一种飞轮电池结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种飞轮电池结构，包括电动发电机、飞轮和飞轮外壳；电动发电机通过电机转轴与飞轮外壳一侧连接，飞轮外壳具有真空腔体，飞轮设置于真空腔体内，飞轮包括飞轮本体和第二转轴，飞轮本体套装在第二转轴上，飞轮本体上设置有第一磁体，飞轮外壳上设置有线圈，线圈用于产生磁场力与第一磁体相互驱动，飞轮外壳与第二转轴两端面相对的内侧壁上均设置有被动磁轴承的外圈，被动磁轴承的内圈分别套设在第二转轴的两端。本实用新型专利技术解决了电机定子转子的散热问题，降低高转速对电动发电机的要求，降低对轴承精度的精确控制要求，并减轻飞轮电池的重量。减轻飞轮电池的重量。减轻飞轮电池的重量。

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮电池结构


[0001]本技术属于飞轮电池
，特别涉及一种飞轮电池结构。

技术介绍

[0002]飞轮电池是一种物理电池，有别于化学电池。如图1所示，飞轮电池包括电子电力设备100、外壳200、真空室300、电机400、飞轮500和轴承600，在电机400的转轴上安装一个飞轮500作为主要构成部分，其中飞轮500作为储能元件，电机400作为能量转换的转换元件，因此电机400也是发电机。飞轮电池的工作原理：通过给电机400输入电能带动飞轮旋转，能量从电能转换为机械能进行存储，在需要电能时电动机充当发电机，把飞轮500的机械能转换为电能使用。
[0003]当前因为高强度复合材料，磁悬浮技术、高温超导技术和高速电机/高速发电机以及电子电力技术的发展使得飞轮电池的实现成为了一种可能。
[0004]现有技术中，刘文军、贾东强、曾昊旻等人在文献《飞轮储能系统的发展与工程应用现状》中阐述了飞轮电池的发展现状和工程中的应用，说明飞轮电池有非常可观的应用前景。
[0005]鲍海静、梁培鑫、柴凤文等人总结综述了《飞轮储能用高速永磁同步电机技术综述》，于苏杭、郭文勇、滕玉平等人总结综述了《飞轮储能轴承结构和控制策略研究综述》。
[0006]《飞轮储能用高速永磁同步电机技术综述》和《飞轮储能轴承结构和控制策略研究综述》中说明了现有的飞轮电池的研究瓶颈，包括飞轮电池中的气隙损耗、定子和转子的散热还有对于轴承的精确控制等难点。
[0007]现有的飞轮电池在形式上主要包括两种，一种是电机与飞轮并行结构，电机通过转轴与飞轮相连，另一种是电机与飞轮同心结构，电机采用外转子结构，外侧通过轮毂与飞轮本体相连，这样就需要对轴承进行精确的控制，不能产生较大的偏差，同时，在飞轮电池工作是电流电压相对较大，因此在转子和定子中会产生积热现象，又因为真空环境会导致热量传递会进一步减慢，导致转子的温度升高，并且因为电机和飞轮是通过转轴直接进行连接的，导致飞轮电池在工作时对电动发电机要求较高。
[0008]综上所述，现有的飞轮电池虽然有一定的应用场合，但是现有技术中电机定子转子的散热问题，轴承精度的精确控制问题仍是技术难点。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本技术提供一种飞轮电池结构，包括电动发电机、飞轮和飞轮外壳；
[0010]其中，所述电动发电机通过电机转轴与所述飞轮外壳一侧连接，所述飞轮外壳具有真空腔体，所述飞轮设置于所述真空腔体内，所述飞轮包括飞轮本体和第二转轴，所述飞轮本体套装在所述第二转轴上，所述飞轮本体上设置有第一磁体，所述飞轮外壳上设置有线圈，所述线圈用于产生磁场力与所述第一磁体相互驱动，所述飞轮外壳与所述第二转轴
两端面相对的内侧壁上均设置有被动磁轴承的外圈，被动磁轴承的内圈分别套设在所述第二转轴的两端。
[0011]进一步的，所述被动磁轴承的外圈为第一环形磁体，所述被动磁轴承的内圈为第二环形磁体。
[0012]进一步的，所述第二转轴两端面上均设置有第二磁体，与所述第二转轴两端面相对的外壳内侧壁上均设置有盲孔，每个所述盲孔底部均设置有第三磁体，每个所述第三磁体与其相对的所述第二磁体之间具有间隙，所述第一环形磁体与所述盲孔过盈配合，所述第二环形磁体套设在所述第二转轴上。
[0013]进一步的，每个所述第三磁体中心线与所述第二磁体中心线重合。
[0014]进一步的，所述飞轮本体的中心线和所述第二转轴的中心线重合，所述第二转轴的中心线与所述电机转轴中心线平行或重合。
[0015]进一步的，所述第一磁体与所述第二转轴的中心线平行设置，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈设置在与所述第一磁体第一端相对的所述飞轮外壳第一侧面上，所述第二线圈设置在与所述第一磁体第二端相对的所述飞轮外壳第二侧面上。
[0016]进一步的，所述第一线圈靠近所述第一磁体第一端的磁极与所述第一磁体第一端的磁极相同，所述第二线圈靠近所述第一磁体第二端的磁极与所述第一磁体第二端的磁极相同。
[0017]进一步的，还包括第一转轴、第一支撑座和第二支撑座，其中，所述电机转轴与所述第一支撑座转动连接，所述飞轮外壳另一侧通过所述第一转轴与所述第二支撑座转动连接。
[0018]进一步的，所述飞轮本体的材质为碳纤维。
[0019]进一步的，所述第一转轴中心线与所述电机转轴中心线重合。
[0020]本技术的有益效果：本技术的飞轮电池结构可以根据具体的应用场景进行相应的控制调整，在进行缓慢放电的情况下，可以给线圈提供小电流产生小的磁力，与飞轮的高速相比飞轮外壳较为缓慢的转动，产生需要的电力；本技术中通过被动永磁轴承和永磁体实现了对飞轮的悬浮；本技术中飞轮外壳的线圈和飞轮内的第一磁体相互驱动，使得飞轮电池工作时保持更加的稳定状态，同时在飞轮电池不工作时又很好地进入到不工作的稳定状态。
[0021]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1示出了根据现有技术的飞轮电池结构示意图；
[0024]图2示出了根据本技术实施例的一种飞轮电池结构示意图；
[0025]图3示出了根据本技术实施例的第二转轴与被动磁轴承安装示意图。
[0026]图中：100、电子电力设备；200、外壳；300、真空室；400、电机；500、飞轮；600、轴承；1、电动发电机；2、电机转轴；3、第一支撑座；4、飞轮外壳；5、真空腔体；6、飞轮本体；7、第一磁体；81、第一线圈；82、第二线圈；9、第一转轴；10、第二支撑座；11、第二转轴；12、第二磁体；13、第三磁体；14、第一环形磁体；15、第二环形磁体；41、盲孔。
具体实施方式
[0027]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，本技术实施例使用的方位词如“上、下、左、右”通常是针对附图所示的方向而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的。
[0029]本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮电池结构，其特征在于，包括电动发电机、飞轮和飞轮外壳；其中，所述电动发电机通过电机转轴与所述飞轮外壳一侧连接，所述飞轮外壳具有真空腔体，所述飞轮设置于所述真空腔体内，所述飞轮包括飞轮本体和第二转轴，所述飞轮本体套装在所述第二转轴上，所述飞轮本体上设置有第一磁体，所述飞轮外壳上设置有线圈，所述线圈用于产生磁场力与所述第一磁体相互驱动，所述飞轮外壳与所述第二转轴两端面相对的内侧壁上均设置有被动磁轴承的外圈，被动磁轴承的内圈分别套设在所述第二转轴的两端。2.根据权利要求1所述的飞轮电池结构，其中，所述被动磁轴承的外圈为第一环形磁体，所述被动磁轴承的内圈为第二环形磁体。3.根据权利要求2所述的飞轮电池结构，其中，所述第二转轴两端面上均设置有第二磁体，与所述第二转轴两端面相对的外壳内侧壁上均设置有盲孔，每个所述盲孔底部均设置有第三磁体，每个所述第三磁体与其相对的所述第二磁体之间具有间隙，所述第一环形磁体与所述盲孔过盈配合，所述第二环形磁体套设在所述第二转轴上。4.根据权利要求3所述的飞轮电池结构，其中，每个所述第三磁体中心线与所述第二磁体中心线重合。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾，隋吉星，徐文燎，于龙龙，
申请(专利权)人：一巨自动化装备上海有限公司，
类型：新型
国别省市：