3，1.2飞轮储能
飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起
来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。
飞轮储能器中没有任何化学活性物质，也没有任何化学反应发生。旋转时
的飞轮是纯粹的机械运动，飞轮在转动时的动能为：
E =-Jtu 2
( 3-1 )
式中，J为飞轮的转动惯量；伯为飞轮旋转的角速度。
飞轮转动时动能与飞轮的转动惯量成正比。而飞轮的转动惯量又正比于飞
轮的直径和飞轮的质量，过于庞大、沉重的飞轮在高速旋转时，会受到极大的
离心力作用，往往超过飞轮材料的极限强度，很不安全。因此，用增大飞轮转
动惯量的方法来增加飞轮的动能是有限的。
飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机。在充电时，
它作为电动机给飞轮加速；当放电时，它又作为发电机给外设供电，此时飞轮
的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。飞轮储
能具有效率高、建设周期短、寿命长、高储能、充放电快捷、充放电次数无限
以及无污染等有点。适用于电网调频和电能质量保障。
3，1.3双层电容器储能
超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容器，黄金电容、法拉电容，通过
极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，
这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电
容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，
正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，
被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。双电层电容器与铝电解电
容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电
的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，这一特点与铝电解电容器的过电
压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电
次数可达106次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，
是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。
现在的能量系统已经上升了一个大的台阶，正如插电式普锐斯，其采用的技术
与雪佛兰Volt不同。这款车基本上仍是一辆普锐斯，但配备了比普通混合动力车更
高容量的电池，你可以通过普通的家用插座为电池充电。这款车完全依赖电力驱动
最长可以行驶12英里(约合19.3公里)，此后它又会变成一辆普通的普锐斯混合动
力车，依靠电动机和汽油引擎驱动车轮。而雪佛兰Vult仅利用电动机驱动车辆，在
电池电量耗光之后，汽油引擎仅作为发电机为电动机提供电能。普锐斯插电式混合

3，1.2飞轮储能
飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起
来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。
飞轮储能器中没有任何化学活性物质，也没有任何化学反应发生。旋转时
的飞轮是纯粹的机械运动，飞轮在转动时的动能为：
E =-Jtu 2
( 3-1 )
式中，J为飞轮的转动惯量；伯为飞轮旋转的角速度。
飞轮转动时动能与飞轮的转动惯量成正比。而飞轮的转动惯量又正比于飞
轮的直径和飞轮的质量，过于庞大、沉重的飞轮在高速旋转时，会受到极大的
离心力作用，往往超过飞轮材料的极限强度，很不安全。因此，用增大飞轮转
动惯量的方法来增加飞轮的动能是有限的。
飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机。在充电时，
它作为电动机给飞轮加速；当放电时，它又作为发电机给外设供电，此时飞轮
的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。飞轮储
能具有效率高、建设周期短、寿命长、高储能、充放电快捷、充放电次数无限
以及无污染等有点。适用于电网调频和电能质量保障。
3，1.3双层电容器储能
超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容器，黄金电容、法拉电容，通过
极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，
这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电
容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，
正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，
被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。双电层电容器与铝电解电
容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电
的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，这一特点与铝电解电容器的过电
压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电
次数可达106次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，
是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。
现在的能量系统已经上升了一个大的台阶，正如插电式普锐斯，其采用的技术
与雪佛兰Volt不同。这款车基本上仍是一辆普锐斯，但配备了比普通混合动力车更
高容量的电池，你可以通过普通的家用插座为电池充电。这款车完全依赖电力驱动
最长可以行驶12英里(约合19.3公里)，此后它又会变成一辆普通的普锐斯混合动
力车，依靠电动机和汽油引擎驱动车轮。而雪佛兰Vult仅利用电动机驱动车辆，在
电池电量耗光之后，汽油引擎仅作为发电机为电动机提供电能。普锐斯插电式混合

动力车除了增加一个用于给电池充电的插口外，它的电池也与普通的普锐斯不同。
丰田在这款车上首次使用了锂电池，很明显，新的电池组具有比普通混合动力车常
见的镍氢电池更高的电量。另外其电压也更高(达到350伏，而镍氢电池为200伏)，
因此可提供更强的动力。这款车配各的电动机与以前的普锐斯相同，但由于电池性
能以及电力更强，电动机功率为67马力/50千瓦，而以前为27马力，理论上这台
电动机的最大功率应为78马力。充电时间方面，丰田称，5千瓦时的电池在电压为
100伏电源插座上充电时间为3小时，在200伏电源上充电时间降为100分钟。如
果周国有足够的电源，尽可能在每次停车时都充上电，这样每天纯电动模式行驶距
离就将超过12英里。
3，2电动汽车的能源管理系统
电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的
技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止
个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等。由于它参
加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数
(电流、电压、内阻、容量)紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指
令覆匡팬蔓量堼団国能。
根据电动
汽车所采
用的电池
的类型和
动力电池
组的组合
方法归类：
図図
3-2电池组系统组成
各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功
能。典型的电池能量管理系统应具各如下功能：1、对能量的检测功能；2、对电池
工作状态的监测与控制功能；3、保证充电功能；4、DC-DC、DC-AC转换功能；5、解
决性能一致性的保护功能；6、对电池模块的冷却和排除充电时产生的氢气；7、监测
记录控制功能「l미。
図目

3，3本章小结
电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通
过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上曾经应用最广泛的电源是
铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较
慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。储能装置与能量管理系统是电动汽车的关
键技术。