飞轮是一种以机械形式存储能量的能量供给单元。飞轮用旋转的轮状转子或者复合材料制成的圆盘来存储动能。汽车使用飞轮已有很长的一段历史，在目前所有的内燃机上，飞轮用来存储能量，以缓冲发动机动力传递过程中突然的冲击。然而，发动机飞轮所需存储的能量少，并且受车辆急加速需求的限制。目前人们正在研究不同容量飞轮的应用。飞轮作为动力辅助装置可以用在搭载标准内燃机的混合动力汽车上。另外，飞轮应用在电动汽车上时可取代化学电池作为主能量源，或者与电池一起使用。然而，在飞轮成为电动汽车或者混合动力汽车的能量源之前，需要突破的技术方面的问题是增加飞轮的比能量。目前使用的飞轮结构相当复杂，体积庞大并且很重。飞轮的安全性也是需要关注的问题。

飞轮的设计目标是最大限度地提高其能量密度。在飞轮中使用的材料必须具有重量轻、拉伸强度高的特点，而复合材料能很好地满足这样的条件。

飞轮作为能量源有一些优点，其中最重要的一个优点是比功率高。从理论上讲，飞轮的比功率已经可达到5～10 kW/kg，在不超过安全应力的条件下可以轻松实现2 kW/kg。飞轮之所以受到广泛关注，还在于其优良的机械性质。飞轮不会受到温度限制的影响。不用进行有毒的化学过程和没有废物的处理问题，使飞轮比化学电池更具环境友好性。飞轮储能可靠，且具有良好的可控性和可重复性的特点。通过测量转速，在任何时间都可精确地得知飞轮的荷电状态。从飞轮输入和输出的能量转化效率约为98%，而电池为75%～80%。在很少有维护需求的条件下，飞轮的使用寿命是电池的数倍。飞轮所充的电量只是电池所需充电量的一小部分，并且在飞轮充电站其充电时间可少于10分钟。飞轮可在很短的时间内吸收或释放很多的能量，这将有助于再生制动。

尽管飞轮有一些优点，但还有许多显著的缺点。飞轮储能系统的主要困难就是附加设备需要操作和容纳，额外部分会给飞轮在电动汽车和混合动力汽车上的应用带来很大困难，主要是增加的重量和成本所造成的巨大差异。

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为储能釆用机械方式的飞轮并非一个新的概念。25年前，Oerlikon工程公司在瑞士制造了第一辆单独配置巨大飞轮的载客公共汽车。重达1 500 kg、以3 000 r/min运转的飞轮，在每个公共汽车停车站由电力予以补充能量。传统的飞轮是一个巨大的、重达数百千克的钢制转子，它以每分钟数千转的转速旋转。相反地，改进的飞轮是一个重量为数十千克的轻型复合转子，其转速约为10 000 r/min，被称为超高速飞轮。

超高速飞轮的概念看来是一个合理的途径，以满足应用于电动汽车和混合动力电动汽车的迫切的能量储存需求。换句话说，其高比能量、高比功率、长循环寿命、高能量效率、快速补充能量、免维护特配成本效应和环境的友好性令人瞩目。