[實(shí)用新型]一種用于電動(dòng)汽車(chē)的磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320675384.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203632454U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高輝;申景金;付蓉;馬海嘯;榮麗娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K7/02
• 分類號(hào): H02K7/02;F16C32/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池，尤其涉及一種用于電動(dòng)汽車(chē)的磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池，可作為電動(dòng)汽車(chē)輔助電源使用。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)由動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)，具有高效節(jié)能、低噪聲、零排放等優(yōu)點(diǎn)，其規(guī)模化應(yīng)用將有效解決能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)作為未來(lái)主要交通工具，對(duì)其啟動(dòng)、加速、爬坡等性能及續(xù)航里程提出一定要求，而這些性能很大程度上取決于動(dòng)力電池性能。目前，可用于電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋅-空氣電池和鋰離子電池，鋰離子電池由于具有工作電壓高、比功率大、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小等優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)汽車(chē)最具潛力的動(dòng)力電池。但是由于鋰離子電池造價(jià)昂貴、續(xù)航里程小、循環(huán)使用壽命短等缺點(diǎn)，將制約其在電動(dòng)汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，尤其在電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng)、爬坡等過(guò)程中，需要?jiǎng)恿﹄姵乜焖佟⑸疃确烹姡佑绊懫涫褂脡勖?/p>

磁懸浮飛輪電池以其比能量高、比功率大、充電快、壽命長(zhǎng)、無(wú)任何廢氣廢料污染等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、醫(yī)療器械、工業(yè)設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域，磁懸浮飛輪電池主要分為永磁型和主動(dòng)控制型。永磁型磁懸浮飛輪電池通過(guò)徑向和軸向的永久磁鐵實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能飛輪的被動(dòng)懸浮，主動(dòng)控制磁懸浮飛輪電池通過(guò)徑向和軸向的電磁線圈實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能飛輪的主動(dòng)控制。

由于電動(dòng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中存在隨意啟停、加減速現(xiàn)象，能量轉(zhuǎn)換頻繁，給磁懸浮飛輪電池帶來(lái)頻繁放電擾動(dòng)，永磁型磁懸浮飛輪電池頻繁放電可能會(huì)造成儲(chǔ)能飛輪失穩(wěn)，影響磁懸浮電池穩(wěn)定性；主動(dòng)控制磁懸浮飛輪電池控制穩(wěn)定性強(qiáng)，在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中不易失穩(wěn)，但需要消耗原動(dòng)力電池大量能量來(lái)支撐儲(chǔ)能飛輪工作，降低了原動(dòng)力電池使用效率。鑒于這兩種磁懸浮飛輪電池所存在的不足，可以考慮將兩者相結(jié)合，既可降低原動(dòng)力電池功耗，又可對(duì)儲(chǔ)能飛輪實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，經(jīng)受儲(chǔ)能飛輪隨意擾動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于電動(dòng)汽車(chē)的磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池，將現(xiàn)有永磁型和主動(dòng)控制型磁懸浮飛輪電池技術(shù)相結(jié)合，既可降低原動(dòng)力電池功耗，又可對(duì)儲(chǔ)能飛輪實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，經(jīng)受儲(chǔ)能飛輪隨意擾動(dòng)。該電池由電動(dòng)汽車(chē)原動(dòng)力電池提供電源，在電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng)、加速、爬坡時(shí)為原動(dòng)力電池提供輔助電能，降低原動(dòng)力電池放電頻率及放電深度，改善其放電特性，延長(zhǎng)其使用壽命。

本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案：

一種用于電動(dòng)汽車(chē)的磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池，包括設(shè)置于保持真空環(huán)境的密封腔中的

儲(chǔ)能飛輪、磁懸浮軸承系統(tǒng)、發(fā)電/電動(dòng)一體機(jī)定子，所述磁懸浮軸承系統(tǒng)為混合磁懸浮軸承系統(tǒng)，包括永磁偏置磁懸浮軸承和主動(dòng)控制磁懸浮軸承，其中永磁偏置磁懸浮軸承包括分別固接于所述密封腔內(nèi)壁上的一組徑向永磁偏置磁懸浮軸承和一組軸向永磁偏置磁懸浮軸承，用于分別對(duì)儲(chǔ)能飛輪起徑向和軸向支撐作用；主動(dòng)控制磁懸浮軸承包括分別固接于所述密封腔內(nèi)壁上的一組徑向主動(dòng)磁懸浮軸承和一組軸向主動(dòng)磁懸浮軸承，分別用于對(duì)儲(chǔ)能飛輪的徑向運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制，徑向主動(dòng)磁懸浮軸承包括徑向鐵芯和繞制在其上的徑向線圈，軸向主動(dòng)磁懸浮軸承包括軸向鐵芯和繞制在其上的軸向線圈，徑向線圈和軸向線圈中的勵(lì)磁電流可在外部控制下進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能飛輪包括芯軸以及嵌套于芯軸外壁的可充磁飛輪轉(zhuǎn)子、電機(jī)處充磁環(huán)、徑向磁軸承處充磁環(huán)，其中，可充磁飛輪轉(zhuǎn)子、電機(jī)處充磁環(huán)、徑向磁軸承處充磁環(huán)的位置分別對(duì)應(yīng)于軸向永磁偏置磁懸浮軸承/軸向主動(dòng)磁懸浮軸承、發(fā)電/電動(dòng)一體機(jī)定子、徑向永磁偏置磁懸浮軸承/徑向主動(dòng)磁懸浮軸承。

進(jìn)一步地，所述磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池還包括固定于儲(chǔ)能飛輪的旋轉(zhuǎn)軸所指向的密封腔兩側(cè)內(nèi)壁上的一對(duì)保護(hù)軸承；儲(chǔ)能飛輪靜止時(shí)，保護(hù)軸承對(duì)其起支撐作用，儲(chǔ)能飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，保護(hù)軸承與儲(chǔ)能飛輪呈非接觸狀態(tài)

進(jìn)一步地，所述磁懸浮飛輪儲(chǔ)能電池還包括用于分別對(duì)儲(chǔ)能飛輪的徑向位移、軸向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)的徑向位移監(jiān)測(cè)裝置、軸向位移監(jiān)測(cè)裝置，徑向位移監(jiān)測(cè)裝置、軸向位移監(jiān)測(cè)裝置均包括非接觸式位移傳感器。所述非接觸式位移傳感器優(yōu)選電渦流位移傳感器。

更進(jìn)一步地，在儲(chǔ)能飛輪位于所述徑向位移監(jiān)測(cè)裝置中的電渦流位移傳感器的監(jiān)測(cè)區(qū)域中的芯軸外壁上，嵌套有銅質(zhì)的位移檢測(cè)環(huán)；從而可有效提高電渦流位移傳感器對(duì)位移的檢測(cè)精度。