混合动力汽车为何只用电池储能，而不用飞轮、压缩空气、超级电容等方式储能？

混合动力汽车为何只用电池储能，而不用飞轮、压缩空气、超级电容等方式储能？飞轮储能在道路车辆上的应用最早可以追溯到1940年，是瑞士的一家科技公司将飞轮储能应用于公交车辆，但到了当下仍然没有普及到各种车辆尤其是乘用车。个人认为有以下几点原因：1. 空间占用较大：飞轮储能系统占用空间较大，在设计车辆时不好分配空间资源，尤其是乘用车在空间上本就寸土寸金。2. 成本高：现代飞轮电池，其飞轮本体大都采用复合材料制造，这种材料的工艺经济并不算好；为了减少飞轮旋转时遇到的阻力，腔体内部要一直保持接近真空的状态，这对加工工艺提出很高的要求，同时，不光空气阻力，承载飞轮的轴承也不是那种普通的、标准化的、容易制造并大批量生产的轴承。这些方面造成飞轮储能系统价格相比化学电池过于高昂。3. 能量密度较低：小型飞轮储能系统在储能后作为起步辅助的角色会比较适合，但不适合一直将其用在长距离行驶中。4. 陀螺仪效应存疑：这点存疑，可能在面世的初期这样的问题会比较严重，但是威廉姆斯车队曾经设计并制造过采用飞轮储能的动能回收系统，并使用在保时捷等的赛车上。若陀螺仪效应极其严重的话恐怕不会有这方面的应用。5. 结构失效风险较高：过去金属制的飞轮旋转体若碎了，那飞轮储能系统就是个带弹片的炸弹。但如今随着复合材料研究的深入，飞轮本体已经不是全金属的了，几乎是复合材料制造的，在结构失效的时候复合材料会呈棉絮状撕裂，不会穿破腔体。所以当下这方面的危险性其实应该不算缺点。优点方面，和化学电池相比比较有特点：1. 寿命较长：只要飞轮储能系统的机械部件没问题，寿命相比化学电池长很多，衰减也几乎可以忽略不计。2. 受环境温度影响较小：与化学电池相比来说很小很小。3. 充电速度较快：最大充放电速度的极限在于其内部的那个电机的性能，所以充电速度可以有多快做多快，只要机械部件能够承受就行。目前飞轮储能系统还未在车辆领域大面积使用，未来个人也不太看好能在这方面的普及度。如果化学电池也能做到几分钟或者三分钟以内从0到充满，而且充电桩密度堪比加油站的话，那电动车的里程焦虑应该能大大降低，那飞轮储能系统或许就更没机会在车辆上应用了。

本人本科毕设做的是飞轮电池混合动力系统，当然啦毕设本身很水，只是为了毕业而已，但是从阅读过的一些文献里面还是能对题主的问题说几句

飞轮储能在道路车辆上的应用最早可以追溯到1940年，是瑞士的一家科技公司将飞轮储能应用于公交车辆，车辆为纯电驱动，飞轮的转速为3000rpm/min，充电方式为在每个站台设置充电站，充满用时大概三分钟(充电初始量不明)，整个飞轮储能系统位于车后方原本发动机舱的位置

个人认为在当时这是挺创新的做法，但是到了当下仍然没有普及到各种车辆尤其是乘用车，肯定是有其困难所在，缺点大概有以下几点：

1.飞轮储能系统占用空间较大，在设计车辆时不好分配空间资源，尤其是乘用车在空间上本就寸土寸金

2.成本高出化学电池太多；现代飞轮电池，其飞轮本体大都采用复合材料制造，这种材料的工艺经济并不算好；为了减少飞轮旋转时遇到的阻力，腔体内部要一直保持接近真空的状态，这对加工工艺提出很高的要求，同时，不光空气阻力，承载飞轮的轴承也不是那种普通的，标准化的、容易制造并大批量生产的轴承；这些方面造成飞轮储能系统价格相比化学电池过于高昂

3.陀螺仪效应；这点存疑，可能在面世的初期这样的问题会比较严重，但是威廉姆斯车队曾经设计并制造过采用飞轮储能的动能回收系统，并使用在保时捷等的赛车上，若陀螺仪效应极其严重的话恐怕不会有这方面的应用

4，能量密度没有化学电池高(这点存疑，随着材料科技的发展应该能解决，感谢评论区提醒)；小型飞轮储能系统在储能后作为起步辅助的角色会比较适合，但不适合一直将其用在长距离行驶中，而系统做大了对于车来说又造成诸多不便

5.飞轮旋转体结构失效；这个缺点在过去复合材料的科技树还没被点亮的时候确实是个很大的问题，金属制的飞轮旋转体若碎了，那飞轮储能系统就是个带弹片的炸弹。但如今随着复合材料研究的深入，飞轮本体已经不是全金属的了，几乎是复合材料制造的，在结构失效的时候复合材料会呈棉絮状撕裂，不会穿破腔体，所以当下这方面的危险性其实应该不算缺点

至于优点，和化学电池相比比较有特点

1.寿命；只要飞轮储能系统的机械部件没问题，寿命相比化学电池长很多，衰减也几乎可以忽略不计

2.受环境温度影响相比化学电池来说很小很小；

3.充电速度；最大充放电速度的极限在于其内部的那个电机的性能，所以充电速度可以有多快做多快，只要机械部件能够承受就行；

目前飞轮储能系统还未在车辆领域大面积使用，其实未来个人也不太看好能在这方面的普及度，但是如果化学电池也能做到几分钟或者就三分钟以内能从0到充满，而且充电桩密度堪比加油站的话，那电动车的里程焦虑应该能大大降低的，那飞轮储能系统或许就更没机会在车辆上应用了

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