[發(fā)明專利]一種智能飛輪鋰電池電能及動(dòng)能輸出或存儲(chǔ)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711172346.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN108092457B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蜀喬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K7/02
• 分類號(hào): H02K7/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種智能飛輪鋰電池電能及動(dòng)能輸出或存儲(chǔ)裝置，屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域。包括能量輸出輸入單元、能量存儲(chǔ)單元和能量管理單元三個(gè)基本單元組成；能量輸出輸入單元包括：動(dòng)力輸出齒輪、飛輪電機(jī)主軸、電機(jī)外殼和轉(zhuǎn)子電磁極；能量存儲(chǔ)單元包括鋰電池飛輪儲(chǔ)能模塊和動(dòng)平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊兩個(gè)子模塊；能量管理單元包括：由電力無(wú)線輸出及信息交互板，電力無(wú)線接收及控制信息交互板、電池管理電路板、動(dòng)力輸出控制電路板。本發(fā)明將蓄電池和飛輪電池的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，直接利用蓄電池來(lái)構(gòu)建飛輪，提高了儲(chǔ)能密度；通過(guò)控制電流來(lái)控制電磁力，使得電能和動(dòng)能輸出及存儲(chǔ)之間的相互轉(zhuǎn)換極為簡(jiǎn)潔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能飛輪鋰電池電能及動(dòng)能輸出或存儲(chǔ)裝置，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

飛輪電池兼顧了化學(xué)電池、燃料電池和超導(dǎo)電池等儲(chǔ)能裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)，主要表如下幾個(gè)方面：(1)能量密度高：儲(chǔ)能密度可達(dá)100～200wh/kg，功率密度可達(dá)5000～l0000w/kg；(2)能量轉(zhuǎn)換效率高：工作效率高達(dá)百分之90；(3)體積小、重量輕：飛輪直徑約二十多厘米，總重在十幾千克左右；(4)工作溫度范圍寬：對(duì)環(huán)境溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求；(5)使用壽命長(zhǎng)：不受重復(fù)深度放電影響，能夠循環(huán)幾百萬(wàn)次運(yùn)行，預(yù)期壽命20年以上；(6)低損耗、低維護(hù)：磁懸浮軸承和真空環(huán)境使機(jī)械損耗可以被忽略，系統(tǒng)維護(hù)周期長(zhǎng)。

缺點(diǎn)是：（1)由于在實(shí)際工作中，飛輪的轉(zhuǎn)速可達(dá)40000～50000r/min，一般金屬制成的飛輪無(wú)法承受這樣高的轉(zhuǎn)速，容易解體，所以飛輪一般都采用碳纖維制成，制造飛輪的碳纖維材料目前還很貴，成本比較高；（2)飛輪一旦充電，就會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)下去。當(dāng)我不用電時(shí)，飛輪還在那里轉(zhuǎn)動(dòng)，浪費(fèi)了能量。例如給一輛飛輪電池汽車充電后，該汽車可以行駛?cè)r(shí)，汽車走了兩個(gè)小時(shí)后，車主需要就餐半小時(shí)，這半小時(shí)飛輪在空轉(zhuǎn)。解決的辦法：給飛輪電池配備化學(xué)充電電池，當(dāng)不需要用電時(shí)，可把飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電能充進(jìn)化學(xué)電池中。但是給飛輪電池配備化學(xué)電池帶來(lái)的問(wèn)題是，增加了汽車或設(shè)備的重量。

對(duì)于目前的電池儲(chǔ)能密度：鉛酸蓄電池 40Wh/kg，鎳鎘蓄電池50-60Wh/kg，鋰離子電池130-150Wh/kg。由此可見(jiàn)，飛輪電池接近鋰電池。如果能將蓄電池和飛輪電池的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，進(jìn)一步提高儲(chǔ)能密度是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

另一方面，在混合動(dòng)力汽車中，電能和動(dòng)能的頻繁轉(zhuǎn)換導(dǎo)致轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備重量增加，可否有更簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)存在，這將進(jìn)一步簡(jiǎn)化新能源車的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能飛輪鋰電池電能及動(dòng)能輸出或存儲(chǔ)裝置，將電機(jī)和鋰電池飛輪進(jìn)行組合，電機(jī)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出以及定動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，飛輪塊由鋰電池單體組合構(gòu)成，經(jīng)過(guò)微控制器控制執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路控制相對(duì)應(yīng)的設(shè)備, 輸出和存儲(chǔ)動(dòng)力。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能飛輪鋰電池電能及動(dòng)能輸出或存儲(chǔ)裝置，其特征在于：包括能量輸出輸入單元、能量存儲(chǔ)單元和能量管理單元；

所述能量輸出輸入單元包括：電機(jī)、動(dòng)力輸出齒輪1、動(dòng)力輸出軸2、動(dòng)力軸軸承座3、動(dòng)力軸軸承4、飛輪電機(jī)主軸5、飛輪電機(jī)主軸頂端軸承6、飛輪鋰電池外殼7、電機(jī)外殼8、電機(jī)定子電磁極9、轉(zhuǎn)子電磁極10、主軸電機(jī)穿線管上出口11-1、主軸電機(jī)穿線管下入口11-2、飛輪電機(jī)主軸中位軸承12；

能量存儲(chǔ)單元包括鋰電池飛輪儲(chǔ)能模塊和動(dòng)平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊兩個(gè)子模塊；

所述鋰電池飛輪儲(chǔ)能模塊包括鋰電池飛輪內(nèi)層殼體14、鋰電池飛輪外層殼體15、鋰電池16、電池安放外層側(cè)板17、電池安放內(nèi)層側(cè)板18、真空抽氣端27、真空泵28；