2014世界汽車工程師大會（SAE2014WorldCongress）將在2014年4月8日-10日期間在美國舉辦，在此之前，SAE官網(wǎng)已經(jīng)評選出了各領(lǐng)域的一些獲獎技術(shù)。本文將介紹的是里卡多公司新推出的可擴展TorqStor飛輪能量儲存系統(tǒng)（flywheelenergystoragesystem）。

　　SAE技術(shù)獎：里卡多飛輪能量儲存系統(tǒng)

　　首先介紹一下飛輪能量儲存系統(tǒng)，它是一種能量儲存方式，通過加速轉(zhuǎn)子（飛輪）至極高速度的方式，用以將能量以旋轉(zhuǎn)動能的形式儲存于系統(tǒng)中。當釋放能量時，根據(jù)能量守恒原理，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度會降低；而向系統(tǒng)中貯存能量時，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度則會相應(yīng)地升高，一般在軌道交通、公路交通中應(yīng)用。

　　全球創(chuàng)新及知識產(chǎn)權(quán)公司（GlobalInnovationandIP）副總裁DavidRollafson通過郵件向SAE雜志表示：“能量儲存和再利用能夠為汽車和工程設(shè)備提供最大化的燃油經(jīng)濟性?？梢宰鳛槌鞘泄卉囍械膯⑼Ｏ到y(tǒng)使用。”

　　根據(jù)里卡多描述，這項技術(shù)可搭載于混合動力總成中，擔任短時能量儲存系統(tǒng)的角色，并且不會對環(huán)境造成影響。此外，它不會有化學電池、超級電容器等傳統(tǒng)能量儲存系統(tǒng)的安全顧慮。

　　Rollafson表示：“我們對其進行了實際應(yīng)用測試，飛輪系統(tǒng)的成本回收周期大約為2年，而如今汽車中搭載的超級電容器該周期則為5-7年。”

　　在過去7年中，里卡多對飛輪技術(shù)進行了不斷地改進和修正，并完成了將原型飛輪系統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于量產(chǎn)的成熟設(shè)計。該公司表示，今年春季將會向供應(yīng)商提供可供量產(chǎn)的原型產(chǎn)品，用于公交車輛或工程機械中。實際出現(xiàn)在量產(chǎn)車中的時間約為2015或2016年。

　　里卡多TorqStor飛輪系統(tǒng)的最大儲能量為200千焦耳，最大功率約為101千瓦，峰值轉(zhuǎn)速可達到44000轉(zhuǎn)/分（飛輪系統(tǒng)齒比達到22:1）。系統(tǒng)體積為221升，但重量卻不到100千克，其中還包含了交互式液壓泵/電機。

　　除了里卡多之外，還有其他的公司也在開發(fā)類似的系統(tǒng)。不過，據(jù)里卡多描述，其設(shè)計是“最符合現(xiàn)實工業(yè)設(shè)計標準的產(chǎn)品。”對于飛輪系統(tǒng)來說，要實現(xiàn)高效就必須在一個真空環(huán)境下運作，以減少因空氣阻力產(chǎn)生的運行偏差。TorqStor飛輪系統(tǒng)中采用了特殊的永久真空密封系統(tǒng)（permanentlysealedvacuumsystem）以及磁耦合齒輪設(shè)計，以抑制飛輪旋轉(zhuǎn)過程中帶入空氣。永久真空密封系統(tǒng)為現(xiàn)場操作提供了便利性。其真空罩中包含了飛輪，能夠無需依靠專業(yè)工具或設(shè)備進行替換。

　　另外，這項系統(tǒng)的免維修期可達到2年，過程中唯一需要替換的組件就是飛輪真空罩。

　　由于系統(tǒng)中采用的是磁性齒輪，因此永久真空系統(tǒng)中并不會因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加而額外增加轉(zhuǎn)動慣量。另外，飛輪加速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)儲存。這類飛輪可以在幾分鐘內(nèi)達到所需的速度——遠遠快于其他形式的能量存儲。

　　隨著環(huán)保節(jié)能理念的持續(xù)熱潮，將來的城市公交車都將采用混動系統(tǒng)，而飛輪系統(tǒng)在其中的作用不可估量。根據(jù)里卡多公司的描述，其效率要比電池和超級電容高得多。