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1、飞轮电池在轿车中应用：摘要 本文通过对传统汽车油耗分析、能源的利 用率，和飞轮电池在轿车上能源利用的对 比，进一步证实了飞轮电池的节能效果。 这对飞轮电池在实际生产生活中会起到方 向性的作用。 飞轮电池的技术不够完善，所以还需进一 步的技术优化，从而更好的用于实践。 1.飞轮电池介绍 飞轮储能技术是一种新 兴的电能存储技术，它 与超导储能技术、燃料 电池技术等一样，都是 近年来出现的有很大发 展前景的储能技术。 起源：飞轮电池是90 年代才提出的新概念电 池，它突破了化学电池 的局限，用物理方法实 现储能。 2.飞轮电池工作原理n飞轮储能电池系统 包括三个核心部分 ：一个飞轮，电动 机发电机和
2、电力 电子变换装置。 n工作原理电力电子变换装置 从外部输入电能驱动电动机 旋转，电动机带动飞轮旋转 ，飞轮储存动能（机械能） ，当外部负载需要能量时， 用飞轮带动发电机旋转，将 动能转化为电能，再通过电 力电子变换装置变成负载所 需要的各种频率、电压等级 的电能，以满足不同的需求 。 3飞轮储能原理4飞轮储能装置简介 飞轮储能装置主要包括3 个核心部分：飞轮、电 机和电力电子装置。它 最基本的工作原理就是 ，将外界输入的电能通 过电动机转化为飞轮转 动的动能储存起来，当 外界需要电能的时候， 又通过发电机将飞轮的 动能转化为电能，输出 到外部负载，要求空闲 运转时候损耗非常小 国外利用飞轮电
3、池 的发展状况n1994年，美国阿贡（ANL）国家实验室用碳纤维试制一个储 能飞轮：直径38厘米，质量为 11千克，采用超导磁悬浮，飞 轮线速度达1000米秒。它储的能量可将10个100瓦灯泡点燃 25小时。该实验室目前正在开发储能为50千瓦小时的储能 轮，最终目标是使其储能达5000千瓦小时的储能飞轮。一个 发电功率为100万千瓦的电厂，约需这样的储能轮200个。 n日本曾利用飞轮“比功率”高的特性设计了一个引发可控热核 聚变的装置。该装置的飞轮直径达6.45米，高1米，重255吨 。它所储存的能量与挂有150个车厢的列车以100千米小时 的速度行驶时所具有的能量相当。n美国TEXAS大学已
4、研制出一汽车用飞轮电池，电池在车辆需 要时，可提供150KW的能量，能加速满载车辆到100km/h。 飞轮电池优越性 比能量 飞轮电池比镍氢电池大23倍 比功率 飞轮电池高于一般化学蓄电池和内燃机， 其快速充电可在十八分钟内完成且能量储存时间 长。 寿命长既能超快速充电也无化学电他的损寿问题 ，整个电池的使用寿命远长于各种化学蓄电池。 飞轮为纯机械结构，不会像内燃机产生排 气污染 。飞轮电池 与其他电池的比较电池和超导电池等储能装置的诸多优点 ，主要有：(1)能量密度高：储能密度可达100200 w.h/kg，功 率密度可达5 000l0 000 w/kg。 (2)能量转换效率高：工作效率高达
5、百分之90。 (3)体积小、重量轻：飞轮直径约二十多厘米，总重在 十几千克左右。 (4)工作温度范围宽：对环境温度没有严格要求。 (5)使用寿命长：不受重复深度放电影响，能够循环几 百万次运行，预期寿命20年以上。 (6)低损耗、低维护：磁悬浮轴承和真空环境使机械损 耗可以被忽略，系统维护周期长。 飞轮电池汽车市场前景 n飞轮电池因具有清洁、高效、充放电迅捷 、不污染环境等特点而受到汽车行业的广 泛重视。预计21世纪飞轮电池将会是电动汽 车行业的研究热点。n作为一种新兴的储能方式，飞轮电池所拥 有传统化学电池无法比拟的优点已被人们 广泛认同，它非常符合未来储能技术的发 展方向。 飞轮电池汽车产业市场投资调研 一辆用二十节直径为 230mm，质量为13.64kg 的飞轮电池的汽车，用市 电充电需要6小时，快速 充电只需15分钟，一次充 电行驶里程可达560公里 。 电机的双重功能。充电时 飞轮中的电机以电动机的 形式运行，在外接电源的 驱动下带动飞轮旋转，达 到极高的转速，从而完成 电能机械能转换的储能 过程；放电时，飞轮中的 电机以发电机的状态运行 ，在飞轮的带动下对外输 出电能，完成机械能电 能转换的释放过程。
