1.一种双飞轮结构的飞轮电池,由外壳体(5)和端盖(1)围成一个真空腔室,其特征是:
真空腔室的内部正中间是转轴(3),转轴(3)的轴向正中间外有间隙地同轴套有轴向绕组结构(7),轴向绕组结构(7)的左右侧各设置一个同轴固定套在转轴(3)上的飞轮(6),两个飞轮(6)相对于轴向绕组结构(7)左右对称布置,在左侧飞轮(6)的左侧、右侧飞轮(6)的右侧各设置一个同轴固定套在转轴(3)上的无轴承永磁电机(4),两个无轴承永磁电机(4)相对于轴向绕组结构(7)左右对称布置;轴向绕组结构(7)径向最外部是轴向绕组壳体(10),轴向绕组壳体(10)的内壁同轴固定卡有一个圆盘铁芯(11),在圆盘铁芯(11)的左右两侧的盘面上沿圆周方向上均匀开12个圆环槽(14),左右两侧的圆环槽(14)左右对称,每个圆环槽(14)的正中间形成一个中央圆柱(15),中央圆柱(15)上都绕有轴向绕组线圈(13);飞轮(6)的一侧轮面设有外圆环槽(21)和内圆环槽(22),外圆环槽(21)和内圆环槽(22)中各嵌入一个尺寸相配的环形永磁体,两个环形永磁体均面对着轴向绕组结构(7);轴向绕组线圈(13)通入三相交流电,产生的磁场极性与环形永磁体产生的磁场极性相同或相反;具有充电、待机、放电三种工作模式,在充电模式中,两台无轴承永磁电机(4)分别为转轴(3)提供转矩以及X、Y方向的径向力,限制转轴(3)的X、Y轴方向移动自由度以及绕X、Y轴转动自由度,使转轴(3)带动飞轮(6)转动;在放电模式中,两台永磁同步电机(4)作发电机,将飞轮(6)的机械储能转化为电能,在待机模式中,两台无轴承永磁同步电机(4)仅提供X、Y的径向力。
2.根据权利要求1所述的一种双飞轮结构的飞轮电池,其特征是:轴向绕组结构(7)的外壁与外壳体(5)内侧壁径向固定连接,两个飞轮(6)的外径大于轴向绕组结构(7)的外径,两个无轴承永磁电机(4)的外壁与外壳体(5)内侧壁径向固定连接,两个无轴承永磁电机(4)的外径小于轴向绕组结构(7)的外径。
3.根据权利要求1所述的一种双飞轮结构的飞轮电池,其特征是:外圆环槽(21)和内圆环槽(22)的径向环宽相等;轴向槽深相等,两个环形永磁体的径向环宽相等、轴向厚度等于外圆环槽(21)和内圆环槽(22)的轴向槽深。
4.根据权利要求1所述的一种双飞轮结构的飞轮电池,其特征是:12个圆环槽(14)的中心在半径为2/3R的一个同心圆上,R为圆盘铁芯(11)的半径,圆环槽(14)的轴向槽深为圆盘铁芯(11)的轴向厚度的2/5。
5.根据权利要求1所述的一种双飞轮结构的飞轮电池,其特征是:12个圆环槽(14)具有一个直径是D1的公共内切圆和一个直径是D2的公共外切圆,内圆环槽(22)的内径是D1,外圆环槽(21)的外径是D2。
6.根据权利要求1所述的一种双飞轮结构的飞轮电池,其特征是:圆盘铁芯(11)的中心内孔处嵌有位置传感器(12)。