一种液力传动的飞轮电池的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及的产品，广泛应用于民用汽车使用的环保电池和军用的汽车隐蔽的技术领域。
【背景技术】
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[0002]1994年，美国阿贡(ANL)国家实验室用碳纤维试制一个储能飞轮:直径38厘米，质量为11千克，采用超导磁悬浮，飞轮线速度达1000米/秒。它储的能量可将10个100瓦灯泡点燃2?5小时。该实验室目前正在开发储能为50千瓦小时的储能轮，最终目标是使其储能达5000千瓦小时的储能飞轮。一个发电功率为100万千瓦的电厂，约需这样的储能轮200个。1992年美国飞轮系统公司(AFS)开发了一种用于汽车上的机-电电池(EMB)，每个“电池”长18厘米，直径23厘米，质量为23千克。电池的核心是一个以20万转/分旋转的碳纤飞轮，每个电池储能为1千瓦小时，它们将12个“电池”放在頂PACT轿车上，能使该车以100千米/小时的速度行驶480千米。机-电电池共重273千克，若采用铅酸电池，则共重396千克。机-电电池所储的能量为铅酸电池的2.5倍，使用寿命是铅酸电池的8倍，且它的“比功率”(即爆发力)极高，是铅酸电池的25倍，是汽油发动机的10倍，它可将该车在8秒钟内由静止加速至100千米/小时。
[0003]日本曾利用飞轮“比功率”高的特性设计了一个引发可控热核聚变的装置，该装置的飞轮直径达6.45米，高1米，重255吨。它所储存的能量与挂有150个车厢的列车以100千米/小时的速度行驶时所具有的能量相当。故将这些能量在极短时间释放出来足以引发核聚变。21，22世纪，太阳能(包括其派生的风能、浪能)可能变为唯一允许使用的能源，再辅以飞轮储能，飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。众所周知。当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。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功能；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。当飞轮电池输出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电他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。
[0004]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。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。美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。美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。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。由于现有的飞轮电池只有一个电机，既当电机又当发电机使用，在同一转轴上导致转速极高；电机转子与飞轮的转速相同，造成制作工艺相当复杂；造成目前的飞轮电池因转速高导致造价太高，没办法应用于民用行业；导致新的绿色能源的应用受到阻碍。
【发明内容】
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[0005]本项目所涉及的产品，针对上述飞轮电池的转速高导致造价太高，应用于民用行业难度大；导致新的绿色能源的应用受到阻碍等问题，提供了一种液力传动的飞轮电池；根据增压器的浮动轴承原理，使飞轮高速旋转而储存能量；然后通过液力传动，采用普通电机、发电机，以降低产品的生产成本，能够满足民用、军工等行业的需要。
[0006]一种液力传动的飞轮电池，其飞轮采用独立旋转运行模式；根据内燃机的增压器转子采用浮动轴承的原理，飞轮单独超高速运行，其转速能够达到300000转/分以上的结构原理。采用普通电机和普通发电机以低速储能、发电，而飞轮以超高速运行的模式，以降低产品成本及制作工艺；通过润滑油液力传动，达到加速与减速无极控制；同时采用旁通阀的离合切换，压力调节阀的控制，使电机和发电机达到无障碍离合、逐渐加速的效果；避免飞轮无用功的消耗。
[0007]—种液力传动的飞轮电池，包括:箱体、电机、发电机、飞轮组件、电机叶轮、发电机叶轮、一号旁通阀、二号旁通阀、散热口、散热风机、输出线接口、输入线接口、输出线、输入线、一号紧固螺栓、二号紧固螺栓、一号注油嘴、二号注油嘴、压力调节阀。飞轮组件包括:飞轮机座、飞轮一号叶轮、飞轮二号叶轮、飞轮、飞轮轴、浮动轴承、隔油板。飞轮电池箱体的四周设有散热口，在箱体的一端，散热口的下方设有散热风机进行散热；箱体内部的底板上设有飞轮机座，通过二号紧固螺栓连接。飞轮机座上设有浮动轴承座，通过浮动轴承安装有飞轮轴；飞轮轴上设有飞轮。在飞轮一号叶轮、飞轮二号叶轮的安装位置，分别设有传动油道；飞轮机座上分别设有电机、发电机；电机叶轮、发电机叶轮分别与飞轮一号叶轮、飞轮二号叶轮在同一平面上。电机叶轮、发电机叶轮所在油腔，采用独立油腔，互不影响。油腔内设有传动油道，传动油道上设有旁通油道，旁通油道上设有一号旁通阀、二号旁通阀、压力调节阀。当需要电机或发电机停止运行时，打开旁通阀使润滑油返回储油腔内，从而达到电机或发电机无极离合的效果。当需要电机或发电机运行时，关闭旁通阀使润滑油在油腔内运行从而使飞轮电池正常工作。飞轮储能时，关闭一号旁通阀，使电机叶轮输出的润滑油驱动飞轮一号叶轮；使飞轮轴上设有飞轮高速旋转，从而使飞轮存储能量；此时二号旁通阀处于开启状态，使飞轮二号叶轮输出的润滑油进入储存室，发电机处于静止状态。当电池放电时，关闭二号旁通阀，使飞轮二号叶轮输出的润滑油驱动发电机叶轮；通过减速后使发电机正常运行，提供电能。当飞轮处于高速运转时，飞轮二号叶轮输出的润滑油过多，形成油腔压力增大；压力调节阀自动打开，使油腔内的润滑油返回储油腔内；避免发电机因高速而烧坏。当油腔内的压力能保证发电机正常运行时，压力调节阀自动关闭；使飞轮在高、低速运转时，都能保证发电机正常运行。当发电机运