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【分享】最有潜力的储能装置——飞轮电池，你知道吗？

tutm

2011/02/08

看到ghcily先生“电动自行车”一贴，想到目前储能技术最前沿的一个方案——“飞轮电池”。百度了一下：

飞轮储能电池的概念起源于上世纪７０年代早期，最初只是想将其应用在电动汽车上，但限于当时的技术水平，并没有得到发展。直到上世纪９０年代由于电路拓扑思想的发展，碳纤维材料的广泛应用，以及全世界范围对污染的重视，这种新型电池又得到了高速发展，并且伴随着磁轴承技术的发展，这种电池显示出更加广阔的应用前景，现正迅速地从实验室走向社会。现在欧美国家已出现实用化产品，而我国在这方面的研究才刚刚起步。

飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”，增加了飞轮的转速从而增大其动能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。当飞轮电池发出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的，转速极高（高达200000r/min，使用的轴承为非接触式磁轴承。据称，飞轮电池比能呈可达150W ·h/kg，比功率达5000-10000W/kg，使用寿命长达25年，可供电动汽车行驶500万公里。美国飞轮系统公司已用最新研制的飞轮池成功地把一辆克莱斯勒LHS轿车改成电动轿车，一次充电可行驶 600km，由到96km/h加速时间为6.5秒。

图片来源：http://members.internettrash.com/flyrpm/compare.htm

　　飞轮电池兼顾了化学电池、燃料电池和超导电池等储能装置的诸多优点，主要表现在如下几个方面：
(1)能量密度高：储能密度可达100～200 wh／kg，功率密度可达5 000～lO 000 w／kg。

　　(2)能量转换效率高：工作效率高达百分之90。

　　(3)体积小、重量轻：飞轮直径约二十多厘米，总重在十几千克左右。

　　(4)工作温度范围宽：对环境温度没有严格要求。

　　(5)使用寿命长：不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行，预期寿命20年以上。

　　(6)低损耗、低维护：磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗可以被忽略，系统维护周期长。
还有它的充电速度可以很快，几分钟到十几分钟即可。

　　飞轮电池的应用场合及现状

　　由于技术和材料价格的限制，飞轮电池的价格相对较高，在小型场合还无法体现其优势。但在下列一些需大型储能装置的场合，使用化学电池的价格也非常昂贵，飞轮电池已得到逐步应用。

1、太空

　　包括人造卫星、飞船、空间站，飞轮电池一次充电可以提供同重量化学电池两倍的功率，同负载的使用时间为化学电池的3～10倍。同时，因为它的转速是可测可控的，故可以随时查看电能的多少。美国太空总署已在空间站安装了48个飞轮电池，联合在一起可提供超过150KW的电能。据估计相比化学电池，可节约200万美元左右。

2、交通运输

　　包括火车和汽车，这种车辆采用内燃机和电机混合推动，飞轮电池充电快，放电完全，非常适合应用于混合能量推动的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时，给飞轮电池充电，飞轮电池则在加速或爬坡时，给车辆提供动力，保证车辆运行在一种平稳、最优的状态下的转速，可减少燃料消耗，空气和噪声污染，发动机的维护，延长发动机的寿命。美国TEXAS大学已研制出一汽车用飞轮电池，电池在车辆需要时，可提供150KW的能量，能加速满载车辆到100Km/h。在火车方面，德国西门子公司已研制出长1.5m，宽0.75m的飞轮电池，可提供3MW的功率，同时，可储存30%的刹车能。

3、不间断电源

　　飞轮电池可提供高可靠的稳定电源，可提供几秒到几分钟的电能，这段时间足已保证工厂进行电源切换。德国GmbH 公司制造了一种使用飞轮电池的UPS，在5s内可提供或吸收5MW的电能。

4、军用战斗车辆

　　美国国防部预测未来的战斗车辆在通信、武器和防护系统等方面都广泛需要电能，飞轮电池由于其快速的充放电，独立而稳定的能量输出，重量轻，能使车辆工作处于最优状态，减少车辆的噪声（战斗中非常重要），提高车辆的加速性能等优点，已成为美国军方首要考虑的储能装置。

　　作为一种新兴的储能方式，飞轮电池所拥有传统化学电池无法比拟的优点已被人们广泛认同，它非常符合未来储能技术的发展方向。目前，飞轮电池除了上面介绍的应用领域以外，也正在向小型化、低廉化的方向发展。现在，最可能出现的是手机电池。可以预见，伴随着技术和材料学的进步，飞轮电池将在未来的各行各业中发挥重要的作用。
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有报道说美国已在太空站上使用这种电池了。国内，北京有家公司已经在试做了，据说广州亚运会上有台备用的发电车就是用的这个。

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下面25楼peterh先生补充了很新的资料，十分感谢！
http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20110208/3116305/index_3.shtml

分
该帖子已被版主-〓疯子哥〓加5积分，加2经验;加分理由:新技术

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小M

第1楼2011/02/08

应助达人

这么厉害！都可以用来把汽车改装成电动汽车了…

0

zwyu

第2楼2011/02/08

这种技术能把成本降下来的话，前途无量啊！

0

qlmkk

第3楼2011/02/08

希望这种技术能尽早用之于民

0

星星

第4楼2011/02/08

“在5s内可提供或吸收5MW的电能。”
这个速率太猛了，使用什么核燃料吗
充电时不知电网能否经受得了这么大的冲击
这么猛的技术，还必须得有相应配套才行吧

0

ghcily

第5楼2011/02/08

厉害！
头一次看到，一旦可用前途无量！
就是不知道成本如何？

0

It`s me

第6楼2011/02/08

越早实现越好，期待。

0

tutm

第7楼2011/02/08

呵呵，有报道说美国已在太空站上使用这种电池了。国内，北京有家公司已经在试做了，据说广州亚运会上有台备用的发电车就是用的这个。
ghcily(ghcily) 发表:厉害！
头一次看到，一旦可用前途无量！
就是不知道成本如何？

0

悠旸

第8楼2011/02/08

只要有实力公司打算开发民用产品，应该在不久就能见到吧。

0

It`s me

第9楼2011/02/09

国内也有了？太棒了，赶紧用到汽车上吧，这样多好。

0

翠湖园

第10楼2011/02/09

是啊，就是不知道成本如何

0

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