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飞轮电池的原理_飞轮电池为什么不量产

本站为您提供的飞轮电池的原理_飞轮电池为什么不量产,本文首先介绍了飞轮电池的原理,其次阐述了飞轮电池的应用领域,最后分析了飞轮电池为什么不量产的原因。

  飞轮电池的原理

  飞轮电池是20世纪90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池 的约束,用物理办法完结储能。众所周知,当飞轮以必定角速度 旋转时,它就具有必定的动能。飞轮电池正是以其动能转化成电 能的。高技能型的飞轮用于贮存电能,就很像标准电池。

  飞轮电池中有一个电机,充电时该电机以电动机方法作业,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”增加了飞轮的转速然后增大其功用;放电时,电机则以发电机状况作业,在飞轮的带动下对外输出电能,完结机械能(动能)到电能的转化。当飞轮电池宣布电的时,飞轮转速逐渐下降,飞轮电池的飞轮是在真空环境下作业的,转速极高(高达200000r/min,运用的轴承为非触摸式磁轴承。据称,飞轮电池比能量可达150W·h/kg,比功率达5000-10000W/kg,运用寿数长达25年,可供电动轿车行进500万公里。美国飞轮体系公司已用最新研发的飞轮电池成功地把一辆克莱斯勒LHS轿车改成电动轿车,一次充电可行进600km,由停止到96km/h加快时刻为6.5秒。

飞轮电池的原理_飞轮电池为什么不量产

  飞轮电池的运用领域

  因为技能和材料价格的约束,飞轮电池的价格相对较高,在小型场合还无法表现其优势。但在下列一些需大型储能设备的场合,运用化学电池的价格也十分贵重,飞轮电池已得到逐渐运用。

  太空

  包含人造卫星、飞船、空间站,飞轮电池一次充电能够供给同重量化学电池两倍的功率,同负载的运用时刻为化学电池的3~10倍。一起,因为它的转速是可测可控的,故能够随时检查电能的多少。美国太空总署已在空间站安装了48个飞轮电池,联合在一起可供给超越150KW的电能。据估计比较化学电池,可节省200万美元左右。

  交通运输

  包含火车和轿车,这种车辆选用内燃机和电机混合推进,飞轮电池充电快,放电彻底,十分合适运用于混合能量推进的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时,给飞轮电池充电,飞轮电池则在加快或爬坡时,给车辆供给动力,确保车辆运行在一种平稳、最优的状况下的转速,可削减燃料耗费,空气和噪声污染发动机的保护,延伸发动机的寿数。美国TEXAS大学已研发出一轿车用飞轮电池,电池在车辆需求时,可供给150KW·h的能量,能加快满载车辆到100Km/h。在火车方面,德国西门子公司已研发出长1.5m,宽0.75m的飞轮电池,可供给3MW的功率,一起,可贮存30%的刹车能。

  不间断电源

  飞轮电池可供给高牢靠的安稳电源,可供给几秒到几分钟的电能,这段时刻足已确保工厂进行电源切换。德国GmbH公司制作了一种运用飞轮电池的UPS,在5s内可供给或吸收5MW的电能。

  军用车辆

  美国国防部猜测未来的战役车辆在通讯、兵器和防护体系等方面都广泛需求电能,飞轮电池因为其快速的充放电,独立而安稳的能量输出,重量轻,能使车辆作业处于最优状况,削减车辆的噪声(战役中十分重要),进步车辆的加快功能等长处,已成为美国军方首要考虑的储能设备。

飞轮电池的原理_飞轮电池为什么不量产

  飞轮电池为什么不量产

  飞轮电池在轿车上的运用首要包含辅佐储能设备和首要储能设备。用作轿车的辅佐储能设备时,在车辆起步、加快和爬坡时,飞轮电池能够进步电动轿车的动力性,帮忙蓄电池供电和延伸其运用寿数;制动时也能够很好地收回能量。而用作首要储能设备的飞轮电池也是职业研讨热门之一,美国飞轮公司研发的飞轮电池轿车由0-96千米/小时仅需6.5s加快时刻,续航路程高达600千米。

  虽然飞轮电池在新能源轿车的运用上具有明显的优势,但现阶段仍未得以大规模运用。首要,飞轮电池的比能量比较低,因而飞轮电池不能代替蓄电池成为电动轿车首要的储能设备;其次,因为飞轮电池是靠高速旋转的飞轮存储能量,当飞轮呈现决裂等意外时,其开释能量的方法不可控,因而带来了安全问题;别的,与蓄电池比较,飞轮储能的技能还不行老练;此外,飞轮电池的本钱较高,这也影响力其市场竞争力。

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