飞轮电池储存的能量是由充电后电能转换过来的机械动能, 要想多存储能量, 一是要靠增大飞轮的转动惯量J,二是要靠提高飞轮的角速度ω 。 增大飞轮的J就是要增大飞轮的质量和飞轮的直径, 即增加J会使飞轮的质量和体飞轮的质量和飞轮的直径, 即增加J会使飞轮的质量和体积增大, 用起来就不方便, 也对提高其质量比能量和体积比能量不利。 显然靠增大飞轮的J来增大飞轮电池储存的能量的方法是不可取的。 飞轮的机械动能与飞轮ω 的平方成正比。 显然, 提高飞轮的转速就能在不增加飞轮体积和质量的情况下, 显著地提高飞轮的功能。 现代高效飞轮电池的飞轮质量很轻, 体积很小, 但转速高达200000r/min。 飞轮电池仍需要解决的技术问题有:①飞轮材料问题。 由于飞轮转速很高, 使飞轮材料本身受到很大的离心力的作用, 越距边缘处所受的离心力越大,美国的飞轮电池样机上, 采取一种以碳素纤维为基础的高强度复合材料, 这种材料比重较小, 但强度极高, 飞轮高速旋转时, 即使这种材料遭到破坏, 也只会产生“棉花糖”那样的絮状的绒毛, 所以, 这种材料制成的飞轮是安全可靠的。靠的。②磁浮轴承问题。 由于飞轮的转速很高, 要保存其动能,首先必须消除轴承的摩擦损耗(这也是延长飞轮寿命所必需的) , 也就是使飞轮的旋转的部分和静止部分没有接触,即使飞轮悬浮起来。 目前国外的飞轮样机采取的是磁浮轴承, 其原理是根据磁极的同性相斥或超导体的抗磁作用等物理特性, 用永磁体制成刚度大、 对称性好的磁浮轴承。 ③飞轮在真空环境中旋转问题。 为了保存飞轮的动能, 还必须消除空气的阻力, 为此必须把飞轮密封于真空的壳体中, 使飞轮在真空中旋转, 真空壳体中的气压应保持在10-3~10-4Pa以下。 目前要达到这样高的真空度已不太难,难的是如何在较长的一段时间内保持这样的真空度。 一是密封问题, 二是解决真空壳体内某些材料逸出气体的问题。④动平衡问题。 由于飞轮的转动部分有一定的质量(美国样品飞轮约2kg重) , 转速高达200000r/min, 故该转动部分必须有非常好的动平衡精度分必须有非常好的动平衡精度, 并且要长期保持这种精度。否则会引起振动和噪声, 并可能损坏轴承。 这对飞轮的几何对称性, 对飞轮材料均匀性、 强度、 弹性和塑性变形,都提出了较高的要求。 提高动平衡精度是个难点, 要保持已获得的动平衡精度则更难。要使飞轮电池成为电动车辆的实用电池, 除了上述技术问题要得到很好的解决外, 还要降低飞轮电池的成本。并且要长期保持这种精度