[发明专利]用于储能的飞轮及其制造方法

权利要求书

1.一种用于将环形飞轮转子联接到一个轴上而绕该轴旋转的转子支架，该转子支架包括一个具有纵向轴线的本体，该本体在制成的飞轮组件中绕着该纵向轴线旋转，

其中，该本体包括由含有纤维的复合材料构成的片材叠层，

该片材叠层包括至少两种单向片材，各片材的基本上所有的纤维在相同的方向上延伸，

一种单向片材的纤维以与本体的纵向轴线不同的角度朝向另一种单向片材的纤维，并且

该本体包含织造织物的至少一个侧面层，该侧面层提供在该片材叠层的一侧面上；

其中，该至少一个侧面层至少部分地在该片材叠层的外圆周边缘表面上延伸，以阻止片材叠层的分层。

2.如权利要求1所述的转子支架，其中，该本体包括织造织物的至少一个周边层，该周边层在该片材叠层的外圆周表面上延伸。

3.如权利要求2所述的转子支架，其中，该至少一个周边层叠放在该至少一个侧面层上。

4.如以上任一项权利要求所述的转子支架，其中，该织造织物包括碳纤维、E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、玄武岩纤维和氮化硼纤维中的至少一种。

5.如权利要求1-3中任一项所述的转子支架，其中，一种单向片材的纤维与另一种单向片材的纤维之间的角度是大约45°。

6.如权利要求1-3中任一项所述的转子支架，其中，该片材叠层中的所有片材都包括单向纤维。

7.如权利要求1-3中任一项所述的转子支架，包括在两种片材之间的一个复合材料的中间层。

8.如权利要求7所述的转子支架，其中，该中间层包括基质材料中的非对齐长度的纤维。

9.如权利要求1-3中任一项所述的转子支架，其中，各片材的纤维以与该本体的纵向轴线成不同角度地朝向邻近片材的纤维。

10.如权利要求1所述的转子支架，其中，该转子支架的本体限定了一个大体上是截头圆锥形的向内朝向的表面，该表面与该本体的纵向轴线同轴。

11.如权利要求10所述的转子支架，其中，该向内朝向的表面限定了相对于与转子支架的纵向轴线垂直的平面的一个角度，该角度的范围是17°至26°。

12.如权利要求1-3中任一项所述的转子支架，其中，这些片材的纤维包括碳纤维、E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、玄武岩纤维和氮化硼纤维中的至少一种。

13.一种飞轮组件，该飞轮组件包括如权利要求10或权利要求11所述的转子支架以及安装在该转子支架上的转子，其中，该截头圆锥形的向内朝向的表面限定了相对于该本体的纵向轴线的一个角度，该角度被选择使得该转子支架与该转子张力匹配。

14.一种用于制造转子支架的方法，该转子支架用于将环形飞轮转子联接到一个轴上而绕该轴旋转，该转子支架包括一个具有纵向轴线的本体，该本体在制成的飞轮组件中绕着该纵向轴线旋转，该方法包括以下步骤：

形成由包含纤维的复合材料构成的片材叠层，该片材叠层包括至少两种单向片材，各片材的基本上所有的纤维在相同的方向上延伸，

将这些片材叠放，使得一种单向片材的纤维以与本体的纵向轴线成不同角度地朝向另一种单向片材的纤维，并且

将织造织物的至少一个侧面层敷于该片材叠层的一侧面上；

其中，该至少一个侧面层至少部分地在该片材叠层的外圆周边缘表面上延伸，以阻止片材叠层的分层。

15.如权利要求14所述的方法，包括施加织造织物的至少一个周边层，该周边层在该片材叠层的外圆周表面上延伸。

16.如权利要求15所述的方法，其中，该至少一个周边层叠放在该侧面层上。

17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，该织造织物包括碳纤维、E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、玄武岩纤维和氮化硼纤维中的至少一种。

18.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，叠放这些片材，使得一种单向片材的纤维与另一种单向片材的纤维之间的角度是大约45°。

19.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，该片材叠层中的所有片材都是单向片材。