超高速飞轮储能技术及应用研究

饭持电棚 20第期 0年 6 1

超高速飞轮储能技术及应用研究李俄收，王远，文民吴 (放军汽车管理学院，解安徽蚌埠 2 3 1 ) 30 1

摘

要：介绍了超高速飞轮的结构特点和工作原理；析了超高速飞轮在电力系统、分电动汽车、空航天等领航

域的应用现状；出了超高速飞轮面临的不足及解决方法。指关键词：高速飞轮；能；用；究超储应研中图分类号： M3 T 3文献标识码： A文章编号：0 4 7 1 (0 0 0— 0 5 0 10— 08 2 1 )6 0 6— 4

A p ia i n a plc to nd Ene g o a e Te hn l y f r U lr—H i h S e y h es r y St r g c o og o t a - g pe d Flw e l L — h u. IE s o WANG u Y 0n. U W n—m i n

( uo o i n gm n Is tt, e gu2 3 , hn ) A tm bl Maae e t ntue B nb 3 0 C ia e i 1 1 Abs r t tac:Stu t r e tr s a hewo kig p i cpl fu ta— hih s e d f r c u ef au e nd t r n rn i e o lr g p e ywh eswe ei r d e Thea pl to l e l r nto uc d. p i in ca sauso lr— hih s e y e l sa ay e n tr fdfe e tdo i u h a we y t m, l crc v hc e n tt futa g pe d f wh eswa n lz d i e mso i r n manss c spo rs se ee ti e il sa d l f a r s a e out nsc n r ni g ul a— h g p e y e o p c .S l i o fo tn t o r ih s e d f whe ld s d a a e r tfr r l e ia v ntg swee pu o wa d. K e o ds: hr—hih s e d fy h e; n ry so a e; p lc to r s a c yw r u a g p e w e l e e g t rg a p ia in;e e r h l

O引言超高速飞轮，称飞轮储能器或飞轮电池，又它利用超高速旋转的飞轮储存能量，通过机电能量转并换装置实现机械能

和电能的相互转换。基于其比能量高、比功率高、电能和机械能之间的转化效率高、能快速充电、可实现免维护和具有良好的性能价格

度，够明显地提高飞轮的动能。现代飞轮储能器能所用的飞轮，一般尽量做成尺寸小、量轻、高速质超旋转的小型飞轮，飞轮的转速可以达到 2 00 0 r 0 0/ a n以上。当然，轮的最大转速受材料承载应力 ri飞的限制。 ; 1

11超高速飞轮的能量储存与释放 . () 1飞轮存储能量 () 2飞轮释放能量 P ( ) J ()+C ()一C] J( ) ( ) dt=[ t 1 t 2 O t 3

i ;

比等特点，高速飞轮在电动汽车、空航天、网超航电调峰、风力发电系统的不间断供电及军事等领域有着广泛的应用前景。

P ()=[f ()+C ()+C] 9( ) ( ) i t Jo t J . t ,0 t 2

1超高速飞轮的工作原理… 飞轮储能器中没有任何化学活性物质，没有也

式中：储存功率；为释放功率；飞轮转 P为 P J为子的转动惯量；∞为飞轮转子的角速度；为空气 C 阻力系数 (由飞轮转子周围空气产生 ) C为旋转阻；:力系数 (由飞轮转子的惯性产生 )。 () 3超高速飞轮能量储存与释放过程中的阻力：在飞轮储存能量和释放能量过程中，受到周要：

任何化学反应发生。旋转时的飞轮是纯粹的机械运动，飞轮在转动时的动能为：

E÷。=

( 1 )