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

　　SAE技術(shù)獎(jiǎng)：里卡多飛輪能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)

　　首先介紹一下飛輪能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，它是一種能量?jī)?chǔ)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(dòng)能的形式儲(chǔ)存于系統(tǒng)中。當(dāng)釋放能量時(shí)，根據(jù)能量守恒原理，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)降低；而向系統(tǒng)中貯存能量時(shí)，飛輪的旋轉(zhuǎn)速度則會(huì)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(shí)產(chǎn)權(quán)公司（GlobalInnovationandIP）副總裁DavidRollafson通過郵件向SAE雜志表示：“能量?jī)?chǔ)存和再利用能夠?yàn)槠嚭凸こ淘O(shè)備提供最大化的燃油經(jīng)濟(jì)性。可以作為城市公交車中的啟停系統(tǒng)使用。”

　　根據(jù)里卡多描述，這項(xiàng)技術(shù)可搭載于混合動(dòng)力總成中，擔(dān)任短時(shí)能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的角色，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。此外，它不會(huì)有化學(xué)電池、超級(jí)電容器等傳統(tǒng)能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的安全顧慮。

　　Rollafson表示：“我們對(duì)其進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用測(cè)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(jí)電容器該周期則為5-7年。”

　　在過去7年中，里卡多對(duì)飛輪技術(shù)進(jìn)行了不斷地改進(jìn)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(jì)。該公司表示，今年春季將會(huì)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(jī)械中。實(shí)際出現(xiàn)在量產(chǎn)車中的時(shí)間約為2015或2016年。

　　里卡多TorqStor飛輪系統(tǒng)的最大儲(chǔ)能量為200千焦耳，最大功率約為101千瓦，峰值轉(zhuǎn)速可達(dá)到44000轉(zhuǎn)/分（飛輪系統(tǒng)齒比達(dá)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(jī)。

　　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(jì)是“最符合現(xiàn)實(shí)工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。”對(duì)于飛輪系統(tǒng)來說，要實(shí)現(xiàn)高效就必須在一個(gè)真空環(huán)境下運(yùn)作，以減少因空氣阻力產(chǎn)生的運(yùn)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(jì)，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(chǎng)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(jìn)行替換。

　　另外，這項(xiàng)系統(tǒng)的免維修期可達(dá)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(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加而額外增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另外，飛輪加速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存。這類飛輪可以在幾分鐘內(nèi)達(dá)到所需的速度——遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于其他形式的能量存儲(chǔ)。

　　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(dòng)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(jí)電容高得多。