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公開番号2025092320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024000464
出願日2024-01-05
発明の名称フライホイール発電システム
出願人浤倡興電科技股ふぇん有限公司
代理人個人,個人,個人
主分類H02J 15/00 20060101AFI20250612BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】第1電力貯蔵用電池の給電状況及び定期保守ニーズに応じて、異なるトルクの第1又は第2モータ又は燃料エンジンを、フライホイールを駆動して発電させる動力源として選択し、更に発電電力を安定して出力するように維持する上で、各モータユニットの動作効率を向上させる。
【解決手段】第1電力貯蔵用電池11、第1モータユニット20、第2モータユニット30、エンジンユニット40、伝動モジュール50、フライホイール60及び発電機70を備えるフライホイール発電システムであって、第1モータユニット、第2モータユニット及びエンジンユニットのうちの1つが必要に応じて上記伝動モジュールに接続されてそれに動力を伝達して、伝動モジュールによりフライホイールを駆動し、フライホイールによって発電機を駆動して動作させて電力を発生させてから給電する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フライホイール発電システムであって、
第１電力貯蔵用電池（１１）と、
前記第１電力貯蔵用電池（１１）に電気的に接続される第１モータユニット（２０）と、
前記第１電力貯蔵用電池（１１）に電気的に接続される第２モータユニット（３０）と、
前記第１電力貯蔵用電池（１１）に電気的に接続されるエンジンユニット（４０）と、
３つの回転動力入力端子（５００）及び１つの回転動力出力端子（５３）を有する伝動モジュール（５０）であって、これらの回転動力入力端子（５００）が第１入力端子（５１ａ）、第２入力端子（５１ｂ）及び第３入力端子（５１ｃ）を含み、前記第１入力端子（５１ａ）が第１クラッチ（５２ａ）により前記第１モータユニット（２０）のトルク出力軸に接続され、前記第２入力端子（５１ｂ）が第２クラッチ（５２ｂ）により前記第２モータユニット（３０）のトルク出力軸に接続され、前記第３入力端子（５１ｃ）が第３クラッチ（５２ｃ）により前記エンジンユニット（４０）のトルク出力軸に接続される伝動モジュール（５０）と、
一方向軸受（５４）により前記回転動力出力端子（５３）に接続され、出力輪軸（６２）を有し、前記回転動力出力端子（５３）の駆動により回転され得るフライホイール（６０）と、
前記出力輪軸（６２）に動力接続される発電機（７０）と、を備えるフライホイール発電システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１モータユニット（２０）は第１最大トルク及び第１最大回転数を有し、前記第２モータユニット（３０）は第２最大トルク及び第２最大回転数を有し、前記第２最大トルクが第１最大トルクよりも小さく、前記第２最大回転数が第１最大回転数よりも大きい請求項１に記載のフライホイール発電システム。
【請求項３】
前記第１電力貯蔵用電池（１１）、前記エンジンユニット（４０）、前記第１クラッチ（５２ａ）、前記第２クラッチ（５２ｂ）及び前記第３クラッチ（５２ｃ）に電気的に接続されることで、前記第１電力貯蔵用電池（１１）によって電力を受け取って、前記エンジンユニット（４０）、前記第１クラッチ（５２ａ）、前記第２クラッチ（５２ｂ）及び前記第３クラッチ（５２ｃ）に電力を供給する第２電力貯蔵用電池（１２）を更に備える請求項１に記載のフライホイール発電システム。
【請求項４】
前記第２電力貯蔵用電池（１２）が前記第１電力貯蔵用電池（１１）の電圧よりも低く、且つ前記第１電力貯蔵用電池（１１）が第１電力変換器（１３）を介して変圧された後に前記第２電力貯蔵用電池（１２）に接続され、前記第２電力貯蔵用電池（１２）が第２電力変換器（１４）を介して変圧された後に前記第１クラッチ（５２ａ）、前記第２クラッチ（５２ｂ）及び前記第３クラッチ（５２ｃ）に接続される請求項３に記載のフライホイール発電システム。
【請求項５】
前記発電機（７０）に電気的に接続されることで、前記発電機（７０）により発電した電力を電圧安定化してから出力する電圧安定化ユニット（８０）を更に備える請求項１に記載のフライホイール発電システム。
【請求項６】
前記出力輪軸（６２）に接続されることで回転動力を入力し、更に前記発電機（７０）に動力接続されることで前記発電機（７０）を駆動する減速機（６５）を更に備える請求項１に記載のフライホイール発電システム。
【請求項７】
前記エンジンユニット（４０）が燃料タンクを有し、燃料で作動し得る請求項１に記載のフライホイール発電システム。
【請求項８】
前記エンジンユニット（４０）と前記第３クラッチ（５２ｃ）、前記伝動モジュール（５０）と前記一方向軸受（５４）がそれぞれ軸継手（４１、５５）により接続される請求項１に記載のフライホイール発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は発電システムに関し、特にフライホイール発電システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
安定した動力供給の発電システムに対する重要性は電力の継続及び確実な供給を確保することにある。発電システムは電力の安定した出力を確保するように供給と需要のバランスを取る必要があり、そして、これが緊急事態への応対にとっても非常に重要である。動力供給が安定しないと、システムは電圧が変動したり、周波数が安定しなかったりするといった問題に直面して、更に接続される送電網及び他の電力設備の通常の動作に影響する恐れがある。安定した動力供給はシステムの安定性を維持して送電網の信頼性及び安全性を向上させることに寄与し、且つクリーンエネルギーの応用を促進し、エネルギー効率を向上させ、炭素排出を低減し、自然エネルギー及び持続可能な発展を実現することに寄与する。従って、安定した動力供給を確保することは発電システムの設計及び運営における重要な考慮要素であり、直接に人々の生活及び経済発展に影響する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従来技術を改善して進歩させるフライホイール発電システムを提供することにある。
【０００４】
本発明の別の目的は、接続される複数の動力源の１つを伝動モジュールに入力することにより、システム全体が現在の電力供給状況又は定期保守ニーズに応じて適切な動力源を選択することができ、それにより安定した動力供給及び電力出力を維持するフライホイール発電システムを提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、異なる動力源を選択した場合、例えば低トルクモータ又は高トルクモータのトルクを伝動モジュールに入力することで発電する場合、システムが運動エネルギーを安定して出力するように維持することができるだけでなく、低トルクで低負荷ニーズを満足して高トルクで高負荷ニーズを満足することで不必要なエネルギー消費を回避することもできるフライホイール発電システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、燃料のエンジンユニットを予備動力として利用し、第１電力貯蔵用電池が給電できない場合、送電網から独立して継続して作動して、フライホイールが発電し続けるように駆動することができるフライホイール発電システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、高速フライホイールを利用してフライホイールの体積及び質量を減少させても、依然として低速フライホイールと同じ電力を維持することができ、且つフライホイールを駆動するために必要な電力を減少させることができ、優れた電気機械変換効率を有するフライホイール発電システムを提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、フライホイールの回転数が減速した後で発電機を駆動するとき、発電機の電力出力にあまり影響しないフライホイール発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記及び他の目的を実現するために、本発明はフライホイール発電システムを提供し、第１電力貯蔵用電池と、上記第１電力貯蔵用電池に電気的に接続される第１モータユニットと、上記第１電力貯蔵用電池に電気的に接続される第２モータユニットと、上記第１電力貯蔵用電池に電気的に接続されるエンジンユニットと、３つの回転動力入力端子及び１つの回転動力出力端子を有する伝動モジュールであって、これらの回転動力入力端子が第１入力端子、第２入力端子及び第３入力端子を含み、上記第１入力端子が第１クラッチにより上記第１モータユニットのトルク出力軸に接続され、上記第２入力端子が第２クラッチにより上記第２モータユニットのトルク出力軸に接続され、上記第３入力端子が第３クラッチにより上記エンジンユニットのトルク出力軸に接続される伝動モジュールと、一方向軸受により上記出力端子に接続され、出力輪軸を有し、上記回転動力出力端子の駆動により回転され得るフライホイールと、上記出力輪軸に動力接続される発電機と、を備える。
【００１０】
一実施例では、上記第１モータユニットは第１最大トルク及び第１最大回転数を有し、上記第２モータユニットは第２最大トルク及び第２最大回転数を有し、上記第２最大トルクが第１最大トルクよりも小さく、上記第２最大回転数が第１最大回転数よりも大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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