[发明专利]一种应用于机械外骨骼的混合动力系统及最优控制方法

权利要求书

1.一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：该系统为并联式动力系统，所述并联式动力系统包括机械动力传输系统，电力传输系统和液压油传输系统；

所述机械动力传输系统包括汽油机和电动机，所述汽油机和电动机分别与混合动力变速器相连，汽油机和电动机既能单独向混合动力变速器提供动力又能共同向混合动力变速器提供动力；

所述电力传输系统包括发电机和转换系统，所述发电机与混合动力变速器相连，发电机通过转换系统向电动机提供电源；

所述液压油传输系统包括油泵和传动系统，所述油泵与混合动力变速器相连，油泵通过传动系统向机械外骨骼提供动力。

2.根据权利要求1所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述转换系统包括逆变器和蓄电池，所述逆变器与发电机相连后又与蓄电池相连，所述蓄电池与电动机相连。

3.根据权利要求1所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述蓄电池采用锂电池。

4.根据权利要求1所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述传动系统包括伺服阀和油缸，所述伺服阀与油泵连接后又与油缸相连，所述油缸与机械外骨骼相连。

5.根据权利要求4所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：还包括油箱和蓄能器，所述油箱与油泵相连，所述蓄能器与油泵相连后又与伺服阀相连。

6.根据权利要求1所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述汽油机通过离合器Ⅱ与混合动力变速器相连；所述电动机通过离合器Ⅰ与混合动力变速器相连。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述混合动力变速器包括两块侧板（1），所述两块侧板（1）之间通过套筒（12）间隔安装有轴承Ⅰ（2），轴承Ⅱ（3）和轴承Ⅲ（4），所述轴承Ⅰ（2）上安装有齿轮Ⅰ（5），所述轴承Ⅱ（3）上安装有同轴的齿轮Ⅱ（6）和齿轮Ⅲ（7），所述轴承Ⅲ（4）上安装有齿轮Ⅳ（8），所述齿轮Ⅰ（5）通过皮带Ⅰ（9）与齿轮Ⅱ（6）相连接传输构成一级减速，所述齿轮Ⅲ（7）通过皮带Ⅱ（10）与齿轮Ⅳ（8）相连接传输构成二级减速。

8.根据权利要求7所述一种应用于机械外骨骼的混合动力系统，其特征在于：所述一级减速的减速比为3，所述二级减速的减速比为4，所述轴承Ⅰ（2）上还安装有飞轮（11）。

9.一种利用权利要求1至6任一项所述机械外骨骼的混合动力系统的最优控制方法，其特征在于：

将汽油机作为混合动力系统的主驱动源,电力驱动系统作为混合动力系统的辅助驱动源，根据电动机电流的变化，通过电动机电流的反馈作用，即将反馈电流值作为开启与关闭汽油机的开关信号，这样电动机对汽油机的输出转矩能够起到削峰填谷的作用；然后利用最小二乘法拟合实验数据，通过多组实验数据得到拟合公式，最后利用拟合的函数多项式求极值得到混合度。

10.根据权利要求9所述一种机械外骨骼的混合动力系统的最优控制方法，其特征在于：混合度为0.33时，电动机的峰值功率与汽油机的峰值功率比为1：3，混合动力系统效率最高，节油率最大。