汽车飞轮行业分析,汽车飞轮有几种类型

1.走进飞轮储能系统

2.各种车用储能电池技术对比分析：化学、飞轮、超级电容……

3.汽车飞轮的作用是什么

汽车飞轮损坏有以下症状：

1.会导致发动机抖动。发动机抖动会造成方向盘抖动、车身抖动等。

2.传输不平衡。将减少变速器的故障或者甚至不能改变速度，

3.发动机飞轮异常噪音等。可以明显听到发动机舱内金属碰撞的异响。

4.发动机无法启动。会严重导致发动机无法正常启动。

下面是汽车飞轮的介绍：

1.飞轮是一个圆盘形零件，转动惯量大，起到储能的作用。对于四冲程发动机，每四个活塞冲程做功一次，即只有工作冲程做功，而排气、进气和压缩冲程都消耗功。

2.曲轴输出扭矩周期性变化，曲轴转速不稳定。为了改善这种情况，在曲轴的后端安装了飞轮。飞轮的主要作用是储存发动机作功冲程以外的能量和惯性。

百万购车补贴

走进飞轮储能系统

飞轮是一种质量较大的铸铁惯性盘，用于安装在机器转轴上，起到转动惯量较大的轮式蓄能器的作用。对于汽车而言，飞轮安装于曲轴动力输出端，即连接变速箱和工作设备的一侧。其主要作用是在非动力冲程中驱动整个曲线连杆结构越过上下死点，从而保证发动机曲轴惯性旋转和输出扭矩的均匀性。此外，在启动时，飞轮可帮助克服气缸内的压缩阻力，并且有助于维持发动机在短时过载时的持续运转。当机器转速增加时，飞轮的动能增加，能量被储存；当机器速度降低时，飞轮的动能降低，能量被释放。因此，飞轮常被用于减小机械运转过程中的速度波动。对于多缸发动机的飞轮而言，其设计必须保持与曲轴的动平衡，否则旋转时质量不平衡将会产生离心力，并导致发动机振动以及主轴承的加速磨损。因此，在拆装时应注意保持飞轮和曲轴之间的相对位置，并采用定位销或不对称螺栓来加以保证。飞轮总成是发动机的重要部件，其转速通常高达数百转每分钟，其重要性是不言而喻的。汽车飞轮的主要功能在于将能量储存在发动机做功冲程之外，并且可以减少发动机在运行过程中的速度波动。同时，汽车飞轮还可以作为发动机正时标记检查、发动机工作循环的平稳化、启动发动机、离合器的一部分等多种用途。最后，需要提到的是飞轮效应，它是指在一开始时需要极大的力气才能让静止的飞轮转动起来。然而，一旦它开始转动，由于其转动惯量较大，会逐渐积累动能并且越来越快速地旋转，达到某个临界点后，飞轮的重力和冲力将成为驱动力的一部分，此时便可以轻松保持飞轮的转动。

各种车用储能电池技术对比分析：化学、飞轮、超级电容……

一、飞轮储能系统是什么。

指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮储能系统主要包括转子系统、轴承系统和转换能量系统三个部分构成。另外还有一些支持系统， 如真空、深冷、外壳和控制系统。基本结构如图所示。

飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机。在充电时，它作为电动机给飞轮加速；当放电时，它又作为发电机给外设供电，此时飞轮的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。

飞轮储能器中没有任何化学活性物质，也没有任何化学反应发生。旋转时的飞轮是纯粹的机械运动，飞轮在转动时的动能为：E =1/2Jω^2

式中： J为飞轮的转动惯量，ω为飞轮旋转的角速度.

由于在实际工作中，飞轮的转速可达40000～500000r/min，一般金属制成的飞轮无法承受这样高的转速，所以飞轮一般都采用碳纤维制成，既轻又强，进一步减少了整个系统的重量，同时，为了减少充放电过程中的能量损耗（主要是摩擦力损耗），电机和飞轮都使用磁轴承，使其悬浮，以减少机械摩擦；同时将飞轮和电机放置在真空容器中，以减少空气摩擦。这样飞轮电池的净效率（输入输出）可以达到95%左右。

二、国内外飞轮储能系统研究的现状、发展及未来

飞轮电池是90年代提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能，由于是电能和机械能的相互转化，不会造成污染。 飞轮储能电池最初只是想将其应用在电动汽车上，但限于当时的技术水平，并没有得到发展。直到上世纪90年代由于电路拓扑思想的发展，碳纤维材料的广泛应用，以及全世界范围对污染的重视，这种新型电池又得到了高速发展，并且伴随着磁轴承技术的发展，这种电池显示出更加广阔的应用前景，现正迅速地从实验室走向社会。

纵观欧美国家的现状，在汽车行业中，美国飞轮系统公司（AFS）就生产出了以克莱斯勒LHS轿车为原形的飞轮电池轿车AFS20；在火车方面，德国西门子公司已研制出长1.5m，宽0.75m的飞轮电池，可提供3MW的功率，同时，可储存30%的刹车能；在军用设备上，美国已经开始尝试使用飞轮装置，尤其是大型混能牵引机车上，美国国防部预测未来的战斗车辆在通信、武器和防护系统等方面都广泛需要电能，飞轮电池由于其快速的充放电，独立而稳定的能量输出，重量轻，能使车辆工作处于最优状态，减少车辆的噪声（战斗中非常重要），提高车辆的加速性能等优点，已成为美国军方首要考虑的储能装置；在太空方面，由于飞轮储能装置的储能密度很大，并且随着材料学和磁悬浮轴承技术的不断发展，在卫星上使用的飞轮储能装置甚至小到可以装进卫星壁中，而且飞轮储能装置运行的时候损耗很小，基本上不用维护，这就使得飞轮技术不断应用于卫星装置和太空空间站的太阳能储能电池中作为它们的能量供应中心来使用，同时飞轮还可以用于卫星的姿态控制中。

根据市场研究公司Research and Markets最新发布的报告，从2010年到2014年，全球飞轮储能市场的年复合增长率将达到12%。不过，国内飞轮储能市场开始发力也只有3、4年时间。美国、德国、日本等发达国家对飞轮储能技术的开发和应用比较多。欧洲的法国国家科研中心、德国的物理高技术研究所、意大利的SISE均正开展高温超导磁悬浮轴承的飞轮储能系统研究。飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法，而复合材料能够提高储能密度，降低系统体积和重量。2014年9月16日国内第一台飞轮200千瓦工业化磁飞轮调试成功，各项实验测试指标均达良好，飞轮运行正常，性能安全可靠。专家评价，这项具有完全知识产权的储能技术和产品填补了国内科技和市场的空白。

目前已有机构在积极开发混合电动车（HEV）用的飞轮电池系统。其主要作用：A)稳定主动力源的功率输出。在混合动力汽车起步、爬坡和加速时，飞轮电池能够快速、大能量的放电，为主动力源提供辅助动力，并减少主动力源的动力输出损耗。B)提高能量回收的效率。在混合动力电动汽车下坡、滑行和制动时，飞轮电池能够快速、大量的存储动能，充电速度不受“活性物质”化学反应速度的影响，可提高再生制动时能量回收的效率。飞轮储能用于HEV，存在的主要问题是如何尽可能减轻飞轮的陀螺效应以及提高飞轮的工作效率。对应同等级别的汽车，安装飞轮储能系统后，可以采用相对小的发动机来提供动力，实现节能和减排的目的。最近国家工业和信息化部发布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》时，特别将高效储能器作为解决新能源途径之一写入了规则，作为高效储能器的代表，飞轮储能在汽车上应用有着巨大潜力。据称，飞轮电池比能呈可达150W ?h/kg，比功率达5000-10000W/kg，使用寿命长达25年，可供电动汽车行驶500万公里。

飞轮储能技术看似很神秘，其实与人们生活密切相关，比如地铁列车进出站时的能量转换，列车进站刹车时将多余能量输入飞轮，列车出站提速时需要能量，飞轮将能量输出，这个系统可为地铁节省20%左右的能量消耗。飞轮技术在我国仍处在研发阶段，而国际发达国家已有几十年的发展历史，在诸多领域获得应用，如F1赛车能量回收、轨道牵引能量回收、微电网调压及并网，超低温余热回收利用、应急UPS电源、高速离心风机等。

三、飞轮储能系统的优点

飞轮储能技术是目前最有发展前途的储能技术之一。相比锂电池、铅酸电池，飞轮储能具有诸多优点：

1、储能密度大。储能密度可达100～200wh/kg，功率密度可达5000～10000w/kg

2、效率高。工作效率高达百分之95

3、维护成本低。运行的时候损耗很小，基本上不用维护

4、寿命长。不受重复深度放**响，设计寿命20年以上，磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗可以被忽略，系统维护周期长

5、无噪声。

6、环境污染小，对周围环境几乎没有影响。

不受地理环境限制等，是目前最有发展前途的储能技术之一。

四、飞轮储能系统的缺点

能量密度不够高，能量释放只能维持较短时间，一般只有几十秒钟。自放电率高，如停止充电，能量在几到几十个小时内就会自行耗尽。Active Power公司的飞轮储能系统单位模块输出250千瓦，待机损耗为2.5千瓦，因此有些数据称其效率为99%。但这是有条件的。只有在迅速用掉的情况下才有这么高的效率。如果自放电的话，效率**降低。例如，几万转高速飞轮系统损耗在100瓦左右，1千瓦时的系统只能维持10小时的自放电。因此，飞轮储能最适合高功率、短时间放电或频繁充放电的储能需求。

五、飞轮储能系统目前使用的领域

由于技术和材料价格的限制，飞轮电池的价格相对较高，在小型场合还无法体现其优势。但在下列一些需大型储能装置的场合，使用化学电池的价格也非常昂贵，飞轮电池已得到逐步应用。

1、太空 包括人造卫星、飞船、空间站，飞轮电池一次充电可以提供同重量化学电池两倍的功率，同负载的使用时间为化学电池的3～10倍。同时，因为它的转速是可测可控的，故可以随时查看电能的多少。美国太空总署已在空间站安装了48个飞轮电池，联合在一起可提供超过150KW的电能。据估计相比化学电池，可节约200万美元左右。

2、交通运输 包括火车和汽车，这种车辆采用内燃机和电机混合推动，飞轮电池充电快，放电完全，非常适合应用于混合能量推动的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时，给飞轮电池充电，飞轮电池则在加速或爬坡时，给车辆提供动力，保证车辆运行在一种平稳、最优的状态下的转速，可减少燃料消耗，空气和噪声污染，发动机的维护，延长发动机的寿命。美国TEXAS大学已研制出一汽车用飞轮电池，电池在车辆需要时，可提供150KW的能量，能加速满载车辆到100Km/h。

在2010美国勒芒系列赛最后一轮中，保时捷911GT3混合动力赛车首次正式使用了该项技术（该车成绩在比赛中排名中游）。911 GT3是保时捷第一辆混合动力赛车，它是918 Spyder混合动力车的前身，飞轮技术在不牺牲速度和敏捷性的前提下，让汽车更有效率，这是一个令人振奋的进步——保时捷918 Spyder混合动力车有500加马力的全轮驱动，仅需3.2秒即能将速度从0提至62英里每秒。保时捷公司表示，已有900名准买家签约购买该车。

3、不间断电源 飞轮电池可提供高可靠的稳定电源，可提供几秒到几分钟的电能，这段时间足已保证工厂进行电源切换。德国GmbH 公司制造了一种使用飞轮电池的UPS，在5s内可提供或吸收5MW的电能。国外数据表明，在UPS应用中，飞轮储能正在逐步取代铅酸蓄电池，成为主流技术。

4、军用战斗车辆

作为一种新兴的储能方式，飞轮电池所拥有传统化学电池无法比拟的优点已被人们广泛认同，它非常符合未来储能技术的发展方向。飞轮电池除了上面介绍的应用领域以外，也正在向小型化、低廉化的方向发展。最可能出现的是手机电池。可以预见，伴随着技术和材料学的进步，飞轮电池将在未来的各行各业中发挥重要的作用。

关于微控新能源

深圳微控新能源技术有限公司（简称微控或微控新能源）是全球物理储能技术领航者。公司全球总部位于深圳，业务覆盖北美、欧洲、亚洲、拉美等地区，凭借“安全、可靠、高效”的全球领先的磁悬浮能源技术，产品与服务广泛受到华为、GE、ABB、西门子、爱默生等众多世界500强企业的信赖。

面向未来能源“更清洁、高密度、数字化”的三大趋势，公司持续致力于为战略性新兴产业提供能源运输、储存、回收、数据化管理提供系统解决方案。

汽车飞轮的作用是什么

制约电动汽车等新能源车辆大规模普及应用的关键技术有很多，车用储能技术肯定是最卡脖子的瓶颈技术。经过长期的演化，车用储能电池技术也演化出了多种多样的形式类别，有化学电池技术，超导储能技术，机械飞轮技术等等，化学电池技术又包括铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池、金属-空气电池、锂离子电池、锂聚合物电池、超级电容等。

决定新能源汽车采用何种形式电池的因素除了能量密度、功率密度外，还需综合考虑寿命、温度特性、成本、安全、可靠性等，本期小站君就来对各种车用储能电池技术进行对比分析。

关于微控新能源

深圳微控新能源技术有限公司（简称微控或微控新能源）是全球物理储能技术领航者。公司全球总部位于深圳，业务覆盖北美、欧洲、亚洲、拉美等地区，凭借“安全、可靠、高效”的全球领先的磁悬浮能源技术，产品与服务广泛受到华为、GE、ABB、西门子、爱默生等众多世界500强企业的信赖。

面向未来能源“更清洁、高密度、数字化”的三大趋势，公司持续致力于为战略性新兴产业提供能源运输、储存、回收、数据化管理提供系统解决方案。

摘要：汽车飞轮是什么？去过发动机修理厂修理汽车的朋友可能会知道，在工人师傅打开发动机之后，首先映入我们眼帘的便是一大块看上去像齿轮一样的厚铁盘，这就是汽车飞轮。汽车飞轮的作用是什么？下面来看看介绍。汽车飞轮是什么

飞轮是一个质量较大的铸铁惯性圆盘，它贮蓄能量，供给非作功行程的需求，带动整个曲连杆结构越过上、下止点，保证发动机曲轴旋转的惯性旋转的均匀性和输出扭矩的均匀性，借助于本身旋转的惯性力，帮助克服起动时气缸中的压缩阻力和维持短期超载时发动机的继续运转。多缸发动机的飞轮应与曲轴一起进行动平衡，否则在旋转时因质量不平衡而产生的离心力将引起发动机振动，并加速主轴承的磨损。为了在拆装时不破坏它们的平衡状态，飞轮与曲轴之间应有严格的相对位置，用定位销或不对称布置螺栓予以保证。飞轮常见的损坏部位是齿圈磨蚀损坏、端面烧蚀、挠曲变形及飞轮螺孔损伤。飞轮总成是发动机的重要部件，它的运转每分钟高达上百转，其重要性由此可见。

汽车飞轮的作用

飞轮的作用主要有两个：一是为发动机储存能量，并用所储存的能量来使发动机完成非做功行程；二是使发动机向外界输出的转矩和转速尽量均匀。

在曲轴的动力输出端，也就是连变速箱和连接做功设备的那边。飞轮的主要作用是储存发动机做功冲程外的能量和惯性。四冲程的发动机只有做功一个冲程吸气、压缩、排气的能量来自飞轮存储的能量。平衡纠正一下不对，发动机的平衡主要靠去轴上的平衡块单缸机专门有平衡轴。

飞轮具有较大转动惯量。由于发动机各个缸的做功是不连续的，所以发动机转速也是变化的。当发动机转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来;当发动机转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少发动机运转过程的速度波动。

装在发动机曲轴后端，具有转动惯性，它的作用是将发动机能量储存起来，克服其他部件的阻力，使曲轴均匀旋转；通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动连接起来；与起动机接合，便于发动机起动。并且是曲轴位置传感和车速传感的集成处。

在作功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。

除此之外，飞轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈；在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时，以及调整气门间隙。