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飞轮比马达和电池更具效率！ |
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| http://cn.newmaker.com
2/13/2008 10:20:00 AM
日经BP社
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 大家都知道飞轮吧？最有名的就是配备于发动机凸轮轴前端的圆板。其作用是能够防止凸轮轴的旋转力矩不均的现象，实现能量的平稳化供给。
发动机气缸内的活塞通过点火爆发的能量往复运动。往复运动经由连杆变为凸轮轴的旋转运动，最后传递给轮胎。安装在凸轮轴前端附近的，具有一定重量的旋转体就是飞轮。
活塞的往复运动由点火爆发实现，属于间歇运动。因此，凸轮轴的旋转力矩受旋转角的影响容易出现严重的不均匀现象。为了防止这种不均匀，此前一直采用凸轮轴减速时通过旋转飞轮来积蓄能量，加速时从飞轮释放能量的方法来实现能量的平稳化。
为了实现能量的平稳化，在风力发电及波浪发电等发电量不均现象严重的系统中采用飞轮的尝试比比皆是。
用飞轮驱动电车
这里所说的飞轮并不是能量平稳化装置，而是能量储存装置。最近，将飞轮用作蓄电装置的尝试十分活跃。比如，东京大学及荷兰CCM公司等实验设计了减速时把能量积蓄在飞轮中，加速时再利用积蓄能量的新一代有轨电车。利用积蓄的能量估计可行驶约2km。
另外，还有在“F1车”上配备飞轮的尝试。从2009年开始，F1的规则将增加允许对能量进行再利用的条款。作为能量再利用装置，开始出现使用飞轮的尝试。与有轨电车一样，将减速时的能量贮藏在飞轮中，在加速时进行再利用。还将配备用于统一飞轮和车轮转数的无级变速箱（CVT）以及离合器。通过控制CVT及离合器，根据实际情况细致地改变能量的输入输出分配。开发者主张，飞轮在效率及蓄电装置的功率密度等方面，比混合动力车通常使用马达和充电电池的系统更为有利。实际上，输出功率从0W提高至60kW的时间仅为50ms。效率也达到了70％以上。
飞轮方法真的合理？
当然，还有需要解决的问题。首先是重量变大。由于利用的是惯性，因此要想积蓄一定的能量，就需要某种程度的质量。目前正在开发的系统中，飞轮和CVT等合计重约25kg。要想与马达和充电电池竞争，这已经是重量的上限了。
其次是旋转体的决定性因素——陀螺效应。由于在车辆上配备位置及朝向的原因，车辆也许会出现打方向盘困难的情况。
这些课题能够解决到什么程度，目前还不得而知。但开发者已经在表示将把其应用在普通车辆上。这种努力是冒进还是合理，是否真的能够让“飞轮比马达和电池更具效率”，这些均将有待于今后的开发。
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