮403的中部周向均匀开有第一减震元件定位槽412，换挡拨头405底部开有与第一减震元件定位槽412对应的第二减震元件定位槽413，第一减震元件定位槽412和第二减震元件定位槽413相互配合形成的空间内固定有减震弹簧409。换挡拨头405底部设有拨头卡板410，减速齿轮403上端面设有拨头卡槽411，拨头卡板410固定于拨头卡槽411内。换挡拨头405端部设有球窝414，换挡球头臂406的球头端固定于球窝414内。

当电子换挡手柄1输入换挡信号至电动换挡系统控制器5时，电动换挡系统控制器5根据两挡变速箱3反馈的车速对驱动电机控制器7发出控制信号。由于摘挡或者换挡过程中要求输入轴和输出轴转速相当，若此时电机存在扭矩，会导致摘挡及挂挡时为稳定转速驱动电机施加额外力矩，额外力矩造成拨叉推动同步器与齿轮结合时产生附加力，该附加力矩会使得同步器退出或者前进困难，增加换挡失败率。因此，驱动电机控制器7控制驱动电机8的转速，使驱动电机8的转速与两挡变速箱3的转速一致，防止驱动电机8存在扭矩。然后再控制选换挡执行机构4执行换挡操作，选换挡执行机构4正转或者翻转，从而带动与之啮合的减速齿轮403转动，从而带动换挡拨头405转动，最后使换挡拨叉407按照规定方向转动，从而实现两挡变速箱3的换挡。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动轿车电动换挡系统，包括电子换挡手柄(1)、电动换挡系统控制器(5)、变速箱、驱动电机(8)和驱动电机控制器(7)，其特征在于：还包括选换挡执行机构(4)，所述电子换挡手柄(1)输出端与电动换挡系统控制器(5)电连接，所述驱动电机控制器(7)信号输入端与电动换挡系统控制器(5)电连接，信号输出端与驱动电机(8)控制端连接，所述驱动电机(8)输出轴与变速箱输入轴连接，所述选换挡执行机构(4)控制端与电动换挡系统控制器(5)电连接，输出端与变速箱的换挡拨叉(407)固定连接，所述变速箱的车速信号输出端与电动换挡系统控制器(5)电连接。

2.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述选换挡执行机构(4)包括换挡电机(401)、减速齿轮(403)、齿轮转轴(404)和换挡球头臂(406)，换挡电机(401)的输出轴与减速齿轮(403)啮合，所述减速齿轮(403)中部设有套筒(408)，所述套筒(408)套设于齿轮转轴(404)上，所述套筒(408)外套设有换挡拨头(405)，所述换挡拨头(405)底部与减速齿轮(403)上端面固定连接，所述换挡拨头(405)端部设有球窝(414)，所述换挡球头臂(406)的球头端固定于球窝(414)内，所述换挡球头臂(406)另一端与变速箱的换挡拨叉(407)固定连接。

3.如权利要求2所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述减速齿轮(403)的中部周向均匀开有第一减震元件定位槽(412)，所述换挡拨头(405)底部开有与第一减震元件定位槽(412)对应的第二减震元件定位槽(413)，所述第一减震元件定位槽(412)和第二减震元件定位槽(413)相互配合形成的空间内固定有减震弹性元件。

4.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述选换挡执行机构(4)底部固定有支架(9)，所述支架(9)与变速箱螺纹连接。

5.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述驱动电机控制器(7)与电动换挡系统控制器(5)之间通过CAN线连接。

6.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述电动换挡系统控制器(5)和变速箱均固定于副车架(6)上。

7.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述电子换挡手柄(1)固定于副仪表板上。

8.如权利要求1所述的电动轿车电动换挡系统，其特征在于：所述选换挡执行机构(4)的端面与驱动电机(8)的端面贴合，并通过螺栓连接。