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关于磁悬浮飞轮电池的讨论帖

前几天有位叫老顽童的网友留了言,提到了磁悬浮飞轮电池。一开始我还以为又是磁电机的支持者,后来才知道这位前辈说的是飞轮蓄能电池。这是个非常有意思的话题,我还没有深入研究过,若干年前在宿舍的夜聊会上曾经讨论过这个东西,在此记录一下,有空的时候研究研究 :)

飞轮电池简单的说就是用一个巨大的陀螺来储存能量,充电的时候用电磁感应让它的转速提高,放电的时候它带动发电机工作。

以下是老顽童同学的留言,该同学今年59岁,内功非常深厚,可能已经达到江湖传闻的“肉眼调板,意念编程”之境界:

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老顽童 说:

你误会了.
飞轮蓄机械能,众所周知,不会有异义吧: )

所谓的“飞轮电池”就是把电机和飞轮合并(当然不只是简单的组合).
充电时电能通过电机转换成机械能给飞轮蓄起来.
放电时飞轮上的机械能通过电机再转成电能供负载使用……(需要真空,但不难).

十年前清华实验室的飞轮电池就达到了铅酸电池的比能量.样机工作了三年. (当时还没有真正用磁悬浮). 24小时总损耗好象是12%. 样机容量约600Wh左右,飞轮直径200mm.

就以上指标,其实己经很够实用了. 只是至今未见商业化.

当前的电池技术和电池应用技术,还无法满足电动车和电动汽车的要求.
飞轮电池是完全有希望争得一席之地的.

比如,再烂的飞轮技术(6小时歇搁的那种),用在公交车上,都比任何最先进的电容和电池要好! 用在电动自行车上,也至少可少用一半电池.
如果飞轮电池能做到24小时总损耗不大于20%,大多数的城区电动汽车和电动自行车都可以不用电池了.

飞轮电池用于UPS上,也是大有用武之地的.
智能电网,用大飞轮调峰填谷,也是现实的.

老美航母上投掷飞机,就是用飞轮电池,取其比功率大,比能量也比超级电容大得多.

磁悬浮是飞轮电池的最重要技术之一.

记得当时我们讨论的是飞轮式公交车,我的观点是比较消极的,原因如下:

1. 安全性:用动能的形式保持能量,势必需要高密度,高转速的转子,这种巨大能量的东西一旦飞出来,比小李飞刀还厉害(当然汽油也可能会燃烧爆炸,但是现在的油箱保护技术已经很少见到爆炸了)。

2. 自然损耗:汽油或者电动车,不开的时候放在那里,一星期也不会有什么损耗,而转子一星期早停了,就是说它不能稳定的储存能量。估计这个就是你最关注的“24小时总损耗”,对每天都运营的公交系统倒还算可行。

3. 能量输出:这个我没有研究过,直观上感觉给飞轮电池“充电”时比较方便,用电磁感应之类的方式让它转起来就好;但是放电怎么控制呢,应该还要考虑不同的输出功率吧?我想像的是不同档位的齿轮组带动发电机,感觉效率会很低,这个是我乱说的,不知道怎么样

4.实用性:巨大的转子如果采用固定轴的安装方式,那么会有很大的陀螺力矩,汽车转弯和上下坡都会比较费劲;如果用万向轴安装,那么充放电就会复杂很多。另外,如果用磁悬浮的方式减少摩擦阻力,公交车上带这么一大坨强磁铁,恐怕乘客们的银行卡都该报销了。

5. 体积:看到老顽童说飞轮直径200mm,我还是有点诧异的,当时感觉至少应该是一个巨大的铁坨子吧?不知道600Wh是个什么概念,等有空了查查汽车行驶100公里需要多少能量,估算下 :)

以上是针对汽车的,如果是针对智能电网或者UPS,貌似还有点意思。但是既然这个东西十多年都没有商业化,我觉得一定有它不能商业化的道理,请老顽童同学向这方面想想,如果有业内人士看到此贴,请帮忙解释一下!