一种电池储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池储能系统及其控制方法，属于飞轮电池储能技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种电池储能系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及飞轮电池储能
，尤其涉及一种电池储能系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]飞轮电池储能是一种可以将电能转化成飞轮的旋转动能并加以储存的新型高效机械储能技术，飞轮电池储能系统主要结构包括飞轮转子
、
飞轮轴承系统
、
飞轮电机以及控制系统，为降低飞轮电池储能系统转子的摩擦损耗，提升飞轮电池储能系统的效率和可靠性，目前市场上的飞轮电池储能系统产品主要采用径向电磁轴承与传统机械轴承耦合的支撑形式，径向电磁轴承主要为转子提供在圆周方向上的径向约束，保障转子在高速运行过程中的稳定性，为实现上述目标，飞轮电机的转轴通常要与飞轮转子同轴设计，在飞轮转子上下两端设置两处及以上径向电磁轴承，同时需尽可能减小电磁轴承在支撑过程中与转轴之间气隙尺寸，随着飞轮电池储能技术朝着高转速
、
高转动惯量
、
动态运行稳定可控的方向发展
。
[0003]现有技术中，飞轮电池的储能主要靠高速转动的飞轮转盘，储存的电量主要由飞轮转盘的转速决定，飞轮转盘在失去飞轮电机的驱动后，飞轮的转动速度会逐渐减小，因此导致目前的飞轮续航能力较低，当飞轮电池需要重新储能时，需要一段时间来让飞轮重新加速
。
这个过程中会产生一定的能量损耗和时间消耗，限制了飞轮电池在能量储存方面的效率和可用性，为解决上述问题，在此提出一种电池储能系统及其控制方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中飞轮电池续航能力差的问题，而提出的一种电池储能系统及其控制方法
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种电池储能系统，包括电池外壳，还包括：设置在所述电池外壳内部用于储能的飞轮储能部；设置在所述电池外壳底部的用于将电能转换成机械能储存在飞轮储存部中和用于将飞轮储能部中的机械能转换成电能的转换部；设置在所述电池外壳外用于储存机械能的外置储能部；用于将所述外置机械能传导致飞轮储能部上的动能传递部；固定连接在所述电池外壳顶部的抽气泵，所述抽气泵的输入端与电池外壳内部连通；固定连接在所述电池外壳顶部的控制器
。
[0007]为了便于储存电能，优选地，所述飞轮储能部包括：飞轮转子和固定连接在所述飞轮转子上的飞轮盘；固定连接在所述飞轮转子两端的两个安装盒，两个所述安装盒均为圆柱形，且两个所述安装盒上均开设有槽口；固定连接在所述安装盒远离槽口一侧的内壁上的第一永磁铁和固定连接在所述安装盒侧壁内壁上的第二永磁铁；所述电池外壳的顶部与底部均固定连接有空心安装柱，所述空心安装柱端面固定连接有与第一永磁铁相斥的第一电磁铁，所述空心安装柱的侧壁上固定连接有与第二永磁铁相斥的第二电磁铁
。
[0008]为了提高稳定性，优选地，所述转换部包括固定连接在所述电池外壳底部的飞轮
电机，所述飞轮转子的上开设有十字槽，所述十字槽的槽壁上固定连接有第三永磁铁，所述飞轮电机的输出轴延伸至十字槽内固定连接有十字板，所述十字板的板壁上固定连接有与第三永磁铁相斥的第四永磁铁
。
[0009]为了提高转速，优选地，所述飞轮盘上开设有斜槽，所述斜槽内固定连接有第五永磁铁，所述电池外壳的内壁上固定连接有与第五永磁铁相斥的第三电磁铁
。
[0010]为了提高续航能力，优选地，所述外置储能部包括：固定连接在所述电池外壳外壁上的安装箱，所述安装箱上转动连接有传动轴，所述安装箱内设置有多组发条弹簧，所述发条弹簧的两端分别与传动轴和安装箱的内壁固定相连；棘轮转动连接在所述传动轴上的第二传动齿轮；转动连接在所述电池外壳内的第一传动齿轮，所述第一传动齿轮的底部开设有第二摩擦槽，所述飞轮转子上固定连接有用于与第二摩擦槽的槽壁相贴的第二摩擦轮
。
[0011]为了便于传输能量，优选地，所述动能传递部包括：固定连接在所述安装箱外壁上的第一变速箱，所述第一变速箱的输入端与所述传动轴棘轮连接；固定连接在所述电池外壳外壁上的活塞筒，所述活塞筒上滑动连接有第一活塞板，所述第一活塞板的顶部转动连接有曲柄，所述第一变速箱的输出轴上固定连接有偏心轮，所述曲柄的顶部转动连接在所述偏心轮的偏心位置；固定连接在所述电池外壳上的储油罐和安装罐，所述安装罐内滑动连接有第二活塞板，所述第二活塞板的顶部固定连接有安装杆，所述安装杆上套有复位弹簧，所述复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与安装罐的顶部内壁和第二活塞板相抵；所述活塞筒底部的输出端与输入端上均设置有单向阀，所述活塞筒的输入端固定连接有与储油罐底部连通的第一油管，所述活塞筒的输出端固定连接有与安装罐底部输入端相连的第二油管；所述安装罐的输出端固定连接有第三油管，所述第三油管的输出端与所述储油罐的侧壁连通
。
[0012]为了便于传输能量，进一步地，所述动能传递部还包括：固定连接在所述电池外壳上的第二变速箱，所述第二变速箱的输入轴上固定连接有第三传动齿轮，所述安装杆上固定连接有齿条，所述齿条与第三传动齿轮啮合；固定连接在所述电池外壳顶部的安装架，所述安装架转动连接有传输管，所述传输管上开设有多棱孔；固定连接在所述电池外壳顶部的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端转动连接有安装轴，所述安装轴上固定连接有滑动在所述多棱孔内的多棱轴；所述安装轴上转动连接有密封轴承，所述密封轴承与顶部的所述空心安装柱内壁滑动相连，所述安装轴的底部固定连接有第一摩擦轮，顶部的所述安装盒上开设有用于与所述第一摩擦轮相贴的第一摩擦槽；所述第二变速箱的输出轴上棘轮连接有第四传动齿轮，所述传输管上固定连接有与第四传动齿轮啮合的第五传动齿轮
。
[0013]为了便于控制，优选地，所述动能传递部还包括：固定连接在所述第一油管上的第一控制阀；固定连接在所述第二油管上的第二控制阀；固定连接在所述第三油管上的第三控制阀
。
[0014]为了便于散热，优选地，所述飞轮盘上涂抹有辐射散热材料，所述电池外壳上固定连接有用于接收辐射热的散热片
。
[0015]一种电池储能系统的控制方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一
、
通过控制器控制抽气泵抽取电池外壳内部的空气；
[0017]步骤二
、
通过控制器控制飞轮电机启动驱动模式，驱动飞轮转子转动；
[0018]步骤三
、
通过控制器控制底部的第一电磁铁的增大，驱动飞轮转子上升，使第二摩
擦轮与第一传动齿轮相贴，使飞轮转子驱动发条弹簧收缩；
[0019]步骤四
、
通过控制器控制飞轮电机启动发电模式，利用转动的飞轮盘和飞轮转子驱动飞轮电机的转子转动；
[0020]步骤五
、
通过控制器打开第一控制阀
、
第二控制阀，解除发条弹簧的锁定状态，发条弹簧回弹释放储存的机械能，并通过液压系统和变速箱放大扭矩和提高驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池储能系统，包括电池外壳
(1)
，其特征在于，还包括：设置在所述电池外壳
(1)
内部用于储能的飞轮储能部；设置在所述电池外壳
(1)
底部的用于将电能转换成机械能储存在飞轮储存部中和用于将飞轮储能部中的机械能转换成电能的转换部；设置在所述电池外壳
(1)
外用于储存机械能的外置储能部；用于将所述外置机械能传导致飞轮储能部上的动能传递部；固定连接在所述电池外壳
(1)
顶部的抽气泵
(51)
，所述抽气泵
(51)
的输入端与电池外壳
(1)
内部连通；固定连接在所述电池外壳
(1)
顶部的控制器
(27)。2.
根据权利要求1所述的一种电池储能系统，其特征在于，所述飞轮储能部包括：飞轮转子
(2)
和固定连接在所述飞轮转子
(2)
上的飞轮盘
(11)
；固定连接在所述飞轮转子
(2)
两端的两个安装盒
(3)
，两个所述安装盒
(3)
均为圆柱形，且两个所述安装盒
(3)
上均开设有槽口；固定连接在所述安装盒
(3)
远离槽口一侧的内壁上的第一永磁铁
(4)
和固定连接在所述安装盒
(3)
侧壁内壁上的第二永磁铁
(5)
；所述电池外壳
(1)
的顶部与底部均固定连接有空心安装柱
(101)
，所述空心安装柱
(101)
端面固定连接有与第一永磁铁
(4)
相斥的第一电磁铁
(102)
，所述空心安装柱
(101)
的侧壁上固定连接有与第二永磁铁
(5)
相斥的第二电磁铁
(103)。3.
根据权利要求2所述的一种电池储能系统，其特征在于，所述转换部包括固定连接在所述电池外壳
(1)
底部的飞轮电机
(8)
，所述飞轮转子
(2)
的上开设有十字槽
(6)
，所述十字槽
(6)
的槽壁上固定连接有第三永磁铁
(7)
，所述飞轮电机
(8)
的输出轴延伸至十字槽
(6)
内固定连接有十字板
(9)
，所述十字板
(9)
的板壁上固定连接有与第三永磁铁
(7)
相斥的第四永磁铁
(10)。4.
根据权利要求2所述的一种电池储能系统，其特征在于，所述飞轮盘
(11)
上开设有斜槽
(12)
，所述斜槽
(12)
内固定连接有第五永磁铁
(13)
，所述电池外壳
(1)
的内壁上固定连接有与第五永磁铁
(13)
相斥的第三电磁铁
(14)。5.
根据权利要求2所述的一种电池储能系统，其特征在于，所述外置储能部包括：固定连接在所述电池外壳
(1)
外壁上的安装箱
(26)
，所述安装箱
(26)
上转动连接有传动轴
(30)
，所述安装箱
(26)
内设置有多组发条弹簧
(29)
，所述发条弹簧
(29)
的两端分别与传动轴
(30)
和安装箱
(26)
的内壁固定相连；棘轮转动连接在所述传动轴
(30)
上的第二传动齿轮
(28)
；转动连接在所述电池外壳
(1)
内的第一传动齿轮
(24)
，所述第一传动齿轮
(24)
的底部开设有第二摩擦槽，所述飞轮转子
(2)
上固定连接有用于与第二摩擦槽的槽壁相贴的第二摩擦轮
(25)。6.
根据权利要求5所述的一种电池储能系统，其特征在于，所述动能传递部包括：固定连接在所述安装箱
(26)
外壁上的第一变速箱
(31)
，所述第一变速箱
(31)
的输入端与所述传动轴
(30)
棘轮连接；固定连接在所述电池外壳
(1)
外壁上的活塞筒
(34)
，所述活塞筒
(34)
上滑动连接有第一活塞板
(35)
，所述第一活塞板
(35)
的顶部转动连接有曲柄
(33)
，所述第一变速箱
(31)
的
输出轴上固定连接有偏心轮
(32)
，所述曲柄
(33)
的顶部转动连接在所述偏心轮
(32)
的偏心位置；固定连接在所述电池外壳
(1)
上的储油罐
(38)
和安装罐
(39)
，所述安装罐
(39)
内滑动连接有第二活塞板
(46)
，所述第二活塞板
(46)
的顶部固定连接有安装杆
(44)
，所述安装杆
(44)
上套有复位弹簧
(47)
，所述复位弹簧
(47)
，所述复位弹簧

【专利技术属性】
技术研发人员：何自坤，郝振仙，夏强，
申请(专利权)人：重庆重开节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：