[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)及最優(yōu)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610026013.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN105564530A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寧;劉爽;彭偉;馬云龍;譚亞敏;王琨;何磊;徐東旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/032
• 分類號(hào): B62D57/032;B60K6/36
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 朱海東

1.一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)為并聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)，所述并聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)包括機(jī)械動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，電力傳輸系統(tǒng)和液壓油傳輸系統(tǒng)；

所述機(jī)械動(dòng)力傳輸系統(tǒng)包括汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)，所述汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)分別與混合動(dòng)力變速器相連，汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)既能單獨(dú)向混合動(dòng)力變速器提供動(dòng)力又能共同向混合動(dòng)力變速器提供動(dòng)力；

所述電力傳輸系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)與混合動(dòng)力變速器相連，發(fā)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)向電動(dòng)機(jī)提供電源；

所述液壓油傳輸系統(tǒng)包括油泵和傳動(dòng)系統(tǒng)，所述油泵與混合動(dòng)力變速器相連，油泵通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)向機(jī)械外骨骼提供動(dòng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括逆變器和蓄電池，所述逆變器與發(fā)電機(jī)相連后又與蓄電池相連，所述蓄電池與電動(dòng)機(jī)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述蓄電池采用鋰電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述傳動(dòng)系統(tǒng)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(jī)械外骨骼相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述汽油機(jī)通過(guò)離合器Ⅱ與混合動(dòng)力變速器相連；所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器Ⅰ與混合動(dòng)力變速器相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述混合動(dòng)力變速器包括兩塊側(cè)板（1），所述兩塊側(cè)板（1）之間通過(guò)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(guò)皮帶Ⅰ（9）與齒輪Ⅱ（6）相連接傳輸構(gòu)成一級(jí)減速，所述齒輪Ⅲ（7）通過(guò)皮帶Ⅱ（10）與齒輪Ⅳ（8）相連接傳輸構(gòu)成二級(jí)減速。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種應(yīng)用于機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述一級(jí)減速的減速比為3，所述二級(jí)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(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法，其特征在于：

將汽油機(jī)作為混合動(dòng)力系統(tǒng)的主驅(qū)動(dòng)源,電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為混合動(dòng)力系統(tǒng)的輔助驅(qū)動(dòng)源，根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流的變化，通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的反饋?zhàn)饔茫磳⒎答侂娏髦底鳛殚_啟與關(guān)閉汽油機(jī)的開關(guān)信號(hào)，這樣電動(dòng)機(jī)對(duì)汽油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能夠起到削峰填谷的作用；然后利用最小二乘法擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到擬合公式，最后利用擬合的函數(shù)多項(xiàng)式求極值得到混合度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種機(jī)械外骨骼的混合動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法，其特征在于：混合度為0.33時(shí)，電動(dòng)機(jī)的峰值功率與汽油機(jī)的峰值功率比為1：3，混合動(dòng)力系統(tǒng)效率最高，節(jié)油率最大。