常州海科新能源技术有限公司

　　现代飞轮混动系统是一种绿色、高效、低成本的汽车动力技术。飞轮混合动力系统利用飞轮以机械能形式储存能量，将车辆制动的动能吸收，转化为飞轮动能，并在车辆加速时释放，提供辅助动力，达到增强动力和降低能耗的效果。

飞轮混动系统所使用的现代飞轮由于采用了新技术、新材料，与传统飞轮比具有本质的不同：

(1)能量密度高：储能密度可达100～130wh／kg，功率密度可达5 000～l0,000 w／kg。

(2)能量转换效率高：工作效率高达90%。

(3)工作温度范围宽：对环境温度没有严格要求。

(4)使用寿命长：不受重复深度放电影响。

(5)低损耗、低维护

而利用现代飞轮技术的飞轮混动系统与一度盛行于上世纪70、80年代的储能用飞轮电池比，其用途和实现方式等也有着本质的不同，具体表现在：

比较科目	飞轮电池	飞轮混动系统
性能要求	通过储存大量能量来达到高能量的输出需求	满足车辆加速时强劲的动力需求，辅助主动力源工作，降低能耗
技术要求	突出对大容量储能及输出的要求及储能损耗的严格控制	突出飞轮的高功率密度，通过系统控制策略来实现能量转换效率的最大化、动力控制的优化以及强劲的辅助动力需求
满足手段	大容量的储能要求：飞轮的超高转速，40,000-50,000rpm；满足超高转速要求的碳纤维飞轮材料；较大质量的飞轮转子	创新的动力拓扑结构：增加动力输出、提高能量转化效率
	最大限度地减少摩擦损耗：非接触式磁轴承，飞轮运行在真空条件中	高效的系统控制策略：能量转化效率的最大化；储能状态的优化及辅助动力稳定性的维持；动力控制的优化等
	大容量的能量转换要求：大功率双向逆变器	创新的结构和工艺：增加能量转换效率，提高输出功率
		飞轮的大功率辅助动力输出：促使主发动机在最优效率点运行，降低其功率需求，并降低整个动力系统的能耗
安全性保障条件	极其严格	可以产业化的条件来满足
重量	高，不太适合移动用途	可以装置在小型车辆上
成本	很高	可以满足产业化的要求
应用领域	电网调峰等	新能源汽车

依能量传输方式不同，飞轮混动系统可分为三种基本形式：

储能式：其系统结构与飞轮电池相似，但对其飞轮储能的容量要求大大降低。车辆制动动能和飞轮动能之间需要进行动能-电能-化学能四重转换；
机械式：飞轮通过CVT与车轴相连，功率和能量传输通过CVT控制实现，能量传输过程中始终以机械能形式存在，不需功率电机和动力电池；

电动式：飞轮通过行星齿轮和调速电机等构成的电动无级变速系统与车轴相连，其功率和能量传输主要通过机械藕合方式，调速电机辅助进行功率和能量管理。

飞轮混动系统的主要特点：

　　由于飞轮混动系统是以机械能的形式将能量储存在飞轮中，所以其动率密度远高于使用电池的现有新能源汽车辅助动力系统，使之具有后者不可比拟的特性：

一、动力性提升，能耗降低：

　　汽车加速时，飞轮混动系统凭借高功率密度进行大功率输出，为主动力源提供澎湃辅助动力，提升了整车动力性能，并保证主动力源在最优效率点工作；由于相当部分的系统储备功率由飞轮混动系统实现，从而可以减小主动力源的功率，油耗和排放也更低。

二、能量回收效率高：

　　以机械能形式储能的飞轮功率密度远高于以化学能形式储能的动力电池。在汽车制动时，飞轮混动系统能够更加高效地存储动能，且能量储存速度不受电池中“活性物质”化学反应速度的影响，可回收的刹车能量比例由35%提高到70%。

三、重量轻、成本低：

　　飞轮混动系统可以有效降低某些新能源汽车动力系统对大容量动力电池和昂贵的电驱动单元的依赖，从而使系统重量更轻、成本更低。

四、寿命长、无污染：

　　其系统使用寿命覆盖车辆全寿命周期，且维护周期长，对环境无污染。

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