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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102687375A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102687375A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201080056762.3(22)申请日2010.10.28(30)优先权数据12/637,7802009.12.15US(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.14(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0543792010.10.28(87)PCT申请的公布数据WO2011/075223EN2011.06.23(71)申请人英派尔科技开发有限公司地址美国特拉华州(72)发明人丹尼尔·C·威金斯(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人戎志敏(51)Int.Cl.H02K7/09(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图66页(54)发明名称具有磁性驱动器的磁悬浮飞轮能量存储系统(57)摘要总体公开了包括磁性轴承和/或磁性驱动器的飞轮能量存储设备的技术。一些示例磁性轴承可以包括:飞轮磁体;以及支撑磁体,被配置为使旋转飞轮磁悬浮。一些示例磁性驱动器可以包括:至少一个驱动磁体,被配置为同与飞轮相关联的抗磁材料磁性接合,以将力矩施加在飞轮上。CN10268735ACN102687375A权利要求书1/2页1.一种飞轮能量存储设备,包括:飞轮,被配置为将能量存储为旋转动能;磁性轴承,被配置为使飞轮悬浮,同时允许飞轮转动;以及磁性驱动器,被配置为选择性地与飞轮磁性接合,以向飞轮供应能量和/或从飞轮汲取能量。2.根据权利要求1所述的飞轮能量存储设备,其中,所述磁性轴承包括安装至飞轮的飞轮磁体和安装至外壳的支撑磁体;以及其中,所述飞轮磁体和支撑磁体被配置为进行交互,以使飞轮磁悬浮,同时允许飞轮转动。3.根据权利要求1所述的能量存储设备,其中,磁性驱动器包括:可旋转驱动磁体,被配置为选择性地与飞轮磁性接合,以影响飞轮的旋转速度。4.根据权利要求3所述的飞轮能量存储设备,其中,所述飞轮至少部分由抗磁材料构造;以及其中,所述驱动磁体被配置为能够相对于飞轮重新定位,从而能够调节驱动磁体和抗磁材料间的磁性耦合强度。5.根据权利要求4所述的飞轮能量存储设备,其中,所述飞轮适于能够绕实质上垂直的轴旋转;以及其中,所述驱动磁体被配置为能够沿实质上与垂直的轴平行的方向重新定位。6.根据权利要求5所述的飞轮能量存储设备,其中,所述驱动磁体与驱动齿轮机械耦合,所述驱动齿轮可操作地耦合至马达和/或发电机。7.根据权利要求1所述的飞轮能量存储设备,其中,除了所述外壳磁体以外的所述外壳由实质上非磁性的材料构造。8.一种飞轮能量存储设备,包括:飞轮,被配置为将能量存储为旋转动能,所述飞轮包括飞轮磁体和抗磁材料;一个或多个支撑磁体,被配置为与飞轮磁体磁性交互,以使飞轮磁悬浮;以及一个或多个可旋转驱动磁体,相对于飞轮可移动地进行部署,以改变驱动磁体和抗磁材料间的磁性耦合。9.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述飞轮和一个或多个支撑磁体安装在实质上非磁性的外壳内。10.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述飞轮被配置为能够绕实质上垂直的轴旋转;以及其中,所述驱动磁体被配置为能够沿实质上与垂直的轴平行的方向重新定位,以改变驱动磁体和抗磁材料间的磁性耦合。11.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述飞轮磁体和一个或多个支撑磁体被定向为彼此相斥。12.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述一个或多个支撑磁体包括环形磁体。13.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述一个或多个可旋转驱动磁体包括:以实质上环形的排列部署的多个驱动磁体。2CN102687375A权利要求书2/2页14.根据权利要求8所述的飞轮能量存储设备,其中,所述一个或多个支撑磁体包括多个支撑磁体。15.一种操作飞轮能量存储设备的方法,包括:以与飞轮的旋转速度不同的旋转速度来旋转驱动磁体,其中磁性轴承使所述飞轮悬浮;通过将驱动磁体移向飞轮来增加驱动磁体和飞轮间的磁性耦合;以及使用所述驱动磁体向飞轮施加力矩。16.根据权利要求15所述的方法,其中,增加驱动磁体和飞轮间的磁性耦合包括:使驱动磁体移向与飞轮相关联的抗磁材料。17.根据权利要求15所述的方法,其中,与驱动磁体相关联的旋转速度大于飞轮的旋转速度;以及其中,向飞轮施加力矩包括:增加飞轮的旋转动能。18.根据权利要求17所述的方法,还包括:使用可操作地耦合至驱动磁体的输入/输出设备,来将电能转换为飞轮的旋转动能。19.根据权利要求15所述的方法,其中,与驱动磁体相关联的旋转速度小于飞轮的旋转速度;以及其中,向飞轮施加力矩包括:减小飞轮的旋转动能。20.根据权利要求1