鉅大LARGE | 點擊量：2118次 | 2018年06月24日
飛輪電池就是什么，何謂飛輪儲能電池
飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，它突破了化學電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。眾所周知，當飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉(zhuǎn)換成電能的。高技術(shù)型的飛輪用于儲存電能，就很像標準電池。飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動下，電機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池"充電"增加了飛輪的轉(zhuǎn)速從而增大其功能；放電時，電機則以發(fā)電機狀態(tài)運轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能（動能）到電能的轉(zhuǎn)換。當飛輪電池發(fā)出電的時，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，飛輪電池的飛輪是在真空環(huán)境下運轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速極高（高達200000r/min，使用的軸承為非接觸式磁軸承。據(jù)稱，飛輪電池比能呈可達150W·h/kg，比功率達5000-10000W/kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統(tǒng)公司已用最新研制的飛輪池成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km，由到96km/h加速時間為6.5秒。
歐美國家已出現(xiàn)實用化產(chǎn)品，而我國在這方面的研究才剛剛起步。
何謂飛輪儲能電池
飛輪儲能電池系統(tǒng)包括三個核心部分：一個飛輪，電動機—發(fā)電機和電力電子變換裝置。
電力電子變換裝置從外部輸入電能驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪儲存動能（機械能），當外部負載需要能量時，用飛輪帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將動能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電力電子變換裝置變成負載所需要的各種頻率、電壓等級的電能，以滿足不同的需求。由于輸入、輸出是彼此獨立的，設(shè)計時常將電動機和發(fā)電機用一臺電機來實現(xiàn)，輸入輸出變換器也合并成一個，這樣就可以大大減少系統(tǒng)的大小和重量。同時由于在實際工作中，飛輪的轉(zhuǎn)速可達40000～50000r/min，一般金屬制成的飛輪無法承受這樣高的轉(zhuǎn)速，所以飛輪一般都采用碳纖維制成，既輕又強，進一步減少了整個系統(tǒng)的重量，同時，為了減少充放電過程中的能量損耗（主要是摩擦力損耗），電機和飛輪都使用磁軸承，使其懸浮，以減少機械摩擦；同時將飛輪和電機放置在真空容器中，以減少空氣摩擦。這樣飛輪電池的凈效率（輸入輸出）達95%左右。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
實際使用的飛輪裝置中，主要包括以下部件：飛輪、軸、軸承、電機、真空容器和電力電子變換器。飛輪是整個電池裝置的核心部件，它直接決定了整個裝置的儲能多少，它儲存的能量由公式E=jw^2決定。式中j為飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，與飛輪的形狀和重量有關(guān)；為飛輪的旋轉(zhuǎn)角速度。
電力電子變換器通常是由MOSFET和IGBT組成的雙向逆變器，它們的原理不再敘述，它們決定了飛輪裝置能量輸入輸出量的大小。
使用最多最廣的儲能電池無疑是化學電池，它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存，再轉(zhuǎn)化為電能輸出，它價格低廉，技術(shù)成熟，但污染嚴重，效率低下，充電時間長，用電時間短，使用過程中電能不易控制。
另一儲能電池是超導(dǎo)電池，它把電能轉(zhuǎn)化為磁能儲存在超導(dǎo)線圈的磁場中，由于超導(dǎo)狀態(tài)下線圈沒有電阻，所以能量損耗非常小，效率也高，對環(huán)境污染也小。但由于超導(dǎo)狀態(tài)是線圈處于極低溫度下才能實現(xiàn)，維持線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)所需要的低溫需耗費大量能源，而且維持裝置過大，不易小型化，所以家用市場前景不強。
飛輪電池則兼顧了兩者的優(yōu)點，雖然近階段的價格較高，但伴隨著技術(shù)的進步，必將有一個非常廣闊的前景。
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