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英国:高转速飞轮提升能量回收系统性能
点击数: 689     发布日期:2015-09-04

近日,有消息称来自英国的一支研究团队已经成功开发出了利用高速运转的飞轮去降低油耗和排放的方法,同时该方法目前也被外界统一认为是较为节约成本的可行性方法。

此次,以上来自英国的研发团队希望可以通过利用该最新的能量回收技术来取代目前的供能系统。而该研究小组所采用的方法主要就是将机械能直接存储起来并再次加以直接应用。

为了更好地进行试验验证,该小组建造了一个专门的实验室。此外验证实验还需要对快速运转的飞轮进行测试,因此该小组还为其专门设计了一款安全的外部保护结构。其中,该项目(FlySafe)是由机械研发公司Ricardo公司主导,布莱顿大学和另外两家飞轮制造厂商共同参与完成的。

Ricardo公司发言人透露,FlySafe项目的测试实验室目前已经完成,该实验室应该是世界上相关领域研究的第一个同样也是最为先进的实验室,该实验室可以在飞轮转速达到6万转每分钟的情况下对其进行测试。

除了保证测试环境的安全和正常运行之外,该实验室还配备了先进的成像技术和传感技术。通过以上技术就可以在飞轮因机械故障而终止运行时对系统进行研究从而找到原因。

与此同时,该实验室还配备有一个高密度脉冲激光高速成像系统,并且以上成像系统与摄像机之间被设置为了同步运行关系。通过利用以上高密度脉冲激光高速成像系统,就可以每秒钟获取20000个飞轮运转的片段。要想得到以上图像就必须配备一个高帧频的摄像机,而具有如此高帧频的摄像机大概也只可以录制2秒钟的影像,因此对飞轮故障能够准确地记录在此就显得非常关键。布莱顿大学开发出了一套定制数据获取系统,通过监测大量的传感器就可以支持上述摄像机去获取飞轮动态影像。其中需要监测的数据主要包括加速度、张力、压力、距离以及温度,一旦飞轮在特定条件下将要运转失效,摄像机此时就开始工作。能导致飞轮运行失效的原因主要包括因分裂而导致的飞轮突然膨胀、失去真空压力以及失速等。

在当前的乘用车中,最常见的能量回收方法就是在车辆减速时利用电动发电机来产生电流,同时系统会将这部分电能储存在电池组中。

但飞轮模块是以整体的方式来工作的。当车辆减速时飞轮模块直接储存能量,在车辆加速时飞轮又会直接利用储存的能量来驱动车辆升档,电磁驱动的飞轮工作原理也是相类似的,但是电磁驱动能量储存的方式更像是电池。以上能量回收系统尽管会在一定程度上增加车的重量,但是以上两种飞轮模块都可以帮车辆节省燃油消耗并提高燃效。

该技术在其他领域包括电动列车和建筑设备等领域同样得到了一定的应用。在一级方程式的比赛中,已经有好几个赛季的赛车动能恢复系统都采用了该飞轮技术,该飞轮技术可以在车辆需要时直接驱动车辆从而成为车辆重要的动力来源。

Ricardo公司创新项目副总裁David Rollafson强调,全新的测试实验室可以让飞轮技术在已经应用的领域中发挥更好的作用,同时其也会促使其他领域采用该能量再生系统。

David表示:”目前最大的挑战是设计出一款结构紧凑,重量轻的高速飞轮系统,而之前的飞轮运行失效数据又很难获得,所以现在设计起来需要格外的谨慎,不断试错。”

“而此次FlySafe项目和布莱顿大学最新的测试试验装备,可以提供最详细的研究数据,从而可以提交一份安全标准,让飞轮设计和研发能在安全的前提下达到最优化。”David认为,FlySafe项目取得的进展可以加速飞轮技术在不同领域的商业化,而该技术也被认为是非常有前景而且环保的一项技术。