永磁材料功成日，飛輪儲(chǔ)能冒尖時(shí)！

近年，儲(chǔ)能賽道火熱，其中，鋰離子電池、鈉離子電池、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)，正以前所未有的速度更新迭代。

飛輪儲(chǔ)能是機(jī)械儲(chǔ)能的一種，具有長壽命、綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，近年頗受市場(chǎng)青睞。

飛輪儲(chǔ)能的工作原理是，飛輪受電能等能量驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)行存儲(chǔ)，需要時(shí)，又將飛輪旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能等形式釋放出來。

結(jié)構(gòu)方面，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)一般由五大部分組成，包括儲(chǔ)能輪體、電機(jī)、外殼、電力電子系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)。

儲(chǔ)能輪體決定飛輪儲(chǔ)能能儲(chǔ)存的能量多少，常見的有兩類。

首先是合金鋼制成的低速輪體，轉(zhuǎn)速一般小于10000r/min，優(yōu)點(diǎn)是成本較低、制造簡單，缺點(diǎn)是質(zhì)量大、安裝地點(diǎn)要求高。

其次是碳纖維制成的高速輪體，轉(zhuǎn)速一般大于10000r/min，優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕，缺點(diǎn)是成本較高、制造難度大。

電機(jī)是飛輪儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)電能—機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。適用于飛輪儲(chǔ)能的電機(jī)需要具備四個(gè)特點(diǎn)。

第一，要求電機(jī)在電動(dòng)機(jī)工況和發(fā)電機(jī)工況下均能運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的雙向轉(zhuǎn)換；

第二，為保證飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的長時(shí)運(yùn)行和能量轉(zhuǎn)換效率，電機(jī)的空載損耗率、轉(zhuǎn)換效率也有較高要求；

第三，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速范圍較大，電機(jī)需要滿足調(diào)速范圍廣、調(diào)速方式簡單可靠的要求；

第四，要求電機(jī)的能量密度要達(dá)到一定程度，要能保證輸出較大轉(zhuǎn)矩和較大功率。

目前，業(yè)界認(rèn)為，隨著永磁材料的發(fā)展，永磁電機(jī)具有較大潛力。

飛輪外殼一般包括真空室、軸承系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)等，主要作用是保證飛輪安全運(yùn)行。

真空室可以保證電力驅(qū)動(dòng)飛輪輪體旋轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速下不受風(fēng)阻影響；散熱系統(tǒng)一般采用風(fēng)冷和空調(diào)制冷等方式，主要是為了避免永磁體退磁，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性；軸承系統(tǒng)包括被動(dòng)磁軸承和主動(dòng)磁軸承兩種。

電力電子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)電機(jī)旋轉(zhuǎn)、充放電等進(jìn)行調(diào)控，是飛輪儲(chǔ)能的“大腦”。

伺服系統(tǒng)由潤滑系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等組成，負(fù)責(zé)監(jiān)控飛輪運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)參數(shù)，一旦參數(shù)出現(xiàn)異常，它就會(huì)提前報(bào)警。