气动马达能量多级利用的控制方法

技术领域

本发明涉及一种气动马达能量多级利用的控制方法，属于节能减排领域。

背景技术

能源是人类生存和发展的重要物质基础，也是推动国民经济发展的强大动力。压缩空气储能是一种储能方式，因其具有寿命长、容量大、成本低、环境污染小等优点而备受关注，但是目前与蓄电池等相比，压缩空气储能的循环效率比较低。压缩气体从储气罐流出，经减压阀减压后流入气缸。减压导致压缩气体做功能力的下降。气动马达的排气的压力高于环境大气的压力，这些排出的气体还具有一些做功的能力，排出压力高于环境大气压力的气体也导致了气动发动机所携带的压缩气体的能量的损失。气动马达膨胀比为固定时会导致压缩气体有效能量的损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，通过压缩空气带动气动马达发电，并且利用提出了气动马达能量多级利用的控制方法。

气动马达将压缩空气的能量转换成连续回转的机械能，气动马达具有价格低廉、操作使用方便、易于维护、无级变速等优点。气动马达作为膨胀机的时候，其排气的温度会低于环境温度，因此气动马达的排气具有制冷的潜力，在用户需要降温的时候可以用气动马达的排气进行制冷；气动马达作为压缩机的时候，气动马达在产生压缩空气的同时，压缩空气的温度会升高，因此，气动马达作为压缩机的时候可以为用户供暖。

本发明通过电磁阀的并联提高了气动马达的供气系统的流量要求和响应时间，并通过调节不同电磁阀的开启时间和关闭时间实现了气动马达的可变膨胀比和压缩比，提高了气动马达的能量利用率。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术解决方案：

一种气动马达能量多级利用的控制装置，其特征在于：压缩机(1)与气动马达(2)相连接，气动马达(2)与发电机(4)通过扭矩传感器(3)相连接，然后发电机(4)与继电器一(5)相连，继电器一(5)与超级电容(9)连接，超级电容(9)通过继电器四(13)与DC/AC(14)相连接，DC/AC(14)与用户(15)连接；超级电容(9)与双向DC-DC(10)连接，再与储能电池(8)连接，储能电池(8)与继电器三(12)连接，继电器三(12)通过DC/AC(14)相连接，然后与用户(15)构成一个封闭的系统；超级电容(9)通过复合电源能量管理器(11)与储能电池(8)相连接；

发电机(4)与继电器二(6)连接，继电器二(6)通过与储能电池(8)连接，储能电池(8)与继电器三(12)连接，继电器三(12)通过DC/AC(14)相连接，然后与用户(15)连接。

气动马达(2)与换热器一(16)连接，换热器一(16)与用户(15)连接；

压缩机(1)与换热器二(17)连接，换热器二(17)与用户(15)连接。

一种气动马达能量多级利用的控制方法，主要包括气动马达发电系统、气动马达制冷和供暖系统、气动马达可调膨胀比和压缩比系统。

所述的气动马达发电系统包括：压缩机(1)、气动马达(2)、扭矩传感器(3)、发电机(4)、继电器一(5)、继电器二(6)、储能电池(8)、超级电容(9)、双向DC-DC(10)、复合电源能量管理器(11)、继电器三(12)、继电器四(13)、DC/AC(14)、用户(15)。

所述气动马达制冷和供暖系统包括：用户(15)、蒸发器一(16)、蒸发器二(17)、气缸盖(18)、气缸(19)、活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)、压力传感器一(24)、温度传感器一(25)、温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)、压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)、管路一(44)、管路二(45)。其中压力传感器一(24)、温度传感器一(25)安装在气缸(19)上；温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)安装在管路一(44)上；压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)安装在管路二(45)上；管路一(44)和管路二(45)安装在气缸盖(18)上；活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)在气缸(19)内；由于气动马达可以正反转，以及气动马达具有膨胀和压缩模式，所以管路一(44)、管路二(45)既可以为进气管路也可以为排气管路；在本发明中，当气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，管路一(44)为进气管路，管路一(45)为排气管路；若气动马达(2)反转时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；当气动马达(2)为压缩机模式时，发电机(4)正转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；若发电机(4)反转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

所述气动马达可调膨胀比和压缩比系统包括：压缩机(1)、气动马达(2)、扭矩传感器(3)、发电机(4)、电网(7)、气缸盖(18)、气缸(19)、活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)、压力传感器一(24)、温度传感器一(25)、温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)、压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)、管路一(44)、管路二(45)。其中压力传感器一(24)、温度传感器一(25)安装在气缸(19)上；温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)安装在管路一(44)上；压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)安装在管路二(45)上；管路一(44)和管路二(45)安装在气缸盖(18)上；活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)在气缸(19)内；由于气动马达可以正反转，以及气动马达具有膨胀和压缩模式，所以管路一(44)、管路二(45)既可以为进气管路也可以为排气管路；在本发明中，当气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，管路一(44)为进气管路，管路一(45)为排气管路；若气动马达(2)反转时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；当气动马达(2)为压缩机模式时，发电机(4)正转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；若发电机(4)反转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

所述气动马达能量多级利用的控制方法的工作原理为：当电网(7)处于用电高峰时，此时气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，压缩空气通过进气管路一(44)进入气缸(19)的过程中经过温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)，从而驱动气动马达(2)时，气动马达(2)通过扭矩传感器(3)带动发电机(4)进行发电，并根据储能电池(8)、超级电容(9)的核电荷量(state of charge，简称SOC)以及用户(15)的功率需求，通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制进入气缸(19)空气的缸内压力(24)压力和空气流量，从而也可以控制气动马达(2)的膨胀比；进入气缸(19)内的空气推动活塞(20)做功；发电机(4)产生电能，通过复合电源能量管理器(11)根据当前储能电池(8)和超级电容(9)的SOC，控制相应的继电器一(5)和继电器二(6)的闭合和关闭状态，从而完成给储能电池(8)和超级电容(9)的充电过程。最后根据用户(15)对功率和能量的需要，通过控制继电器三(12)和继电器四(13)的闭合和关闭状态，实现储能电池(8)和超级电容(9)给用户(15)提供电能。当用户(15)需要制冷时，压缩空气在气动马达(2)膨胀做功后，经过排气管路二(45)，并通过根据用户(15)制冷量的需求，调节电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，调节排出的压缩空气的流量，间接控制压缩空气制冷量的大小，最后经过换热器一(16)完成换热，完成用户(15)制冷量的需求。当气动马达(2)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为排气管路，管路二(45)为进气管路。

当电网(7)处于用电低谷时，此时气动马达(2)为为压缩机模式时，电网(7)给发电机(4)供电，若发电机(4)正转，发电机(4)通过扭矩传感器(3)带动气动马达(2)产生压缩空气。根据用户(15)对供暖的需求，以及产生压缩空气压力的大小，通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制产生压缩空气的流量、压力和供热量，最后经过换热器二(17)完成换热，完成用户(15)供热量的需求。当发电机(4)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

气动马达(2)可调膨胀比的实现方法：

压缩空气通过进气管路一(44)进入气缸(19)的过程中经过温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)进入气缸(19)内，根据储能电池(8)、超级电容(9)SOC以及用户(15)电量的，通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈信号；首先确定电磁阀的开启数量，当储能电池(8)和超级电容的(9)SOC较低时，且用户(15)需求的电量较大时，电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)处于并联状态，并且电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)的开启时间处于最大值，此时保证气动马达(2)的输出功率为最大值；当储能电池(8)和超级电容的(9)SOC大于75％时，且用户(15)没有功率需求时，此时保证气动马达(2)的高效运行；此时通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时刻以及开启持续时间，让气动马达(2)的膨胀比处于理论设计值。通过发电机(4)的转速和扭矩，以流量计(32)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)开启和关闭的数量，满足气动马达(2)输出功率。曲轴(22)与气缸中心线之间的夹角为θ，通过编码器(23)检测曲轴(22)的转角θ，通过θ确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启和关闭时间；通过缸内压力传感器(24)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)开启和关闭的持续时间。

气动马达(2)可调压缩比的实现方法：

电网(7)给发电机(4)供电，发电机(4)通过扭矩传感器(3)带动气动马达(2)产生压缩空气。通过调节发电机(4)的转速和扭矩，间接控制气动马达(2)产生压缩空气压力和流量的大小；通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八的开启时刻以及开启持续时间，让气动马达(2)的压缩比处于理论设计值。通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制产生压缩空气的流量、压力和供热量，最后经过换热器二(17)完成换热，完成用户(15)供热量的需求。当发电机(4)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

与现有技术方案相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提出了气动马达的制冷方法，提高了气动马达的能量利用率，提高了整体系统的能量效率。当气动马达为膨胀机模式时，气动马达除了产生电能外，其排气具有制冷的潜力，气动马达可以为用户提供所需的制冷量。

2、本发明提出了气动马达的供暖方法，当气动马达为压缩机模式时，气动马达除了产生压缩空气外，气动马达还具有供暖的潜力，可以为用户提供所需的热量。

3、本发明提出了气动马达可调膨胀比和压缩比的模式，可以兼顾气动马达的输出功率和输出效率，优化了能量的利用率。

附图说明

图1是一种气动马达能量多级利用的控制方法原理示意图。

图2是图1中气动马达(2)的详细说明图。

图中：1、压缩机；2、气动马达；3、扭矩传感器；4、发电机；5、继电器一；6、继电器二；7、电网；8、储能电池；9、超级电容；10、双向DC/DC；11、复合电源能量管理器；12、继电器三；13、DC/AC；14、继电器四；15、用户；16、蒸发器一；17、蒸发器二；18、气缸盖；19、气缸；20、活塞；21、连杆；22、曲轴；23、编码器；24、压力传感器一；25、温度传感器一；26、温度传感器二；27、压力传感器二；28、电磁阀一；29、电磁阀二；30、电磁阀三；31、电磁阀四；32、流量计一；33、温度传感器三；34、压力传感器三；35、压力传感器四；36、温度传感器四；37、流量计二；38、电磁阀五；39、电磁阀六；40、电磁阀七；41、电磁阀八；42、压力传感器五；43、压力传感器五；44、管路一；45、管路二。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种气动马达能量多级利用的控制方法，该技术方案主要包括气动马达发电系统、气动马达制冷和供暖系统、气动马达可调膨胀比和压缩比系统。

具体包括：1、压缩机；2、气动马达；3、扭矩传感器；4、发电机；5、继电器一；6、继电器二；7、电网；8、储能电池；9、超级电容；10、双向DC/DC；11、复合电源能量管理器；12、继电器三；13、DC/AC；14、继电器四；15、用户；16、蒸发器一；17、蒸发器二；18、气缸盖；19、气缸；20、活塞；21、连杆；22、曲轴；23、编码器；24、压力传感器一；25、温度传感器一；26、温度传感器二；27、压力传感器二；28、电磁阀一；29、电磁阀二；30、电磁阀三；31、电磁阀四；32、流量计一；33、温度传感器三；34、压力传感器三；35、压力传感器四；36、温度传感器四；37、流量计二；38、电磁阀五；39、电磁阀六；40、电磁阀七；41、电磁阀八；42、压力传感器五；43、压力传感器五；44、管路一；45、管路二。

所述的气动马达发电系统包括：压缩机(1)、气动马达(2)、扭矩传感器(3)、发电机(4)、继电器一(5)、继电器二(6)、储能电池(8)、超级电容(9)、双向DC-DC(10)、复合电源能量管理器(11)、继电器三(12)、继电器四(13)、DC/AC(14)、用户(15)。

所述气动马达制冷和供暖系统包括：压缩机(1)、气动马达(2)、扭矩传感器(3)、发电机(4)、用户(15)、蒸发器一(16)、蒸发器二(17)、气缸盖(18)、气缸(19)、活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)、压力传感器一(24)、温度传感器一(25)、温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)、压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)、管路一(44)、管路二(45)。其中压力传感器一(24)、温度传感器一(25)安装在气缸(19)上；温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)安装在管路一(44)上；压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)安装在管路二(45)上；管路一(44)和管路二(45)安装在气缸盖(18)上；活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)在气缸(19)内；由于气动马达可以正反转，以及气动马达具有膨胀和压缩模式，所以管路一(44)、管路二(45)既可以为进气管路也可以为排气管路；在本发明中，当气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，管路一(44)为进气管路，管路一(45)为排气管路；若气动马达(2)反转时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；当气动马达(2)为压缩机模式时，发电机(4)正转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；若发电机(4)反转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

所述气动马达可调膨胀比和压缩比系统包括：压缩机(1)、气动马达(2)、扭矩传感器(3)、发电机(4)、电网(7)、气缸盖(18)、气缸(19)、活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)、压力传感器一(24)、温度传感器一(25)、温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)、压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)、管路一(44)、管路二(45)。其中压力传感器一(24)、温度传感器一(25)安装在气缸(19)上；温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)安装在管路一(44)上；压力传感器四(35)、温度传感器四(36)、流量计二(37)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)、压力传感器五(42)、温度传感器五(43)安装在管路二(45)上；管路一(44)和管路二(45)安装在气缸盖(18)上；活塞(20)、连杆(21)、曲轴(22)、编码器(23)在气缸(19)内；由于气动马达可以正反转，以及气动马达具有膨胀和压缩模式，所以管路一(44)、管路二(45)既可以为进气管路也可以为排气管路；在本发明中，当气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，管路一(44)为进气管路，管路一(45)为排气管路；若气动马达(2)反转时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；当气动马达(2)为压缩机模式时，发电机(4)正转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路二(45)为进气管路，管路一(44)为排气管路；若发电机(4)反转带动气动马达(2)产生压缩空气时，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

以下结合附图详细说明气动马达能量多级利用的控制方法的工作原理：

当电网(7)处于用电高峰时，此时气动马达(2)为膨胀机模式时，且气动马达(2)正转时，压缩空气通过进气管路一(44)进入气缸(19)的过程中经过温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)，从而驱动气动马达(2)时，气动马达(2)通过扭矩传感器(3)带动发电机(4)进行发电，并根据储能电池(8)、超级电容(9)的核电荷量(state of charge，简称SOC)以及用户(15)的功率需求，通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制进入气缸(19)空气的缸内压力(24)压力和空气流量，从而也可以控制气动马达(2)的膨胀比，让气动马达(2)高效运行；进入气缸(19)内的空气推动活塞(20)做功；发电机(4)产生电能，通过复合电源能量管理器(11)根据当前储能电池(8)和超级电容(9)的SOC，控制相应的继电器一(5)和继电器二(6)的闭合和关闭状态，从而完成给储能电池(8)和超级电容(9)的充电过程。最后根据用户(15)对功率和能量的需要，通过控制继电器三(12)和继电器四(13)的闭合和关闭状态，实现储能电池(8)和超级电容(9)给用户(15)提供电能。当用户(15)需要制冷时，压缩空气在气动马达(2)膨胀做功后，经过排气管路二(45)，并通过根据用户(15)制冷量的需求，调节电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，调节排出的压缩空气的流量，间接控制压缩空气制冷量的大小，最后经过换热器一(16)完成换热，完成用户(15)制冷量的需求。当气动马达(2)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为排气管路，管路二(45)为进气管路。

当电网(7)处于用电低谷时，此时气动马达(2)为为压缩机模式时，电网(7)给发电机(4)供电，若发电机(4)正转，发电机(4)通过扭矩传感器(3)带动气动马达(2)产生压缩空气。根据用户(15)对供暖的需求，以及产生压缩空气压力的大小，通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制产生压缩空气的流量、压力和供热量，最后经过换热器二(17)完成换热，完成用户(15)供热量的需求。当发电机(4)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。

气动马达(2)可调膨胀比的实现方法：

压缩空气通过进气管路一(44)进入气缸(19)的过程中经过温度传感器二(26)、压力传感器二(27)、电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、流量计一(32)、温度传感器三(33)、压力传感器三(34)进入气缸(19)内，根据储能电池(8)、超级电容(9)SOC以及用户(15)电量的，通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈信号；首先确定电磁阀的开启数量，当储能电池(8)和超级电容的(9)SOC较低时，且用户(15)需求的电量较大时，电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)处于并联状态，并且电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)的开启时间处于最大值，此时保证气动马达(2)的输出功率为最大值；当储能电池(8)和超级电容的(9)SOC较高时，且用户(15)需求的电量较小时，此时保证气动马达(2)的效率最高；此时通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时刻以及开启持续时间，让气动马达(2)的膨胀比处于理论最佳值。通过发电机(4)的转速和扭矩，以流量计(32)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)开启和关闭的数量，满足气动马达(2)输出功率。曲轴(22)与气缸中心线之间的夹角为θ，通过编码器(23)检测曲轴(22)的转角θ，通过θ确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启和关闭时间；通过缸内压力传感器(24)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)开启和关闭的持续时间。

气动马达(2)可调压缩比的实现方法：

电网(7)给发电机(4)供电，发电机(4)通过扭矩传感器(3)带动气动马达(2)产生压缩空气。通过调节发电机(4)的转速和扭矩，间接控制气动马达(2)产生压缩空气压力和流量的大小；通过缸内压力传感器(24)和编码器(23)作为反馈，确定电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八的开启时刻以及开启持续时间，让气动马达(2)的压缩比处于理论设计值。通过调节电磁阀一(28)、电磁阀二(29)、电磁阀三(30)、电磁阀四(31)、电磁阀五(38)、电磁阀六(39)、电磁阀七(40)、电磁阀八(41)的开启时间、关闭时间以及开启和关闭的电磁阀的顺序和数量，间接控制产生压缩空气的流量、压力和供热量，最后经过换热器二(17)完成换热，完成用户(15)供热量的需求。当发电机(4)反转时，原理都是相同的，管路一(44)为进气管路，管路二(45)为排气管路。