高能复合飞轮电池制造技术

本实用新型专利技术属于一种高能复合飞轮电池。本实用新型专利技术就是针对目前飞轮电池主要存在的如真空散热难，以及永磁悬浮轴承承载力比较小，悬浮难于控制的技术难题提出来的。为解决飞轮电池真空散热难得的问题，首先把最大的发热源，电机绕组设置在真空室的外边，并有冷却液散热，设置导磁环使电机绕组通过设置在飞轮转子上的转子永磁阵列驱动飞轮或把飞轮动能转化为电力。通过加大磁悬浮轴承接触面积提高承载力，通过辅助轴承复合支撑，使得永磁轴承的稳定性提高。通过这些技术难题的根本解决，可以实现飞轮电池进一步提高旋转速度，提升能量密度，降低热损耗，降低制造成本，使飞轮电池成为代替化学电池，成为电动汽车使用的绿色动力电池。

【技术实现步骤摘要】
高能复合飞轮电池
本专利技术属于电能转换与存储
，具体涉及一种高能复合飞轮电池。
技术介绍
飞轮电池是利用飞轮转动的惯性，将电能通过电动机驱动飞轮高速旋转，转换为动能进行充电，在需要时通过发电机将飞轮动能转换为电能放电，其具有电能转换效率高、充放电快捷、对环境温度不敏感、不污染环境、单位质量储能密度高等突出优势，可以用于代替化学电池用于电力调峰、电动汽车动力电池、不间断供电等领域。为了减少高速旋转的飞轮转轴与空气摩擦带来的能量损失，飞轮一般放置在真空的密闭容器中，在真空环境，飞轮转轴如果采用机械轴承支撑，其缺点是需要润滑、存在磨损，润滑液蒸发影响真空度，所以一般采用电磁悬浮轴承或电磁浮轴承与永磁轴承混合来支撑飞轮转轴，采用电磁浮浮轴承，不但电磁线圈有铜损，还有电磁铁芯使用的硅钢片的铁损，这些能量损失都会以转子和定子温升表现出来，在真空环境，不能靠空气对流散热，飞轮悬浮又不能通过接触散热，温升可能使磁铁失去磁性，过高的温度会对飞轮电池的各个部件产生损害，目前飞轮电池的散热成为一个技术难题。一种真空散热飞轮电池(申请号201810378972.2)提出一种通过引入真空室液压油的方式使飞轮轴得到油润滑的同时把飞轮热量带出真空室，这种结构把最大热源电机绕组放到真空室中，依靠轴端部有限接触面积散热是不够的，而且引入液压油容易蒸发影响真空，飞轮轴高速旋转时阻力迅速倍增，电机发热更严重，而且这种结构能量自耗将非常大。还有目前永磁悬浮轴承的技术方案结构简单、成本低，能耗小，容易小型化，但也存在承载力比较小，悬浮难于控制的技术问题。本专利技术就是针对上述飞轮电池主要存在的技术难题提出来的，如真空散热难，以及永磁悬浮轴承承载力比较小，悬浮难于控制的难题，以便根本解决这些难题，实现飞轮电池小型化，低成本，提高旋转速度，提升能量密度，使飞轮电池成为代替化学电池的绿色动力电池。
技术实现思路
本专利技术为解决飞轮电池真空散热难得的问题，首先把最大的发热源，电机绕组设置在真空室的外边，并有冷却液散热，设置导磁环使电机绕组通过设置在飞轮转子上的转子永磁阵列驱动飞轮或把飞轮动能转化为电力。通过加大磁悬浮轴承接触面积提高承载力，通过辅助轴承复合支撑，使得永磁轴承的稳定性提高。本专利技术解决现有技术难题所采用的技术方案是：包括定子轴(1)、飞轮转子(2)，进一步是飞轮壳体(23)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)密封连接固定，中间形成圆柱形空间并抽成真空成为真空室(26)，定子轴(1)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)同轴紧密固定，定子轴(1)上部与上辅助轴承(9)和定子轴向磁环(4)内孔紧密固定，定子轴(1)中部与定子径向磁环(3)内孔紧密固定，定子轴(1)下端与下辅助轴承(12)内孔紧密固定，飞轮转子(2)内孔中间同轴紧密固定转子径向磁环(5)，转子径向磁环(5)与定子径向磁环(3)极性相斥并有间隙配合，飞轮转子(2)上部同轴紧密固定转子下轴向磁环(7)和转子上端盖(8)，转子上端盖(8)同轴内嵌转子上轴向磁环(6)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子下轴向磁环(7)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子上端盖(8)与转子上耐磨环(10)紧密固定，转子上耐磨环(10)与上辅助轴承(9)外表面有间隙配合，飞轮转子(2)内孔下端端面内嵌转子永磁阵列(13)，飞轮转子(2)内孔下端同轴紧密固定转子下耐磨环(14)，转子下耐磨环(14)与下辅助轴承(12)外表面有间隙配合，飞轮壳下盖(18)圆周均等角度设置3个或以上盘式电机绕组仓体，内置盘式电机定子绕组(21)，绕组仓体填充冷却油，通过内部管道连通金属材料的飞轮壳体(23)，飞轮壳体(23)外表面设置有金属散热片(24)，绕组仓体由绕组仓端盖(20)密封，电机定子绕组(21)与电控制装置相连。进一步，飞轮壳下盖(18)内面对应电机绕组(21)设置导磁环(15)，导磁环(15)为软性磁体。进一步，转子永磁阵列(13)为Halbach永磁阵列。进一步，定子径向磁环(3)和转子径向磁环(5)为放射性径向充磁。进一步，定子径向磁环(3)和转子径向磁环(5)为多个极性相斥对应磁环组合而成。进一步，飞轮壳体(23)外面包围有高强度材料构成的防护网(17)，防护网(17)上部连接防护网上板(25)，防护网上板(25)，通过4组上阻尼拉簧(16)与飞轮壳体(23)上部相连，防护网(17)下部连接防护网底板(22)，防护网底板(22)通过4组下阻尼弹簧(19)与飞轮壳体(23)下部相连。进一步，定子轴(1)内有孔道连通其上的上辅助轴承(9)、下辅助轴承(12)定子径向磁环(3)定子轴向磁环(4)的冷却油通道与飞轮壳体(23)的冷却油通道连通。附图说明图1是本专利技术沿A-A方向剖视图，图2是本专利技术沿B-B方向剖视图。图中，1、定子轴，2、飞轮转子，3、定子径向磁环，4定子轴向磁环，5、转子径向磁环，6、转子上轴向磁环，7、转子下轴向磁环，8、转子上端盖，9、上辅助轴承，10、转子上耐磨环，11、飞轮壳上盖，12、下辅助轴承，13、转子永磁阵列，14、转子下耐磨环，15、导磁环，16、上阻尼拉簧，17、防护网，18、飞轮壳下盖，19、下阻尼弹簧，20、绕组仓端盖，21、电机定子绕组，22、防护网底板，23、飞轮壳体，24、散热片，25、防护网上板，26、真空室。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术对不同使用对象与使用环境要求，依据本专利技术的结构原理可作出各种参数、规格各异的设计。这里，仅以应用于电动汽车的动力装置作为本专利技术装置的实施例予以说明。如图1和图2，包括定子轴(1)、飞轮转子(2)，进一步是飞轮壳体(23)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)密封连接固定，中间形成圆柱形空间并抽成真空成为真空室(26)，在零件结合处使用橡胶密封件，比较容易保持真空室(26)的真空度。定子轴(1)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)同轴紧密固定，使用过盈配合，减少高速转动时的震动，保证同轴度，另外配合处也要加橡胶密封圈，因为定子轴(1)内有冷却油通道，以免泄露。定子轴(1)上部与上辅助轴承(9)和定子轴向磁环(4)内孔过盈配合，定子轴(1)中部与定子径向磁环(3)内孔过盈配合，定子轴(1)下端与下辅助轴承(12)内孔过盈配合，飞轮转子(2)内孔中间同轴过盈配合转子径向磁环(5)，转子径向磁环(5)与定子径向磁环(3)极性相斥并有0.5mm-3mm间隙配合，飞轮转子(2)上部同轴过盈配合转子下轴向磁环(7)和转子上端盖(8)，转子上端盖(8)同轴内嵌转子上轴向磁环(6)与定子轴向磁环(4)极性相斥并为有0.5mm-3mm间隙配合，转子下轴向磁环(7)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有0.5mm-3mm间隙配合，转子上端盖(8)与转子上耐磨环(10)过盈配合，转子上耐磨环(10)与上辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效复合飞轮电池，包括定子轴(1)、飞轮转子(2)，其特征是飞轮壳体(23)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)密封连接固定，中间形成圆柱形空间并抽成真空成为真空室(26)，定子轴(1)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)同轴紧密固定，定子轴(1)上部与上辅助轴承(9)和定子轴向磁环(4)内孔紧密固定，定子轴(1)中部与定子径向磁环(3)内孔紧密固定，定子轴(1)下端与下辅助轴承(12)内孔紧密固定，飞轮转子(2)内孔中间同轴紧密固定转子径向磁环(5)，转子径向磁环(5)与定子径向磁环(3)极性相斥并有间隙配合，飞轮转子(2)上部同轴紧密固定转子下轴向磁环(7)和转子上端盖(8)，转子上端盖(8)同轴内嵌转子上轴向磁环(6)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子下轴向磁环(7)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子上端盖(8)与转子上耐磨环(10)紧密固定，转子上耐磨环(10)与上辅助轴承(9)外表面有间隙配合，飞轮转子(2)内孔下端端面内嵌转子永磁阵列(13)，飞轮转子(2)内孔下端同轴紧密固定转子下耐磨环(14)，转子下耐磨环(14)与下辅助轴承(12)外表面有间隙配合，飞轮壳下盖(18)圆周均等角度设置3个或以上盘式电机绕组仓体，内置盘式电机定子绕组(21)，绕组仓体填充冷却油，通过内部管道连通金属材料的飞轮壳体(23)，飞轮壳体(23)外表面设置有金属散热片(24)，绕组仓体由绕组仓端盖(20)密封，电机定子绕组(21)与电控制装置相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高效复合飞轮电池，包括定子轴(1)、飞轮转子(2)，其特征是飞轮壳体(23)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)密封连接固定，中间形成圆柱形空间并抽成真空成为真空室(26)，定子轴(1)上下两端分别与飞轮壳上盖(11)和飞轮壳下盖(18)同轴紧密固定，定子轴(1)上部与上辅助轴承(9)和定子轴向磁环(4)内孔紧密固定，定子轴(1)中部与定子径向磁环(3)内孔紧密固定，定子轴(1)下端与下辅助轴承(12)内孔紧密固定，飞轮转子(2)内孔中间同轴紧密固定转子径向磁环(5)，转子径向磁环(5)与定子径向磁环(3)极性相斥并有间隙配合，飞轮转子(2)上部同轴紧密固定转子下轴向磁环(7)和转子上端盖(8)，转子上端盖(8)同轴内嵌转子上轴向磁环(6)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子下轴向磁环(7)与定子轴向磁环(4)极性相斥并有间隙配合，转子上端盖(8)与转子上耐磨环(10)紧密固定，转子上耐磨环(10)与上辅助轴承(9)外表面有间隙配合，飞轮转子(2)内孔下端端面内嵌转子永磁阵列(13)，飞轮转子(2)内孔下端同轴紧密固定转子下耐磨环(14)，转子下耐磨环(14)与下辅助轴承(12)外表面有间隙配合，飞轮壳下盖(18)圆周均等角度设置3个或以上盘式电机绕组仓体，内置盘式电机定子绕组(21)，绕组仓体填充冷却油，通过内部管道连通金属材料的飞轮壳体(23)，飞轮壳体(23)外表面设置有金属散热片(24)，绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩天和，
申请(专利权)人：韩天和，
类型：新型
国别省市：广东;44