[發明專利]磁懸浮飛輪儲能系統的制造方法及其系統

無效

• 申請號: 01126564.7
• 申請日: 2001-08-28
• 公開（公告）號: CN1333144A
• 公開（公告）日: 2002-01-30
• 發明（設計）人: 嚴密;唐蔭溥;唐濟民
• 申請（專利權）人: 嚴密;唐蔭溥
• 主分類號: B60K6/06
• 分類號: B60K6/06;B60K1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及磁懸浮飛輪儲能系統的制造方法及其系統。

磁懸浮飛輪儲能系統(在下文中，簡稱為飛輪系統)是一種非常高效、清潔、適合移動、以貯存機械能代替貯存電能的二次儲電裝置，它可用作蓄電池和不間斷電源，尤其適合交通工具用作就車儲能動力源。

從工作原理而言，飛輪系統相當于一種特型的旋轉磁極式永磁電機。在目前的現有技術中，飛輪系統由殼體、飛輪、電樞(所述電樞為電樞繞組的統稱，通常包括電樞齒和電樞軛，在僅用于發電時，亦可只包括電樞軛，在下文中均統稱為電樞)、磁軸承和普通電機控制電路等部件構成；其殼體主體采用鋼材(包括鋼合金)制造，殼體上有普通外接抽真空裝置的密封接頭，殼體內工作氣壓為10^-3Pa至4×10^-6Pa；其飛輪由經過預充磁的永磁體、鋼材和纖維增強塑料復合材料(所述材料是由碳素/玻璃纖維與環氧樹脂、酚醛樹脂或不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂復合而成材料的統稱，在下文中，簡稱為FRP材料)復合而成，借助磁軸承飛輪可磁懸浮在殼體內，借助電樞和電機控制電路，充電時飛輪的極限轉速可達200,000轉/每分鐘或以上(在下文中，每分鐘轉速簡稱為RPM)，將電能轉換為飛輪的動能并儲存起來，在放電時則把飛輪的動能轉換為電能向外輸出；其電樞工作位置是固定的，磁軸承則采用超導磁軸承或普通的專門磁軸承。例如美國專利說明書US-5214981(在下文中，該說明書所述系統簡稱為ARCH系統)和US-5124605(在下文中，該說明書所述系統簡稱為AFS系統)所述系統就是這種結構的飛輪系統。

公知，飛輪系統由于其飛輪轉速極高、借助磁懸浮和高真空工作環境又大大降低了摩擦損耗，因而得以儲存較多能量與能量利用率高；由于借助電機瞬時峰值功率的特點，故飛輪系統能實現快充電和大功率輸出；又由于其能量轉換工作不通過電化學反應進行，因而不存在化學污染、不受化學反應副生成物對其極限循環壽命的影響和工作時不受低溫制約。所以，飛輪系統與同為二次儲電裝置的二次化學電池相比，具有比能量高、比功率大、充電快、極限循環壽命長、耐候性好、無廢氣廢料污染和全壽命周期成本低等突出優點。現有飛輪系統與有代表性的二次化學電池若干技術性能比較見下表：

?能量密度??(Wh/kg)??功率密度??(W/kg)??極限循環??次數(次)???100％DOD??充電時間(hr)??美國先進電池聯合體??????(USABC)?????長期目標????200????400????1,000????3～6??磁懸浮飛輪儲能系統????270??10,000????4,000????0.25????鉛/酸電池????40????130????750????8????鉛布電池????50????500????900????0.6????鋰離子電池????100????200????1,200????2～4??常溫鋰聚合物電池????200??50～60????300????4????鎳/氫電池????80????200????1,000????0.5????鎳/鎘電池????55????91????2,000????6.5