電力傳動系統中機械儲能的快速應用

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電力傳動系統中機械儲能的快速應用

海爾布隆大學的研究小組在為電動汽車尋找標準蓄電池存儲裝置的替代品，受到純電動汽車仿真與試驗以及固定飛輪儲能（FES）測試平臺的啟發，關于車輛中飛輪儲能的新科技發明將在PEMD會議上展現。該方法中，飛輪儲能的主要任務是在短時間內緩沖回收能量并釋放能量來支持車輛加速。該研究小組研制出的飛輪儲能方法將被應用于車輛中。在大多數應用中，飛輪儲能裝置是被固定安裝的，但是在該新方法中，存儲裝置是為電動單軌汽車而開發的。因此，為了在電動汽車中操作這個系統，存儲裝置的設計和尺寸標注都有特殊要求。

機械蓄電池有以下特點：①與傳統的能量存儲裝置相比，飛輪儲能裝置有較高的電流密度；②對飛輪儲能系統來說，必須避免過度充電引起的超負荷，這種緊急情況會導致飛輪的爆炸，為避免飛輪爆炸，離心力引起的飛輪上壓力必須限制在飛輪材料的極限抗拉強度以下；③與化學電池相比，飛輪儲能裝置幾乎不老化；④與電池組相比，飛輪儲能裝置的成本較高，但是由于很高的充放電循環使用頻率，飛輪將得到更多的成本效益。

海爾布隆大學的項目組開發了一種新型飛輪儲能裝置，將其安裝在電動汽車進行第一次試驗。研究過程中，重點探討飛輪的安全性和經濟性，在項目一開始就試圖借助仿真和結構使風險和錯誤最少，為了標注機械蓄能器的能量內容，要在一個真實的試驗階段和仿真結果中進行幾次測量，利用這些信息，對飛輪進行設計，使能量值在轉子轉速為10000r/min時達到2Wh左右。進一步的項目階段將進行全方位的仿真，該仿真針對電動汽車的縱橫向動力學，以評估回轉力矩的效果。

J. Bachstein et al. 7th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2014), Manchester, UKJanuary 2014.

編譯：孔悅