1. 研究目的与意义
本课题研究的现状及发展趋势:
1.研究现状:在经济和社会可持续发展的新时期,环境污染和能源短缺问题日趋严重,而能源存储技术是解决当前问题的关键。当前常见的能源存储装置有很多种,其中最受人关注的莫过于飞轮储能装置了。在几种典型的储能装置中,飞轮储能的高瞬时功率、高效率、长循环寿命及响应快速等特点,使其成为发展前途较好的储能技术之一,是一种长期的新兴储能技术,对未来应对能源短缺问题有着非常重要的意义。
现有的飞轮储能系统主要有主流的电动混合动力技术和机械混合动力技术。电驱动式飞轮混合动力系统结构与飞轮电池类似,都是通过电动机/发电机和电力电子设备实现 能量的转换。车辆再生制动能量的回收及飞轮能量的释放均需通过动能与电能的转化实现,能量传递效率低,且功率大小完全取决于电力传动系统的容量。该结构对系统集成度要求不高,且能量释放值相对较大。机械式飞轮混合动力系统由于不需要电机/发电机、电力电子设备等部件,具有结构简单、紧凑及质量轻的特点。汽车减速时,车辆传动系统具有的动能直接以机械能的形式储存于飞轮中;加速或爬坡状态下,旋转的飞轮作为辅助动力源经离合器(或CVT)与传动系统动力耦合,为发动机提供瞬时大功率补偿。由于飞轮与传动系统间的能量转换形式并未发生改变,故其能量传递效率优于电驱动式。
2. 研究内容和问题
基本内容:本课题通过对电磁耦合式飞轮混合动力系统中的各部件进行分析,对现有的飞轮混合动力系统的装置进行研究分析,结构设计,研究出电动汽车用电磁耦合式飞轮混合动力系统。
(1)电磁耦合式飞轮混合动力系统中,电磁耦合器替代了永磁同步电机,布置在飞轮和车轮之间。电磁耦合器包括三个能量转换端口,两个机械端口和一个电气端口等部件,对这些部件进行结构分析,得出运行参数以及较优的运行状态,得到各部件之间的关键影响因素。
(2)对现有存在的国内外所设计出的进行对比研究,研究其结构设计特点,分析系统性能,结合飞轮储能结构进行对比,研究出电磁耦合式飞轮混动系统的各个结构。
3. 设计方案和技术路线
研究方法:
(1)文献收集法:通过搜集查阅国内外有关电磁耦合及飞轮混动系统的文献资料,了解研究其设计的依据。
(2)功能分析法:对基于电磁耦合式飞轮混动系统的各部件的功能进行分析,了解各部件的运行参数,揭示各部件间的关系和运行规律。
4. 研究的条件和基础
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