電動(dòng)汽車電源概述課件

電動(dòng)汽車電源概述1電動(dòng)車輛的電源1.1電源的種類和發(fā)展1、電動(dòng)車輛用動(dòng)力電池

儲(chǔ)能電源是制約電動(dòng)車輛發(fā)展的關(guān)鍵因素，要使電動(dòng)車輛進(jìn)入實(shí)用過(guò)程，對(duì)儲(chǔ)能電源提出的要求是：比能量高，比功率大，使用壽命長(zhǎng)，成本低廉。

比能量(單位質(zhì)量或體積輸出的電量)決定了電動(dòng)車輛的續(xù)駛里程。電動(dòng)車輛的儲(chǔ)能電源受車重和布置空間的限制，一次充電后的行駛里程決定于電池?cái)y帶的總電量，比能量提高就可以增加電動(dòng)車輛的儲(chǔ)備能量。

比功率(單位質(zhì)量或體積輸出的功率)則決定了電動(dòng)車輛的動(dòng)力性(諸如加速能力、爬坡能力和負(fù)載運(yùn)行能力)。使用壽命長(zhǎng)(電池充放電循環(huán)次數(shù)多)對(duì)延長(zhǎng)電池的更換周期是至關(guān)重要的，可降低車輛的總使用費(fèi)用。成本低廉則降低了電動(dòng)車輛的初購(gòu)價(jià)格和總的使用費(fèi)用。此外，縮短電池的充電時(shí)間和使用中電池的安全性也是必須考慮的問(wèn)題。表1—1

儲(chǔ)能電源的性能參數(shù)

電池類別鉛酸電池鉛酸電池(改進(jìn)型)鎳鎘電池鎳氫電池鋰電池鈉硫電池鋅空氣電池飛輪電池比能量(W．h／kg)30—40555575-80100118160150比功率(W／kg)150-200225190160-230>200243小>5000循環(huán)壽命(次)500-700>2000>6001200短25年備

注成本低，充電慢準(zhǔn)雙極且鉛布電池成本高，可快速充電無(wú)污染，可快速充電充電較快壽命短充電困難可快速充電2、

動(dòng)力電池的發(fā)展

鉛酸蓄電池是儲(chǔ)能電源中最成熟的，它自1859年被發(fā)明以來(lái)，已有一百四五十年的歷史了。因其原料豐富，技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，可靠性高，比功率尚可，仍是電動(dòng)車輛的首選電源。但它比能量低，難于快速充電，使用壽命不長(zhǎng)，難于滿足電動(dòng)車輛的全面要求。鉛酸蓄電池僅作為短期發(fā)展目標(biāo)或作為過(guò)渡性電源。考慮到對(duì)常規(guī)鉛酸蓄電池的改進(jìn)，如采用水平電極、準(zhǔn)雙極性結(jié)構(gòu)、鉛絲編制而成的板柵、膠體電解質(zhì)、免維護(hù)型蓄電池，使其比能量、比功率、快速充電性能有較大的改善，但其發(fā)展的潛力畢竟有限了。

鎳鎘電池比功率大、比能量高，可快速充電，循環(huán)壽命長(zhǎng)，成為電動(dòng)車輛很具吸引力的電源。但價(jià)格高，尤其是重金屬鎘如不能很好地回收，會(huì)造成環(huán)境污染，這是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

鈉硫電池也是近期電動(dòng)車輛看好的電池，它有很高的比功率和比能量，但其工作溫度高和基于鈉的活化性考慮，要求設(shè)計(jì)必須保證高度牢固安全。目前尚存在壽命較短，長(zhǎng)時(shí)間不充電液態(tài)鈉、硫就會(huì)因固化而無(wú)法使用的問(wèn)題。

鎳氫電池具有許多與鎳鎘電池相似的特性，但它不存在重金屬污染，被稱為“綠色電池”，近幾年受到國(guó)際上的普遍關(guān)注，批量生產(chǎn)的成本約為鉛蓄電池的4倍，但因循環(huán)壽命長(zhǎng)，比能量高，做電動(dòng)車輛的電源的實(shí)際費(fèi)用要低。

太陽(yáng)能電池純粹無(wú)污染，且太陽(yáng)能無(wú)需購(gòu)買、但它能量密度低，比能量小，且太陽(yáng)能電池的成本還較高，尚無(wú)法作為電動(dòng)車輛的電源。它可作為一種輔助電源，成為輔助充電服務(wù)的部分內(nèi)容。

針對(duì)電動(dòng)車輛的具體情況，對(duì)儲(chǔ)能電源提出的要求：①能量密度高(2h放電率時(shí)不小于45W·h/kg)；②制造成本低；③壽命長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)工作量?。虎芄ぷ魑镔|(zhì)壽命長(zhǎng)，自放電量少；⑤加速和爬坡性能好；⑥充電快、效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單；⑦體積、質(zhì)量??；⑧發(fā)生事故和充電失控時(shí)安全性好；⑨電池組更換簡(jiǎn)捷；⑩無(wú)需或少量特殊維護(hù)設(shè)備。1.2鉛酸蓄電池1、鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)

電動(dòng)車輛的電源即蓄電池，到目前為止仍是以鉛酸蓄電池為主。電動(dòng)車輛用鉛酸蓄電池以動(dòng)力型電池應(yīng)用最為廣泛，圖3—1為動(dòng)力型鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)圖，它由正負(fù)極板組、隔板、電解液、殼體等組成。每只蓄電池的輸出電壓為2v，由多只蓄電池串聯(lián)成蓄電池組，得到電動(dòng)機(jī)所需的電壓。圖3—1

動(dòng)力型鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)圖

鉛酸蓄電池的極板由極板柵架和涂覆在極板上的活性物質(zhì)等組成，正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極板上的活性物質(zhì)是純鉛(Pb)。為了保證正極板的強(qiáng)度，正極板采用排管式結(jié)構(gòu)，負(fù)極板多采用板狀結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示。圖1—2動(dòng)力型蓄電池的正極板

蓄電池的隔板是為了防止蓄電池極板組中正負(fù)極板之間短路而設(shè)置的。制成隔板的材料有多孔橡膠和多孔塑料等多種，但只有這兩種目前應(yīng)用最廣泛。因?yàn)楦舭褰菰陔娊庖褐校笃涠嗫仔院?，便于電解液中的離子通過(guò)，而且要耐酸，抗腐蝕性、抗氧化性好。

鉛酸蓄電池的殼體以前用橡膠制造，因其強(qiáng)度低、重量大，目前逐漸被工程塑料所取代。當(dāng)采用塑料制造蓄電池殼體時(shí)，電池的上蓋與殼體間采用熱塑封裝工藝，蓄電池的上蓋上有一個(gè)加液孔，用于向電池內(nèi)加注電解液或補(bǔ)充蒸餾水，也可通過(guò)密度計(jì)檢測(cè)蓄電池的充放電程度。加液孔用塑料螺塞封住，螺塞上有一個(gè)很小的通氣孔，要確保該小孔暢通。

單體鉛酸蓄電池的端電壓為2V，為了得到電動(dòng)車輛所需的電壓，應(yīng)將多只單體電池串聯(lián)起來(lái)。單體電池之間的連接可采用導(dǎo)線和螺母連接，為了減小連接回路的電壓損失，采用鉛焊的連接更合理。圖1—4為鉛焊連接的48V的蓄電池組。

2、鉛酸蓄電池的工作原理

鉛酸蓄電池的原理是人們?cè)谄仗m特1859年發(fā)明的蓄電池的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)深入研究總結(jié)出來(lái)的。其基礎(chǔ)是雙極硫化理論，即在放電過(guò)程中，蓄電池正負(fù)極板上的工作物質(zhì)(PbO2和純鉛)通過(guò)電池外電路的電子流動(dòng)，打破電池內(nèi)部的電位平衡，負(fù)極板失去電子，鉛原子變成二價(jià)鉛離子，爾后與電解液中的硫酸根結(jié)合生成硫酸鉛；正極板得到電子，四價(jià)鉛離子還原成二價(jià)鉛離子，爾后與電解液中的硫酸根結(jié)合也生成硫酸鉛。用電化學(xué)反應(yīng)方程式表示為：

放電過(guò)程中，電池內(nèi)部電解液中硫酸被消耗而生成水，所以電解液的密度減??；充電過(guò)程中，電池內(nèi)部電解液中水被消耗而生成硫酸，所以電解液的密度增大。

3、鉛酸蓄電池的性能

鉛酸蓄電池的性能參數(shù)主要有額定輸出容量、蓄電池的比功率、比能量、內(nèi)阻等。

鉛酸蓄電池的額定容量是指蓄電池3h或5h的放電率條件下電池輸出的電量，現(xiàn)在用得較多的是5h放電率；即，以標(biāo)稱容量l／5電流的放電至單格電壓為1．7V時(shí)電池的放電時(shí)間與放電電流的乘積。如DG-300型蓄電池，以60A的電流放電至單格電壓為1．7V時(shí)，蓄電池的放電時(shí)間應(yīng)大于或等于5h。國(guó)產(chǎn)的部分動(dòng)力型鉛酸蓄電池的參數(shù)見表1—2。

蓄電池的比功率是指蓄電池的輸出功率與電池總質(zhì)量的比值，單位是W/kg或kW/kg。輸出功率為蓄電池端電壓與輸出電流的乘積，單位是W或kW。反映出同等質(zhì)量的蓄電池輸出電力的能力，在客觀上決定了電動(dòng)車輛的動(dòng)力性能，蓄電池的比功率越大，則電動(dòng)車輛的加速能力越好。

蓄電池的比能量是指蓄電池的輸出電能量與電池總質(zhì)量的比值，單位是W·h／kg或kW·h／kg。

輸出電能量為蓄電池端電壓、輸出電流和放電時(shí)間的乘積，單位是W·h或kW·h。反映出同等質(zhì)量的蓄電池輸出電能量的能力，在客觀上決定了電動(dòng)車輛的持續(xù)工作性能，蓄電池的比能量越大，則電動(dòng)車輛的續(xù)駛里程越長(zhǎng)。3、鈉硫蓄電池的性能

圖1—7為鈉硫蓄電池的充放電特性。蓄電池的單格電壓為1．9V，電池的比能量可達(dá)1OOW·h／kg，50％的放電深度時(shí)比功率可達(dá)106W／kg，80％的放電深度時(shí)循環(huán)壽命可達(dá)600次。1.4

鋰蓄電池

鋰電池具有比能量高、體積小的突出優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)車輛上應(yīng)用很有前途。但也存在工作溫度高、隔板造價(jià)高等缺點(diǎn)。1、鋰蓄電池的結(jié)構(gòu)

圖3—8為加拿大摩里能源公司研制的鋰—硫化鉬電池的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)容量為50A·h。圖3—9為美國(guó)西屋電氣公司生產(chǎn)的比能量1OOW·h／kg的7片式鋰合金—硫化鐵蓄電池，標(biāo)稱容量200A·h。圖1—8

鋰—硫化鉬電池圖1—9

7片式鋰合金—硫化鐵蓄電池

2、鋰蓄電池的性能

鋰合金—硫化鐵蓄電池的單格電壓約1．17V，80％的放電深度時(shí)可提供100-120W／kg的比功率。當(dāng)電池以100％的放電深度進(jìn)行循環(huán)時(shí)，其循環(huán)壽命達(dá)350次，按6h(C／6)和3(C／3)h的放電率進(jìn)行放電時(shí)，終止電壓分別為1．5V和0．9V。圖1—10為7片式鋰合金一硫化鐵蓄電池的放電特性。1.5

鎳(鎘、氫)蓄電池

鎳—鎘(Ni—Cd)蓄電池比能量較大，比功率可達(dá)190W／kg，并可以快速充電。過(guò)放電性好，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)(可達(dá)2000多次)。在電動(dòng)車輛應(yīng)用時(shí)初期投入成本較高，但因其壽命長(zhǎng)，比能量高，實(shí)際使用成本并不比鉛酸蓄電池高。但是重金屬鎘會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，為此，美國(guó)Ovonic電池公司開發(fā)了鎳—?dú)?Ni—MH)蓄電池。鎳—?dú)湫铍姵匾矊儆趬A性電池，許多特性與鎳—鎘電池相近，無(wú)重金屬污染，被稱為“綠色電池”。1、鎳蓄電池的結(jié)構(gòu)

鎳—鎘蓄電池的正極工作物質(zhì)為氫氧化鎳，負(fù)極為鎘和鐵的化合物，電解液為氫氧化鉀。圖1—11為6V鎳—鎘蓄電池外形圖。3、鎳蓄電池的性能

鎳—鎘蓄電池單格的標(biāo)稱電壓為1．3V，循環(huán)壽命長(zhǎng)，在電動(dòng)車輛上使用可達(dá)四年之久。美國(guó)Ovonic電池公司的鎳—?dú)湫铍姵?h放電率時(shí)的比能量可達(dá)75-80W·h／kg，80％放電深度時(shí)的比功率可達(dá)160~230W／kg，從放電程度60％到充電80％的時(shí)間僅為15min，蓄電池的工作溫度為-28—+80℃，循環(huán)使用壽命超過(guò)600次。1.6

燃料電池

燃料電池(FuelCell簡(jiǎn)稱FC)是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電裝置。它不通過(guò)熱機(jī)循環(huán)過(guò)程，不受熱循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率高。燃料可以是氫、甲醇、乙醇、天然氣、煤制氣等，電池排放廢氣少，對(duì)環(huán)境污染小。燃料電池不同于上述蓄電池(二次電池)，它不需要充電，只要外部不斷地供給燃料，就能連續(xù)穩(wěn)定地發(fā)電。實(shí)際上燃料電池可以看作一臺(tái)發(fā)電機(jī)，但它比普通發(fā)電機(jī)更安靜、更清潔。

燃料電池具有比能量高且能連續(xù)大功率供電的特點(diǎn)，在零污染電動(dòng)車輛的開發(fā)中成為一種重要的候選電源。1、燃料電池的結(jié)構(gòu)

在燃料電池中，燃料作為負(fù)極的工作物質(zhì)，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；氧(空氣)作為正極的工作物質(zhì)，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)。正極與負(fù)極之間由只具離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)隔開，于是燃料的氧化反應(yīng)和氧的還原反應(yīng)被分別限制在兩個(gè)區(qū)域，反應(yīng)物與生成物之間的能差以正負(fù)極之間的能差和流過(guò)外電路的電流釋放出來(lái)，就以電能的形式直接釋放出來(lái)。

按照燃料電池慣用的分類方法，依據(jù)燃料電池電解質(zhì)的不同，可以分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)等五類。各類燃料電池的有關(guān)情況見表1—3。表1—3

燃料電池的種類及有關(guān)情況

電池類別堿性燃料電池(AFC)磷酸燃料電池(PAFC)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)熔融碳酸鹽燃料電(MCFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)工作溫度(℃)常溫~300170-300常溫~100約650800-1000電解質(zhì)堿性溶液磷酸熔液質(zhì)子交換膜熔融碳酸鹽固體氧化物電荷轉(zhuǎn)移離子OH-H=H=CO32-O2-燃料純H2H2H2H2，COH2，CO發(fā)電效率(％)60-75約4045-5045—6050比功率（W/kg）30-105120-180340-150030-4015-20啟動(dòng)時(shí)間幾分鐘2—4h>10h>10h幾分鐘可應(yīng)用領(lǐng)域航天、電動(dòng)車輛、軍用、氫能發(fā)電局部獨(dú)立供電、供熱電動(dòng)車輛、軍用、便攜式不間斷電源大規(guī)模發(fā)電大規(guī)模發(fā)電

以上燃料電池中適于電動(dòng)車輛作為電源使用的有堿性燃料電池和質(zhì)子交換膜燃料電池兩種。尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池，可以用氫氣做燃料，空氣做氧化劑，近年來(lái)的開發(fā)應(yīng)用步伐較快。1997年起，加拿大溫哥華的BallardPowerSystem(BPS)公司研制出供電動(dòng)車輛使用的PEMFC電池，并被世界上許多大的汽車制造公司作為電動(dòng)車輛的動(dòng)力。磷酸燃料電池因可以直接采用甲醇等廉價(jià)燃料，在電動(dòng)車輛上也有廣闊的應(yīng)用前景，美國(guó)和日本1987年到1988年就研制過(guò)PAFC燃料電池作為電動(dòng)車輛和機(jī)械的動(dòng)力電源。

圖1—12為質(zhì)子交換膜燃料電池(PFMFC)單體組成圖，圖1—13為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)電池堆結(jié)構(gòu)圖，圖1—14為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)系統(tǒng)示意圖。圖1—15為磷酸燃料電池(PAFC)的基本單元和電池堆構(gòu)造示意圖。

圖1—12

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)單體組成圖

圖1—13

質(zhì)子交換膜燃料圖1—14

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)電池堆結(jié)構(gòu)圖電池(PEMFC)系統(tǒng)示意圖圖1—15

磷酸燃料電池(PAFC)的基本單元和電池堆構(gòu)造示意圖

2、燃料電池的工作原理

按照一般電池的表達(dá)方法，燃料電池可以表示為

-燃料‖電解質(zhì)‖氧化劑+

在負(fù)極上燃料進(jìn)行氧化反應(yīng)，失去電子變成燃料離子進(jìn)入電解質(zhì)，與電解質(zhì)中的陰離子化合生成氧化物。在正極上氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，得到電子變成負(fù)離子進(jìn)入電解質(zhì)，或與電解質(zhì)中的燃料離子化合生成氧化物。電子通過(guò)外電路，由負(fù)極流向正極。在電池內(nèi)部電解質(zhì)作為離子導(dǎo)體，借助離子的流動(dòng)，形成電的回路。圖1—16為燃料電池在不同電解質(zhì)時(shí)，內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的示意圖。圖1—16

燃料電池在不同電解質(zhì)時(shí)，內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的示意圖

當(dāng)電解質(zhì)為酸性時(shí)，如PAFC、PEMFC燃料電池，燃料氫進(jìn)行離子化反應(yīng)，水在正極側(cè)即氧化劑側(cè)產(chǎn)生。當(dāng)電解質(zhì)為堿性時(shí)，如AFC燃料電池，氧進(jìn)行離子化反應(yīng)，水在負(fù)極側(cè)即燃料側(cè)產(chǎn)生。當(dāng)電解質(zhì)為熔融碳酸鹽時(shí)，如MCFC燃料電池，氧離子化并與CO2結(jié)合成C03-離子，水在負(fù)極側(cè)產(chǎn)生，并同時(shí)釋放出CO2，被循環(huán)送回正極。當(dāng)電解質(zhì)為固體氧化物時(shí)，SOFC燃料電池，氧離子化成O-，水在負(fù)極側(cè)產(chǎn)生。

3、燃料電池的性能

單體燃料電池的電動(dòng)勢(shì)約為1．2V，見圖1-17。

電池放電時(shí)，由于電流流過(guò)電極，使電極電位偏離平衡電位，即產(chǎn)生極化。燃料電池與其它電池一樣，其工作電壓U小于電池的電動(dòng)勢(shì)E，所以有

U=E-｜Φ+｜-Φ--IR

式中

Φ+——正極極化引起的過(guò)電壓；

Φ-——負(fù)極極化引起的過(guò)電壓；

IR--電池內(nèi)阻上的電壓降。

燃料電池的放電特性如圖1—18所示，圖中i1為燃料電池的額定放電電流，i2為電池的極限放電電流，φ1、φ2、φ3分別為電池的電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆極化時(shí)的過(guò)電壓。設(shè)計(jì)選擇燃料電池時(shí)應(yīng)考慮額定電流時(shí)的端電壓，在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的允許范圍。圖1—17

氫氧電他的電極電位

圖1—l8

燃料電池的放電特性

1.7

飛輪電池

飛輪電池(Flywheel

Batteries)并非電化學(xué)電池，它實(shí)際上是一只高速旋轉(zhuǎn)的飛輪帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)。對(duì)外供電時(shí)，飛輪中的電機(jī)以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電壓、電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。飛輪輸出電能時(shí)，飛輪的轉(zhuǎn)速逐漸降低；充電時(shí)，飛輪中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，將外電源的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)。

飛輪電池是美國(guó)飛輪系統(tǒng)公司首先提出應(yīng)用于電動(dòng)車輛上的，它是一只高技術(shù)的產(chǎn)物，圖1—19為飛輪電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

若飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，旋轉(zhuǎn)角速度為ω，則飛輪旋轉(zhuǎn)則的動(dòng)能為:W=Jω2／2圖1—19

飛輪電池的結(jié)構(gòu)示意圖

飛輪電池正是靠其動(dòng)能來(lái)轉(zhuǎn)換成電能的，飛輪電池中有一只電機(jī)，充電時(shí)，飛輪中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)的形式運(yùn)行，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，該電機(jī)帶動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)，用電給飛輪電池充電就是增加飛輪的速度。放電時(shí)，飛輪中的電機(jī)以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電壓、電流，完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。當(dāng)飛輪電池輸出電能時(shí)，飛輪的速度逐漸降低。

高技術(shù)飛輪用于儲(chǔ)存電能，很像標(biāo)準(zhǔn)電池?，F(xiàn)代高效飛輪，轉(zhuǎn)速很高，通過(guò)非接觸磁軸承(MagneticBearings)在真空中旋轉(zhuǎn)，具有很高的效率，磁軸承利用磁極同極性相互排斥或超導(dǎo)材料抗磁性的原理，當(dāng)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，用磁來(lái)懸浮飛輪，從而消除傳統(tǒng)的軸承(有接觸)的摩擦現(xiàn)象。飛輪是用堅(jiān)實(shí)的碳纖維復(fù)合材料制成的小的、高速的輪子，有真空外殼，飛輪在真空中旋轉(zhuǎn)，從而大大地降低了飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣阻力。磁軸承和真空環(huán)境避免了飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)其機(jī)械動(dòng)能的耗散，使飛輪電池的能量得以儲(chǔ)存起來(lái)。

飛輪電池具有比能量高，比功率大、充電快、壽命長(zhǎng)、無(wú)廢氣污染等特點(diǎn)。它將比傳統(tǒng)的化學(xué)電池能更好地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛。

飛輪電池的比能量可達(dá)到150W·h／kg，比功率可達(dá)到5000—10000W／kg，飛輪電池不采用化學(xué)物質(zhì)，也無(wú)化學(xué)反應(yīng)，故不會(huì)引起腐蝕，也無(wú)鉛酸電池和鎳鎘蓄電池那樣，如回收問(wèn)題處理得不好會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題。

飛輪電池儲(chǔ)存的能量是由充電后電能轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的機(jī)械動(dòng)能，要想多存儲(chǔ)能量，一是要靠增大飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，二是要靠提高飛輪的角速度ω。增大飛輪的J就是要增大飛輪的質(zhì)量和飛輪的直徑，即增加J會(huì)使飛輪的質(zhì)量和體積增大，用起來(lái)就不方便，也對(duì)提高其質(zhì)量比能量和體積比能量不利。顯然靠增大飛輪的J來(lái)增大飛輪電池儲(chǔ)存的能量的方法是