[发明专利]一种抗径向陀螺效应的车载飞轮电池

说明书

本发明公开一种抗径向陀螺效应的车载飞轮电池，飞轮转子的中间段是飞轮转子主圆柱体，上段具有在飞轮转子主圆柱体上表面的外边缘处从下至上同轴心地依次固定连接的下端圆环接收极、中间圆环和上端圆环接收极，以及在飞轮转子主圆柱体上表面的正中间从下至上地同轴心地依次固定连接的下端圆盘接收极、中间圆盘和上端圆盘接收极，上端圆环接收极的内壁的上边缘为向内部凸出的四分之一个的内壁圆弧面，上端圆盘接收极的外壁的上边缘为向外部凸出的四分之一个的外壁圆弧面，飞轮转子的上段凹槽内置放径向定子，飞轮转子的下段是飞轮转子下圆环体，和飞轮转子主圆柱体之间形成下段圆柱形槽，该下段圆柱形槽内置放外转子电机，在径向抑制了陀螺效应。

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车的车载飞轮电池结构，适用于经常在环山公路、左右弯道多等径向陀螺效应严重的路况下行驶的电动汽车。

背景技术

飞轮电池是一种机械储能电池，具有充电效率高、功率大、质量小、无污染和寿命长等优势，是电动汽车理想的动力电池。然而，当车载飞轮电池应用于径向陀螺效应严重路况如环山公路、左右弯道等路况时，还存在诸多制约其规模化应用的难题，主要表现为径向陀螺效应严重、空间占用率大和能耗大等的问题。

目前，国内外的飞轮储能装置的拓扑结构分为两种：一种是带有长惯性主轴的拓扑结构，另一种是盘式拓扑结构。带有长惯性主轴的飞轮电池，由于轴向长度大，在径向上陀螺效应严重，易受外界干扰，因此不适合应用于径向陀螺效应严重路况下。盘式飞轮储能装置虽然具有良好的稳定性，但通常采用多个磁轴承分散支承，仍然会导致轴向长度大，径向陀螺效应仍较明显，不适合空间有限的电动汽车。另外，大多数飞轮采用高强度复合材料制成，因此价格昂贵，不易实现大规模推广应用。虽然采用金属材料制成的飞轮具有成本低的优势，但是在相同储能量的基础上，其重量和体积成倍增加，不适宜车载环境。

发明内容

本发明的目的为了克服现有车载飞轮储能装置存在的径向陀螺效应严重、空间占用率大又价格昂贵以及能耗大的问题，提出一种在满足储能量的基础上，应用于径向陀螺效应严重路况的高稳定性、高集成度、低能耗的车载飞轮电池。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的：具有同轴分布的五自由度磁轴承、飞轮转子和外转子电机，五自由度磁轴承包括径向定子、轴向定子和轴承永磁体，所述的飞轮转子在轴向上的中间段是圆柱状的飞轮转子主圆柱体，飞轮转子的上段具有在飞轮转子主圆柱体上表面的外边缘处从下至上同轴心地依次固定连接外径与飞轮转子主圆柱体外径相同的下端圆环接收极、中间圆环和上端圆环接收极，以及在飞轮转子主圆柱体上表面的正中间从下至上地同轴心地依次固定连接的下端圆盘接收极、中间圆盘和上端圆盘接收极；所述的上端圆环接收极为圆环状且其内壁的上边缘的轴向截面为向内部凸出的四分之一个的内壁圆弧面；所述的上端圆盘接收极为圆柱体且其外壁的上边缘的轴向截面为向外部凸出的四分之一个的外壁圆弧面；在上端圆盘接收极、中间圆盘、下端圆盘接收极、上端圆环接收极、中间圆环、下端圆环接收极以及飞轮转子主圆柱体之间形成飞轮转子的上段凹槽，该上段凹槽中内置放径向定子；飞轮转子的下段是飞轮转子下圆环体，和飞轮转子主圆柱体之间形成飞轮转子的下段圆柱形槽，该下段圆柱形槽内置放所述的外转子电机。