[發明專利]一種應用于機械外骨骼的混合動力系統及最優控制方法

在審

• 申請號: 201610026013.5
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105564530A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 陳寧;劉爽;彭偉;馬云龍;譚亞敏;王琨;何磊;徐東旭
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;B60K6/36
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 朱海東

1.一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：該系統為并聯式動力系統，所述并聯式動力系統包括機械動力傳輸系統，電力傳輸系統和液壓油傳輸系統；

所述機械動力傳輸系統包括汽油機和電動機，所述汽油機和電動機分別與混合動力變速器相連，汽油機和電動機既能單獨向混合動力變速器提供動力又能共同向混合動力變速器提供動力；

所述電力傳輸系統包括發電機和轉換系統，所述發電機與混合動力變速器相連，發電機通過轉換系統向電動機提供電源；

所述液壓油傳輸系統包括油泵和傳動系統，所述油泵與混合動力變速器相連，油泵通過傳動系統向機械外骨骼提供動力。

2.根據權利要求1所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述轉換系統包括逆變器和蓄電池，所述逆變器與發電機相連后又與蓄電池相連，所述蓄電池與電動機相連。

3.根據權利要求1所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述蓄電池采用鋰電池。

4.根據權利要求1所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述傳動系統包括伺服閥和油缸，所述伺服閥與油泵連接后又與油缸相連，所述油缸與機械外骨骼相連。

5.根據權利要求4所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：還包括油箱和蓄能器，所述油箱與油泵相連，所述蓄能器與油泵相連后又與伺服閥相連。

6.根據權利要求1所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述汽油機通過離合器Ⅱ與混合動力變速器相連；所述電動機通過離合器Ⅰ與混合動力變速器相連。

7.根據權利要求1至6任一項所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述混合動力變速器包括兩塊側板（1），所述兩塊側板（1）之間通過套筒（12）間隔安裝有軸承Ⅰ（2），軸承Ⅱ（3）和軸承Ⅲ（4），所述軸承Ⅰ（2）上安裝有齒輪Ⅰ（5），所述軸承Ⅱ（3）上安裝有同軸的齒輪Ⅱ（6）和齒輪Ⅲ（7），所述軸承Ⅲ（4）上安裝有齒輪Ⅳ（8），所述齒輪Ⅰ（5）通過皮帶Ⅰ（9）與齒輪Ⅱ（6）相連接傳輸構成一級減速，所述齒輪Ⅲ（7）通過皮帶Ⅱ（10）與齒輪Ⅳ（8）相連接傳輸構成二級減速。

8.根據權利要求7所述一種應用于機械外骨骼的混合動力系統，其特征在于：所述一級減速的減速比為3，所述二級減速的減速比為4，所述軸承Ⅰ（2）上還安裝有飛輪（11）。

9.一種利用權利要求1至6任一項所述機械外骨骼的混合動力系統的最優控制方法，其特征在于：

將汽油機作為混合動力系統的主驅動源,電力驅動系統作為混合動力系統的輔助驅動源，根據電動機電流的變化，通過電動機電流的反饋作用，即將反饋電流值作為開啟與關閉汽油機的開關信號，這樣電動機對汽油機的輸出轉矩能夠起到削峰填谷的作用；然后利用最小二乘法擬合實驗數據，通過多組實驗數據得到擬合公式，最后利用擬合的函數多項式求極值得到混合度。

10.根據權利要求9所述一種機械外骨骼的混合動力系統的最優控制方法，其特征在于：混合度為0.33時，電動機的峰值功率與汽油機的峰值功率比為1：3，混合動力系統效率最高，節油率最大。