[实用新型]飞轮功率源环保电动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动道路运输工具。

背景技术

石油、煤炭是一次性不可再生的矿物能源，形成它要经过几千年、上亿年的时间。近两个世纪，人类大规模开发利用石油，发展内燃机汽车，使人类进入了工业化、现代化社会，同时也产生了全球关注的能源枯竭和环境污染，为此人类社会已经付出了巨大的代价，影响了社会的发展。因此开发洁净的可再生能源的环保生态电动汽车已成为人类社会的共识。目前由于开发电动汽车还存在技术难度高、制造成本高、续驶里程短、没有符合电动汽车技术性能的电动机(发动机)和电池(能量源)，所以开发以电能支持的飞轮功率源环保电动车已成为人类社会的紧迫课题。

飞轮以机械能的形式储存电能，具有高比能量和能量密度，高比功率和功率密度，寿命长、效率高、快速充放电免维护特点。飞轮可以象蓄电池和燃料电池一样为能量源向电动汽车供电，但是飞轮储能器作为电动汽车的储能装置面临两大难题；首先当车辆转弯或产生颠簸偏离直线行驶时，飞轮将会产生陀螺力矩，严重影响车辆的操纵性能，其次飞轮出现故障或车辆发生交通事故(翻车、撞车)以机械能形式储存在飞轮中的能量(电能)就会在短时间内释放出来，产生的大功率输出将对车辆造成巨大的破坏，危及乘员的生命安全。因此陀螺力矩和故障抑制是飞轮储能器应用于电动汽车的巨大障碍。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种飞轮功率源环保电动车。该飞轮功率源环保电动车(飞轮电动车)是以电能为该车飞轮储能器充电补充能量为能量源(功率源)以电机(电动机/发电机)为动力源，通过车身辅助控制装置，由人工控制高效率将电能转化为车身的动能是实现清洁、环保、安全、节能的现代新型电动道路运输工具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：(结合附图1)由飞轮储能器1、电机2、充电器3与车身辅助控制装置，通过底盘、车身、机械、电路、管道分别经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成飞轮功率源环保电动车。

其中：通过电路将飞轮储能器、电机、充电器分别双向连成一体，通过电子电路将飞轮储能器、电机、充电器分别与控制器连成一体，电机通过机械与变速器、驱动桥、半轴、车轮连成一体。

飞轮储能器1飞轮转子与电机转子同轴连成一体，两端与轴承、外壳连成一体与定子装置在外壳中，抽至真空度10^-3-10^-4Pa，电机电路由电缆通过外壳端子经圆球形外壳顶部引出，真空室外壳通过多点滚珠轴承与圆球形外壳光滑的内表面呈滑动接触，圆球形外壳底部与液压减振器相连接，通过管道将球形外壳下部一侧与泵进口、泵出口与换热器进口、换热器出口与球形外壳下部另一侧分别连成一体，通过机械将液压减振器另一端与车身底盘连成一体。

飞轮储能器1圆球形外壳，为万向自由度有光滑内壁的圆球形外壳，飞轮储能器装置在圆球形外壳中，通过多点滚珠轴承与圆球形外壳光滑内壁呈滑动接触状态，使飞轮储能器在车辆复杂多变的运行工况中与车身隔离，不发生直接关系，使飞轮储能器与车身之间的水平摆动度达到180°，方向回转摆动度达到360°。

按照上述装置，飞轮储能器(飞轮电池)是机-电能量转换和储存装置。充电时，飞轮电池中的电机以电动机的模式运行，在外电源的驱动下，该电机带动飞轮旋转，加速使它达到极高的角速度ω与飞轮的转动惯量J。飞轮电池储存的是电能，转换过来的是动能(机械能)，其动能为W＝Jω²/2，至此完成电能-机械能的转换。再通过轴承(磁悬浮轴承或永磁铁流体轴承)和真空环境使机械能W保存下来，免除无碍的损失。放电时，飞轮电池中的电机以发电机模式运行，在飞轮转矩的带动下对外输出电能(电压、电流)完成机械能-电能的转换。要多存储能量，即加大飞轮的转动惯量J，或提高飞轮的角速度ω，飞轮的转动惯量J是各处物质的质量和该质量所在处旋转半径r平方的乘积的总和J＝∫dmr²，增加转动惯量使飞轮的质量和体积增大，受到条件的限制，依据动力源与飞轮的角速度ω的平方成正比，显然提高飞轮的角速度(转速)是提高比能量和比功率密度的有效方法。

按照上述装置，飞轮储能器在正常运转中与车身本体隔离，在电动车辆复杂多变的运行工况中(包括交通事故)，不与飞轮储能器发生直接关系，不影响飞轮储能器的正常运转。