Google資料時發現的。有人研究過嗎?🙂

飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，它突破了化學電池 的局限，用物理方法實現儲能。眾所週知，當飛輪以一定角速度 旋轉時，它就具有一定的動能。飛輪電池正是以其動能轉換成電 能的。高技術型的飛輪用於儲存電能，就很像標準電池。飛輪電 池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉，在外電源的 驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉，即用電給飛輪電池”充電”增 加了飛輪的轉速從而增大其功能；放電時，電機則以發電機狀態 運轉，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能（動能）到電 能的轉換。當飛輪電池發出電的時，飛輪轉速逐漸下降，飛輪電 池的飛輪是在真空環境下運轉的，轉速極高（高達200000r/min， 使用的軸承為非接觸式磁軸承。據稱，飛輪電池比能呈可達150W ‧h/kg，比功率達5000-10000W/kg，使用壽命長達25年，可供電 動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統公司已用最新研製的飛輪池 成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛 600km，由到96km/h加速時間為6.5秒。

起源　　
飛輪儲能電池的概念起源於上世紀７０年代早期，最初只是想將其應用在電動汽車上，但限于當時的技術水平，並沒有得到發展。直到上世紀９０年代由於電路拓撲思想的發展，碳纖維材料的廣泛應用，以及全世界範圍對污染的重視，這種新型電池又得到了高速發展，並且伴隨著磁軸承技術的發展，這種電池顯示出更加廣闊的應用前景，現正迅速地從實驗室走向社會。現在歐美國家已出現實用化產品，而我國在這方面的研究才剛剛起步。

工作原理　　
何謂飛輪儲能電池
飛輪儲能電池系統包括三個核心部分：一個飛輪，電動機—發電機和電力電子變換裝置。
電力電子變換裝置從外部輸入電能驅動電動機旋轉，電動機帶動飛輪旋轉，飛輪儲存動能（機械能），當外部負載需要能量時，用飛輪帶動發電機旋轉，將動能轉化為電能，再通過電力電子變換裝置變成負載所需要的各種頻率、電壓等級的電能，以滿足不同的需求。由於輸入、輸出是彼此獨立的，設計時常將電動機和發電機用一台電機來實現，輸入輸出變換器也合併成一個，這樣就可以大大減少系統的大小和重量。同時由於在實際工作中，飛輪的轉速可達40000～50000r/min，一般金屬製成的飛輪無法承受這樣高的轉速，所以飛輪一般都採用碳纖維製成，既輕又強，進一步減少了整個系統的重量，同時，為了減少充放電過程中的能量損耗（主要是摩擦力損耗），電機和飛輪都使用磁軸承，使其懸浮，以減少機械摩擦；同時將飛輪和電機放置在真空容器中，以減少空氣摩擦。這樣飛輪電池的凈效率（輸入輸出）達95％左右。

實際使用的飛輪裝置中，主要包括以下部件：飛輪、軸、軸承、電機、真空容器和電力電子變換器。飛輪是整個電池裝置的核心部件，它直接決定了整個裝置的儲能多少，它儲存的能量由公式E=jw^2決定。式中j為飛輪的轉動慣量，與飛輪的形狀和重量有關；為飛輪的旋轉角速度。

電力電子變換器通常是由MOSFET 和IGBT組成的雙向逆變器，它們的原理不再敘述，它們決定了飛輪裝置能量輸入輸出量的大小。

性能　　
飛輪電池與其它電池的比較
現在，使用最多最廣的儲能電池無疑是化學電池，它將電能轉變為化學能儲存，再轉化為電能輸出，它價格低廉，技術成熟，但污染嚴重，效率低下，充電時間長，用電時間短，使用過程中電能不易控制。

另一儲能電池是超導電池，它把電能轉化為磁能儲存在超導線圈的磁場中，由於超導狀態下線圈沒有電阻，所以能量損耗非常小，效率也高，對環境污染也小。但由於超導狀態是線圈處於極低溫度下才能實現，維持線圈處於超導狀態所需要的低溫需耗費大量能源，而且維持裝置過大，不易小型化，所以家用市場前景不強。

飛輪電池則兼顧了兩者的優點，雖然近階段的價格較高，但伴隨著技術的進步，必將有一個非常廣闊的前景。下面通過表—1來具體比較三者的優缺點。
表—1 三種電池性能比較
________化學電池_飛輪電池__超導電池
儲能方式 化學能___ 機械能___電磁能
使用壽命 3～5______＞20_____～20
技術 ____成熟_____ 驗證____ 驗證
溫度範圍 限制______ 不限___ 不限
相對尺寸__大_______ 最小___ 中間
（同功率）
儲能密度_ 小________ 大_____ 大
放能深度_ 淺________ 深_____ 深
價格 _____低________ 高____ 較高
環境影響 污染 ______無污染__ 無污染

優點　　
飛輪電池兼顧了化學電池、燃料電池和超導電池等儲能裝置的諸多優點，主要表現在如下幾個方面： (1)能量密度高：儲能密度可達100～200 wh／kg，功率密度可達5 000～lO 000 w／kg。
　　(2)能量轉換效率高：工作效率高達百分之90。
　　(3)體積小、重量輕：飛輪直徑約二十多厘米，總重在十幾千克左右。
　　(4)工作溫度範圍寬：對環境溫度沒有嚴格要求。
　　(5)使用壽命長：不受重復深度放電影響，能夠循環幾百萬次運行，預期壽命20年以上。
　　(6)低損耗、低維護：磁懸浮軸承和真空環境使機械損耗可以被忽略，系統維護週期長。

用途　　
飛輪電池的應用場合及現狀
由於技術和材料價格的限制，飛輪電池的價格相對較高，在小型場合還無法體現其優勢。但在下列一些需大型儲能裝置的場合，使用化學電池的價格也非常昂貴，飛輪電池已得到逐步應用。 1、太空　　包括人造衛星、飛船、空間站，飛輪電池一次充電可以提供同重量化學電池兩倍的功率，同負載的使用時間為化學電池的3～10倍。同時，因為它的轉速是可測可控的，故可以隨時查看電能的多少。美國太空總署已在空間站安裝了48個飛輪電池，聯合在一起可提供超過150KW的電能。據估計相比化學電池，可節約200萬美元左右。 2、交通運輸　　包括火車和汽車，這種車輛採用內燃機和電機混合推動，飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應用於混合能量推動的車輛中。車輛在正常行使時和剎車制動時，給飛輪電池充電，飛輪電池則在加速或爬坡時，給車輛提供動力，保證車輛運行在一種平穩、最優的狀態下的轉速，可減少燃料消耗，空氣和噪聲污染，發動機的維護，延長髮動機的壽命。美國TEXAS大學已研製出一汽車用飛輪電池，電池在車輛需要時，可提供150KW的能量，能加速滿載車輛到100Km/h。在火車方面，德國西門子公司已研製出長1.5m，寬0.75m的飛輪電池，可提供3MW的功率，同時，可儲存30%的剎車能。 3、不間斷電源　　飛輪電池可提供高可靠的穩定電源，可提供幾秒到幾分鐘的電能，這段時間足已保證工廠進行電源切換。德國GmbH 公司製造了一種使用飛輪電池的UPS，在5s內可提供或吸收5MW的電能。 4、軍用戰鬥車輛　　美國國防部預測未來的戰鬥車輛在通信、武器和防護系統等方面都廣泛需要電能，飛輪電池由於其快速的充放電，獨立而穩定的能量輸出，重量輕，能使車輛工作處於最優狀態，減少車輛的噪聲（戰鬥中非常重要），提高車輛的加速性能等優點，已成為美國軍方首要考慮的儲能裝置。

趨勢　　
作為一種新興的儲能方式，飛輪電池所擁有傳統化學電池無法比擬的優點已被人們廣泛認同，它非常符合未來儲能技術的發展方向。目前，飛輪電池除了上面介紹的應用領域以外，也正在向小型化、低廉化的方向發展。現在，最可能出現的是手機電池。可以預見，伴隨著技術和材料學的進步，飛輪電池將在未來的各行各業中發揮重要的作用。