一种飞轮储能装置

专利名称：飞轮储能装置
专利类型：发明专利
发明人：彭龙
申请号：CN201910985870.1申请日：20191016
公开号：CN110611397A
公开日：
20191224
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种飞轮储能装置，包括电机、第一连接组件、第二连接组件、飞轮和真空箱体；电机的转轴与第一连接组件传动连接，且二者均位于真空箱体的外部；第二连接组件与飞轮传动连接，且二者均位于真空箱体的内部；第一连接组件与第二连接组件相对设置，且二者之间能够相互传递扭矩，真空箱体与电机相对固定设置。

本发明提供的飞轮储能装置，能量储存效率高，缓解了电机在真空环境中散热困难的问题，可降低对电机性能的要求，便于提升飞轮的储能量，此外，还便于满足定制需求。

申请人：北京泓慧国际能源技术发展有限公司
地址：101300 北京市顺义区马坡镇聚源西路26号
国籍：CN
代理机构：北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：杨萌
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010406934.0(22)申请日 2020.05.14(71)申请人 沈阳微控新能源技术有限公司地址 110000 辽宁省沈阳市沈阳经济技术开发区开发二十五号路91-Z16号(72)发明人 江卫良　张庆源　李文东　陈烨　(74)专利代理机构 深圳国新南方知识产权代理有限公司 44374代理人 周雷(51)Int.Cl.H02J 7/00(2006.01)H02M 1/44(2007.01)H02J 7/14(2006.01)H02P 27/06(2006.01)H02J 3/30(2006.01)(54)发明名称一种飞轮储能装置与储能变流器的自适应充放电控制方法(57)摘要本发明涉及飞轮储能技术领域，本发明公开了一种飞轮储能装置与储能变流器的自适应充放电控制方法，该方法包括：储能变流器接收上级控制系统的控制指令以及充放电指令功率；并实时获取储能变流器的交流侧电压和交流侧电流以计算交流侧实际功率；基于PID调节器，根据控制指令、充放电指令功率和交流侧实际功率获得储能变流器的直流侧电压计算值；根据控制指令充放电操作以使储能变流器的直流侧电压为前述直流侧电压计算值；飞轮储能变流器获取直流母线电压并根据直流母线电压计算飞轮储能装置的充放电功率。

通过上述方式，本发明能够解决飞轮储能装置和储能变流器之间需要通过通信进行协调控制的问题，简化了控制的复杂度，提高了充放电响应速度。

权利要求书3页 说明书7页 附图5页CN 111342530 A 2020.06.26C N 111342530A1.一种飞轮储能装置与储能变流器的自适应充放电控制方法，所述储能变流器连接上级控制系统且通过直流母线与所述飞轮储能装置连接，其特征在于，所述方法包括：接收所述上级控制系统的控制指令以及充放电指令功率；实时获取所述储能变流器的交流侧电压和交流侧电流，并根据所述交流侧电压和所述交流侧电流计算交流侧实际功率；基于PID调节器，根据所述控制指令、所述充放电指令功率和所述交流侧实际功率获得所述储能变流器的直流侧电压计算值；根据所述控制指令判断所述飞轮储能装置的可充放电状态，并根据判断结果进行充放电操作，以使所述储能变流器的直流侧电压为所述直流侧电压计算值。

飞轮储能1飞轮储能的工作原理和基本结构1.1飞轮储能的工作原理飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置。

该系统采用物理方法进行储能，并通过电动/发电互逆式双向电机实现电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换和储存。

在储能时，外界电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮转子加速旋转，直至达到设定的某一转速。

在飞轮加速旋转的过程中，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械动能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中。

之后，飞轮以设定的那一转速旋转，直到接受到一个能量释放的控制信号。

释能时，电机作为发电机使用，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流和电压，完成机械动能到电能转换的释放能量过程。

在释能的过程中，飞轮的转速不断的下降。

整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出。

作为电能存储的手段之一，它与其它形式的储能方式相比，优缺点列于下表。

储能技术的比较环境控制无显著一些一些无无一些可用性正在开发，少量已用现在现在，地理限制现在，地理限制正在开发正在开发现在1.2飞轮储能的基本结构典型的飞轮储能系统由飞轮本体、轴承、电机/发电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。

在实际应用中，飞轮储能系统的结构有很多种。

图1所示是一种飞轮与电机合为一个整体的飞轮储能系统结构示意图。

飞轮本体是飞轮储能系统的核心部件，作用是力求提高转子的极限角速度，减轻转子重量，最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。

目前多采用碳素纤维材料制作。

轴承的性能直接影响飞轮储能系统的可靠性、效率和寿命。

目前应用的飞轮储能系统多采用磁悬浮系统，减少电机转子旋转时的摩擦，降低机械损耗，提高储能效率。

飞轮储能系统的机械动能与电能之间的转换是以电动/发电机及其控制为核心实现的。

电动/发电机集成一个部件，在储能时，作为电动机运行，由外界电能驱动电动机，带动飞轮转子加速旋转至设定的某一转速；在释能时，电机又作为发电机运行，向外输出电能，此时飞轮转速不断下降。

专利名称：一种串联式飞轮储能装置专利类型：实用新型专利
发明人：秦紫阳,王骥飞,刘苏瑶,王丹申请号：CN202122729355.2
申请日：20211109
公开号：CN216056663U
公开日：
20220315
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于飞轮储能技术领域，尤其为一种串联式飞轮储能装置，包括保护壳和密封盖，两个所述密封盖分别套接在保护壳两端，所述保护壳内部设置有飞轮散热机构；当电机工作时，带动转动杆进行转动，当转动杆转动时，带动飞轮进行转动，电机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，需要使用时飞轮带动电机高速旋转发电，因散热组件安装于支撑板另一侧，且散热组件与转动杆另一端相连接，继而转动杆可带动散热组件对散热片进行散热，在支撑弹簧的作用下，可保证卡接柱始终保持向下的挤压，从而使得在转动杆转动时，卡接柱的转动更加稳定，通过耐磨球，进一步保证结构的耐磨性。

申请人：内蒙古工业大学
地址：010051 内蒙古自治区呼和浩特市新城区内蒙古工业大学
国籍：CN
代理机构：济南鼎信专利商标代理事务所(普通合伙)
代理人：陈良
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飞轮的基本组成
飞轮是一种储能装置，由于其惯性作用可以储存机械能并在需要时释放出来。

其基本组成包括以下几个部分：
1.轮盘：飞轮的主体部分，通常由金属材料制成，具有较高的强度和耐磨性。

2.轴承：支撑轮盘并使其能够旋转的部件，由于飞轮需要快速旋转，轴承需要具有较高的转速和耐磨性。

3.轴：连接轮盘和动力源的部件，通常由金属材料制成，具有较高的强度和耐疲劳性。

4.动力源：提供驱动力的能源，例如电机或内燃机等。

5.控制系统：监测飞轮的转速和能量储存情况，并控制动力源的输出，以实现最优的能量储存和释放效果。

综上所述，飞轮是一种重要的储能装置，其基本组成包括轮盘、轴承、轴、动力源和控制系统等部件。

专业的设计和制造可以提高飞轮的稳定性和储能效果，进而应用于各种领域，如能源存储、运动控制、飞行器导航、重型机械等。