專利名稱：一種飛輪電池安全罩和采用該飛輪電池安全罩的飛輪電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，特別涉及一種飛輪電池安全罩和采用該飛輪電池 安全罩的飛輪電池。
背景技術(shù)：
目前，人們在生產(chǎn)生活中使用的儲(chǔ)能電池的種類多種多樣，其中使用最多最廣泛 的是化學(xué)電池，化學(xué)電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存，再轉(zhuǎn)化為電能輸出，它價(jià)格低廉、技術(shù) 成熟，但是也存在一些缺點(diǎn)，比如第一，儲(chǔ)能密度小、放電時(shí)間短；第二，充放電次數(shù)受到 限制，使用壽命短；第三，充電時(shí)間長、使用效率低；第四，造成環(huán)境的二次污染、電池使用 后需要被回收處理。隨著社會(huì)的進(jìn)步和對污染的重視，人們逐漸發(fā)展出以機(jī)械方式儲(chǔ)能的飛輪電池。 飛輪電池的概念起源于上世紀(jì)70年代早期，在上世紀(jì)90年代得到了高速的發(fā)展，它突破了 化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能?，F(xiàn)有的飛輪電池主要包括三個(gè)核心部分飛輪、電 動(dòng)機(jī)_發(fā)電機(jī)、和電力電子變換裝置。電力電子變換裝置從外部輸入電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)， 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪儲(chǔ)存機(jī)械能，當(dāng)外部負(fù)載需要能量時(shí)，用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)， 將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電力電子變換裝置變成負(fù)載所需要的各種頻率、電壓等級的電 能，以滿足不同的需求。由于輸入、輸出是彼此獨(dú)立的，設(shè)計(jì)時(shí)常將電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)用一臺 電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，輸入輸出變換器也合并成一個(gè)，這樣就可以大大減少系統(tǒng)的大小和重量。同時(shí) 由于在實(shí)際工作中，飛輪的轉(zhuǎn)速一般可達(dá)40000 50000r/min，當(dāng)飛輪在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn) 并且利用磁懸浮技術(shù)時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速可高達(dá)200000r/min。在如此高的轉(zhuǎn)速下，一旦飛輪脫離 飛出，將會(huì)對飛輪電池周圍環(huán)境甚至人體帶來破壞性的傷害，因此飛輪電池的外部通常設(shè) 置有飛輪電池安全罩。但現(xiàn)有技術(shù)中的飛輪電池安全罩無法有效抵擋高速運(yùn)轉(zhuǎn)的飛輪的強(qiáng) 大的沖擊力，使飛輪電池的使用存在潛在的安全隱患，并且設(shè)置有飛輪電池安全罩的飛輪 電池還會(huì)麻痹人們的意識，使人們放松了對飛輪電池的防范意識和警惕性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的飛輪電池安全罩無法有效起到安全防范作用的問題，本實(shí) 用新型提供一種飛輪電池安全罩，其采用高強(qiáng)度材料制造，防止了在飛輪損壞產(chǎn)生的強(qiáng)大 沖擊下飛輪電池安全罩破裂、飛輪飛出的情況發(fā)生，從而有效的保證了飛輪電池的使用安 全，本實(shí)用新型還提供一種飛輪電池，由于該飛輪電池采用了上述飛輪電池安全罩，能夠獲 得同樣有益的技術(shù)效果。技術(shù)方案一種飛輪電池安全罩，所述飛輪電池安全罩位于飛輪電池的飛輪電池本體的外 部，其特征在于，所述飛輪電池安全罩的材料為碳納米管材料。所述飛輪電池安全罩為密封結(jié)構(gòu)。所述飛輪電池為磁懸浮飛輪電池。[0009]一種飛輪電池安全罩，所述飛輪電池安全罩位于飛輪電池的飛輪電池本體的外 部，其特征在于，所述飛輪電池安全罩的內(nèi)層和/或外層為碳納米管材料層。所述飛輪電池安全罩為其內(nèi)層和/或外層為碳納米管材料層的鋁合金罩、優(yōu)質(zhì)鋼 罩、玻璃纖維罩、碳素纖維罩或石墨纖維罩。 所述飛輪電池安全罩為密封結(jié)構(gòu)。所述飛輪電池為磁懸浮飛輪電池。所述飛輪電池為磁懸浮飛輪電池。一種飛輪電池，所述飛輪電池包括有飛輪電池本體和位于所述飛輪電池本體外部 的上述飛輪電池安全罩。技術(shù)效果本實(shí)用新型提供了 一種采用碳納米管材料制造的飛輪電池安全罩。碳納米管是由 石墨中的一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，其內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到 幾十納米。碳納米管具有良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍，密度卻只有鋼的1/6，同 時(shí)碳納米管韌性很高。采用碳納米管材料制造的飛輪電池安全罩安全性極高，當(dāng)飛輪脫離 軸或支撐桿或其他固定部件時(shí)或飛輪部分破損時(shí)，飛輪電池安全罩能夠有效抵擋飛輪或其 殘片的強(qiáng)大的沖擊力，使飛輪或飛輪殘片留在飛輪電池安全罩中，以提供有效的安全保護(hù) 作用。這種碳納米管制造的飛輪電池安全罩特別適合飛輪轉(zhuǎn)速高的飛輪電池，比如當(dāng)飛輪 電池安全罩為密封結(jié)構(gòu)時(shí)，飛輪電池的飛輪是在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的，減少了飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的 空氣動(dòng)力學(xué)損耗，此時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)速相對較高；再比如當(dāng)飛輪電池為磁懸浮飛輪電池時(shí)，利 用磁懸浮技術(shù)將飛輪無接觸地懸浮于空間，避免飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損耗，此時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速 相對較高。本實(shí)用新型還提供一種飛輪電池安全罩，該飛輪電池安全罩的內(nèi)層和/或外層為 碳納米管材料層，比如飛輪電池安全罩為其內(nèi)層和/或外層為碳納米管材料層的鋁合金 罩、優(yōu)質(zhì)鋼罩、玻璃纖維罩、碳素纖維罩或石墨纖維罩，利用碳納米管材料高強(qiáng)度、高韌性的 特性，來提高飛輪電池安全罩的整體性能。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種飛輪電池，由于采用了上述飛輪電池安全罩，能夠獲得 同樣有益的技術(shù)效果。

圖1本實(shí)用新型一種飛輪電池的示意圖。附圖標(biāo)記列示如下1-飛輪電池，2-飛輪電池安全罩，3-電機(jī)，4-飛輪，5-軸承。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。實(shí)施例1如圖1所示，為本實(shí)用新型飛輪電池1的示意圖。圖中的飛輪電池1包括有飛輪電池本體以及設(shè)置在飛輪電池本體外部的飛輪電池安全罩2，其中，飛輪電池本體主要包括 有電機(jī)3、飛輪4和軸承5。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)的飛輪4出現(xiàn)脫離軸的情形或者飛輪4局部破損時(shí)， 飛輪4或者飛輪4的碎片在慣性力的作用下將飛出并撞擊到飛輪電池安全罩2上。本實(shí)施 例中的飛輪電池安全罩2采用碳納米管材料制成，由于碳納米管材料的高強(qiáng)度、高韌性的 特性，當(dāng)其受到高速旋轉(zhuǎn)的飛輪4或飛輪4的碎片的強(qiáng)大沖擊力時(shí)，能夠有效的抵擋該沖擊 力，并使飛輪4或飛輪4的碎片留在飛輪電池安全罩2的內(nèi)部，因此，有效地起到了安全保 護(hù)作用。由于本實(shí)施例中的飛輪電池安全罩2采用碳納米管材料制造，可以耐受較大的沖 擊力，其尤其適合高轉(zhuǎn)速飛輪的飛輪電池。圖1中的飛輪電池安全罩2為密封結(jié)構(gòu)，以保證 飛輪4是在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的，減少飛輪4旋轉(zhuǎn)時(shí)空氣動(dòng)力學(xué)損耗，提高飛輪4的轉(zhuǎn)速。優(yōu) 選地情況下，飛輪電池4可以為磁懸浮飛輪電池，即利用磁懸浮技術(shù)將飛輪4無接觸地懸浮 在空間，避免飛輪4旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損耗，提高飛輪4的轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，飛輪電池1的構(gòu)造不局限于圖1中所示，但任何構(gòu)造的飛輪電池的外部設(shè)置 有本實(shí)用新型的飛輪電池安全罩2均可有效防止飛輪或飛輪的碎片從飛輪電池中飛出，有 效保證了飛輪電池的使用安全。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例中的飛輪電池安全罩為其內(nèi)層和/或 外層為碳納米管材料層的飛輪電池安全罩，利用碳納米管材料的高強(qiáng)度、高韌性的特征來 提高整體飛輪電池安全罩的安全性能?，F(xiàn)有的飛輪電池安全罩主要有鋁合金罩、優(yōu)質(zhì)鋼罩、 玻璃纖維罩、碳素纖維罩和石墨纖維罩等，在其內(nèi)層和/或外層設(shè)置碳納米管材料層，可以 在其本身所具有的特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高飛輪電池安全罩的強(qiáng)度和韌性，以提高飛輪 電池的使用安全性。同實(shí)施例1 一樣，本實(shí)施例也適合高轉(zhuǎn)速飛輪的飛輪電池。比如飛輪電池安全罩 為密封結(jié)構(gòu)的飛輪電池，使飛輪在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，減少飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空氣動(dòng)力學(xué)損耗，提高 飛輪的轉(zhuǎn)速。再如，飛輪電池為磁懸浮飛輪電池的情況，即利用磁懸浮技術(shù)將飛輪無接觸地 懸浮在空間，避免飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損耗，提高飛輪的轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求一種飛輪電池安全罩，所述飛輪電池安全罩位于飛輪電池的飛輪電池本體的外部，其特征在于，所述飛輪電池安全罩的材料為碳納米管材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池安全罩為密封結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池為磁懸浮飛 輪電池。
4.一種飛輪電池安全罩，所述飛輪電池安全罩位于飛輪電池的飛輪電池本體的外部， 其特征在于，所述飛輪電池安全罩的內(nèi)層和/或外層為碳納米管材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池安全罩為其內(nèi) 層和/或外層為碳納米管材料層的鋁合金罩、優(yōu)質(zhì)鋼罩、玻璃纖維罩、碳素纖維罩或石墨纖維罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池安全罩為密 封結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池為磁懸浮飛 輪電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池為磁懸浮飛輪 電池。
9.一種飛輪電池，所述飛輪電池包括有飛輪電池本體和位于所述飛輪電池本體外部的 飛輪電池安全罩，其特征在于，所述飛輪電池安全罩采用如權(quán)利要求1-8之一中所述的飛 輪電池安全罩。
專利摘要為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的飛輪電池安全罩無法有效起到安全防范作用的問題，本實(shí)用新型提供一種飛輪電池安全罩，所述飛輪電池安全罩位于飛輪電池的飛輪電池本體的外部，所述飛輪電池安全罩的材料為碳納米管材料，由于該飛輪電池安全罩采用高強(qiáng)度材料制造，防止了在飛輪損壞產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊下飛輪電池安全罩破裂、飛輪飛出的情況發(fā)生，從而有效的保證了飛輪電池的使用安全。
文檔編號H02N15/00GK201750275SQ20102026858
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者李光明 申請人:李光明