工业设计有关飞轮电池的应用

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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.飞轮电池工作原理飞轮储能电池系统包括三个核

2、心部分：一个飞轮，电动机—发电机和电力电子变换装置。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

3、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池的发展状况1994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2～5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。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，

4、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。美国TEXAS大学已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2－3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

5、储能装置的诸多优点，主要有：(1)能量密度高：储能密度可达100～200w.h/kg，功率密度可达5000～l0000w/kg。(2)能量转换效率高：工作效率高达百分之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飞轮电池因具有清洁、高效、充放电迅捷、不污染环境等特点

6、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。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

7、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。