[发明专利]具有磁性驱动器的磁悬浮飞轮能量存储系统

说明书

技术领域

本公开涉及飞轮能量存储设备，具体涉及包括磁性轴承(magnetic carrier)和/或磁性驱动器的飞轮能量存储设备。

发明内容

总体公开了包括磁性轴承和/或磁性驱动器的飞轮能量存储设备的技术。一些示例磁性轴承可以包括：飞轮磁体；以及支撑磁体，被配置为使旋转飞轮磁悬浮。一些示例磁性驱动器可以包括：至少一个驱动磁体，被配置为同与飞轮相关联的抗磁材料磁性接合，以将力矩施加在飞轮上。

在一些实施例中，总体描述了飞轮能量存储设备，可以包括飞轮、磁性轴承和/或磁性驱动器。飞轮可以被配置为将能量存储为旋转动能。磁性轴承可以被配置为使飞轮悬浮，同时允许飞轮转动。磁性驱动器以被配置为选择性地与飞轮磁性接合，以向飞轮供应能量和/或从飞轮汲取能量。

在一些附加实施例中，总体描述了飞轮能量存储设备，可以包括飞轮、一个或多个支撑磁体、和/或一个或多个可旋转驱动磁体。飞轮可以被配置为将能量存储为旋转动能，所述飞轮包括飞轮磁体和抗磁材料。一个或多个支撑磁体可以被配置为与飞轮磁体磁性交互，以使飞轮磁悬浮。一个或多个可旋转驱动磁体可以相对于飞轮可移动地进行部署，以改变驱动磁体和抗磁材料间的磁性耦合。

总体描述了操作飞轮能量存储设备的方法。一些示例方法可以包括：以与磁性轴承使之悬浮的飞轮的旋转速度不同的旋转速度来旋转驱动磁体。一些示例实施例可以进一步包括；通过将驱动磁体移向飞轮来增加驱动磁体和飞轮间的磁性耦合。一些示例实施例还可以进一步包括：使用驱动磁体向飞轮施加力矩。

以上发明内容仅仅是说明性的，而绝不是限制性的。除了上述示例性的方案、实施例和特征之外，参照附图和以下详细说明，将清楚其他方案、其他实施例和其他特征。

附图说明

根据以下说明和所附权利要求，结合附图，本公开的前述和其他特征将更加清楚。在认识到这些附图仅仅示出了根据本公开的一些示例且因此不应被认为是限制本公开范围的前提下，通过使用附图以额外的特征和细节来详细描述本公开，附图中：

图1是示例飞轮能量存储设备的框图；

图2是示例飞轮能量存储设备的断面透视图；

图3是示例飞轮组件的透视图；

图4是示例外壳组件的断面透视图；

图5是示例驱动组件的透视图；以及

图6是示出了使用完全根据本公开的至少一些实施例配置的飞轮能量存储设备的示例方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细说明中，参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中，类似符号通常表示类似部件，除非上下文另行指明。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，且可以进行其他改变。应当理解，在此一般性记载以及附图中图示的本公开的各方案可以按照在此明确和隐含公开的多种不同配置来设置、替换、组合和设计。

本公开尤其针对与飞轮能量存储有关的方法、系统、设备和/或装置，更具体地，针对包括一个或多个磁性轴承和/或一个或多个磁性驱动器的飞轮能量存储设备。

图1是根据此处公开的至少一些实施例配置的示例飞轮能量存储设备的框图。示例飞轮能量存储(FES)设备10可以包括旋转或可旋转飞轮12，所述旋转或可旋转飞轮12可由磁性轴承14使之悬浮，和/或可以适于将能量存储为旋转动能。可通过磁性驱动器16将能量供应至飞轮12或从飞轮12汲取能量，所述磁性驱动器16可以可操作地耦合至输入/输出设备18，如，马达/发电机。输入/输出设备18可以可操作地耦合至能量源20(例如，太阳电池板、风力涡轮机等)和/或耗能体22(例如，电灯、计算机等)。

一些FES设备可以适于通过将飞轮加速至较高旋转速度来以旋转动能的形式存储能量。在一些FES设备中，可以通过使飞轮变慢和/或将飞轮的旋转动能转换为另一形式的能量(如，电能)来从系统提取能量。

即使当飞轮未向耗能应用供应能量时，飞轮和一个或多个机械轴承间的摩擦也会使FES设备(例如，通过摩擦)损失能量。在一些FES设备，外部电源可以提供因摩擦损失的能量，然而这可能增加FES设备的运转成本。