电动汽车磁悬浮飞轮电池储能系统设计

为了提高电动汽车动力蓄电池能效,增加电动汽车的启动功率,设计了一种电动汽车用五自由度主动悬浮控制的磁悬浮飞轮电池储能系统,阐述了系统的悬浮控制原理,并结合一种数字比例—积分—微分(PID)控制算法建立了该磁悬浮飞轮径向单自由度传递函数。仿真分析了该传递函数的频谱特性及飞轮转子的运动轨迹曲线,实现了对磁悬浮飞轮电池样机30 000r/min的旋转实验。实验结果表明:该磁悬浮飞轮转子可以高速稳定旋转,具有良好的储能能力;可以辅助电动汽车原动力蓄电池工作,有助于提高原动力电池的充放电性能以及延长原动力蓄电池的使用寿命。

磁悬浮飞轮电池转子系统的涡动控制

磁悬浮飞轮电池是一种能量密度大、可靠性高的新能源储能设备,常因涡动使系统稳定性下降、使用寿命缩短。为研究其涡动特性,建立转子系统8自由度动力学模型,计算涡动频率及临界转速。分别采用PD,CF,VBC及VBCCF控制分析飞轮转子涡动。结果表明:CF控制对低速涡动有明显改善,却无法抑制高速涡动;VBC控制使局部最大位移降约80%,然而高速下仍存在涡动;VBC-CF控制大大降低振动位移,涡动也随转速升高而不断缩小,并在高速下出现2,3倍周期运动,系统稳定性显著提高。

车用磁悬浮飞轮电池转子的抗振性初探

为了研究车用状态下飞轮电池转子的抗振性能,分别运用软件Adams∕Car、Matlab/Simulink建立B级随机路面下整车物理模型和单自由度磁悬浮飞轮电池转子的数学模型,分析获得车用状态下转子的时域响应特性。结果表明,路面输入引起的飞轮电池安装基础振动将导致转子振幅超出允许范围。对此采用PID反馈控制能有效地控制转子的振幅,满足车用磁悬浮飞轮电磁转子不出现失稳或相对强烈振动的要求。

磁悬浮飞轮转子的临界转速分析

磁悬浮飞轮电池具有比能量高、比功率大、充放电快、寿命长、无任何废气废料污染等优点,使其具有广阔的发展前景。基于传递矩阵法并借助ANSYS软件对磁悬浮飞轮电池转子的临界转速进行了研究与分析。