모두들 트랙터의 단일 기통 엔진을 본 적이 있을 것이다. 가장자리에 큰 철판이 있다. 이것이 바로 플라이휠입니다. 고속으로 회전하는 관성 에너지를 이용하여 엔진 속도를 안정시키고 안정적인 동력 출력을 얻을 수 있습니다.

하지만 지금 누군가는 이 큰 플라이휠을 전동차에 사용하고 싶어한다. 물론, 그것의 역할은 전력 출력을 안정시키는 것이 아니라, 그것의 에너지 저장 특성을 마음에 드는 것이다.

런던 대학 도시학원과 Dynamic? 부스터? Systems 는 전기 자동차에 전원을 공급할 수 있는 플라이휠 에너지 저장 장치인 플라이휠 배터리를 공동으로 개발했습니다.

너는 그것을 일종의 기계전기라고 해석할 수 있다.

간단히 말해 모터/발전기 왕복 양방향 모터를 통해 전기와 플라이휠 기계 운동 에너지 간의 상호 변환 및 저장이 물리적으로 이루어집니다. 우리가 흔히 말하는 리튬 배터리는 화학 배터리에 속하며 화학 에너지와 전기 에너지가 서로 전환되는 것이다.

그 구조는 복잡하지 않다. 전형적인 플라이휠 에너지 저장 시스템은 플라이휠 본체, 베어링, 양방향 모터, 전력 변환기, 진공실의 다섯 가지 주요 부품으로 구성되어 있다.

플라이휠 본체는 회전자의 극한 각속도를 높이고 회전자의 무게를 줄이며 플라이휠 에너지 저장 시스템의 에너지 저장 효과를 극대화하도록 설계된 플라이휠 에너지 저장 시스템의 핵심 부품입니다. 그것은 대부분 탄소섬유 재료로 만들어졌다.

양방향 모터는 에너지를 저장할 때 모터로 작동하며 외부에서 회수된 에너지로 구동되어 플라이휠의 회전을 가속화합니다. 이때 전기는 운동에너지로 전환된다. 에너지가 방출되면 모터는 발전기로 전환되고, 플라이휠은 전기를 구동하고, 구동 모터에 전원을 공급하여 기계 에너지를 전기로 변환합니다. 이 과정에서 플라이휠의 회전 속도는 계속 낮아질 것이다.

전력 변환기의 목적은 플라이휠 에너지 저장 시스템의 유연성과 제어력을 높이고 출력 전력을 주파수 조절, 정류 또는 정전압을 통해 부하 전원 요구 사항을 충족하는 전력으로 변환하는 것입니다.

진공실의 주요 역할은 진공 환경을 제공하여 플라이휠이 회전할 때의 바람 저항 손실을 줄이는 것이다.

베어링의 성능은 플라이휠 에너지 저장 시스템의 신뢰성, 효율성 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 플라이휠 에너지 저장 시스템은 자기 부상 시스템을 많이 사용하여 모터 회전자가 회전할 때의 마찰을 줄이고 기계적 손실을 줄이며 에너지 저장 효율을 높입니다.

신기하게 들릴지 모르지만, 사실 이 기술은 1980 년대 초에 등장했는데, 당시 스위스의 Oerlikon 엔지니어링 회사는 플라이휠 구동 버스를 개발하는 데 성공했다.

플라이휠 배터리가 얼마나 강력한지 궁금하실 겁니다.

포르쉐는 2007 년에도 플라이휠 배터리를 연구했다. 2009 년에는 르망 9 1 1? GT3? RHybrid 경주에서 당시 조수석 밑에 플라이휠 에너지 저장 시스템이 설치되었는데, 그 무게는 103 파운드 (약 46.7kg) 에 불과했다.

전속력으로 작동할 때 플라이휠의 회전 속도는 40,000 회전/분에 가까울 수 있습니까? 16 인치 지름의 플라이휠은 0.2 킬로와트시의 에너지를 제공할 수 있습니다. 그것은 용량은 작지만 기능은 매우 강하다. 6 초 동안 163 마력 (약120KW) 을 제공할 수 있으며, 잦은 충전방전으로 당시 9 1 1 을 위해 많은 경기 시간을 얻었다.

일반적으로 경주용 자동차는 격렬한 주행 중에 급격하게 가속하거나 감속할 때 큰 전력 입력이나 출력을 할 수 있기 때문에, 고전력은 화학 배터리의 수명을 크게 손상시킬 수 있다. 24 시간 뉴버거슨 린지에서는 배터리를 세 번 교체해야 한다고 합니다.

플라이휠 배터리는 교체가 필요 없고 유지 관리 없이 25 년 동안 사용할 수 있으며 654.38+0 만 회 이상 충전해도 손실이 없습니다. 또한 전력 제한이 거의 없다고 할 수 있으며, 수퍼 커패시턴스와 유사하며 빠르게 충전할 수 있습니다.

게다가, 플라이휠 배터리는 브레이크 운동 에너지를 흡수하는 효과가 화학 배터리보다 낫다. 예를 들어 일반 차량의 감속은 0.3g 에 불과하지만 플라이휠 배터리는 경주용 자동차의 감속을 1g 로 하여 브레이크의 마모를 줄이고 연료 효율을 25% 높일 수 있다. 일반 랠리는 브레이크 패드 2 ~ 3 개를 교체해야 하고, 플라이휠 배터리 모델은 한 번만 교체하면 됩니다.

이러한 감소된 교체 횟수는 경기에 많은 시간을 할애할 수 있다. 이후 포르쉐 9 18 컨셉트카에 플라이휠 에너지 저장 시스템이 등장해 앞축의 두 모터에 2×75kW 의 추가 동력을 공급할 수 있게 됐다.

플라이휠 배터리는 기술적, 성능적, 안전적으로 자동차에 적합하다고 할 수 있는데 왜 발전하지 않았을까요?

아니면 가격 대비 성능이 낮기 때문에 전력은 크지만 용량은 늘리기가 어려워 마일리지에 맞지 않는 전동차로 스포츠카, 트럭 등 고전력이 필요한 차량에만 적합하다.

사실, 에너지 저장 용량이 크고, 에너지 저장 밀도가 높고, 충전이 빠르며, 충전 방전 횟수에 제한이 없다는 점을 감안할 때, 외국의 많은 과학 연구 기관들은 풍력 발전 시스템, 즉 풍력 발전기+내연 기관+플라이휠 에너지 저장에 플라이휠 에너지 저장 장치를 도입하고 있습니다.

미국의 비자처럼요? 기술? 공사에서 플라이휠을 풍력 발전 시스템에 도입하여 전반적인 피크 조절을 실현하다. 플라이휠 그룹 발전 전력은 300kW, 대용량 에너지 저장 플라이휠 에너지 저장 277 kW/h 에 달한다.

복합 재료, 자력 지지, 통합 엔진 및 다학과 최적화 설계 기술이 지속적으로 발전함에 따라 플라이휠의 에너지 저장 능력이 더욱 향상될 수 있으며 자동차 산업에서의 응용은 여전히 광범위합니다.

이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.