專利名稱：：用于能量存儲(chǔ)和回收的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本申請(qǐng)總體上涉及功率轉(zhuǎn)換和能量存儲(chǔ)，并且更具體地涉及如下的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于將能量存儲(chǔ)在壓縮氣體中和從壓縮氣體回收能量和涉及將能量存儲(chǔ)在壓縮氣體中和從壓縮氣體回收能量。
背景技術(shù)：
：期望開發(fā)允許有效率地存儲(chǔ)和回收能量的工藝和設(shè)備。能量存儲(chǔ)和回收中的改善在許多不同的領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用，諸如在汽車中的系統(tǒng)中，或?qū)τ砷g歇源(像風(fēng)力渦輪或太陽面板)產(chǎn)生的能量的緩沖，使得在需要時(shí)(當(dāng)在該需要中反映的價(jià)格最高時(shí))，能量可以被聚集、存儲(chǔ)并且然后被釋放。許多不同類型的電能存儲(chǔ)系統(tǒng)已經(jīng)是眾所周知的。這些系統(tǒng)中最常見的是可再充電的電池，包括像汽車中的鉛酸電池的簡單常見的例子，并且擴(kuò)展到基于鋰離子和其它單體中的較新的創(chuàng)新?？稍俪潆姷碾姵貑误w是被最廣泛使用的常見能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)之一。在其它規(guī)模和時(shí)間框架中，飛輪可以被用來保持發(fā)電機(jī)或/軸的旋轉(zhuǎn)速度恒定，當(dāng)與水電站壩結(jié)合使用時(shí)可以將水向上泵送以提供大規(guī)模能量存儲(chǔ)和回收系統(tǒng)，并且壓縮空氣能量存儲(chǔ)(CAES)的至少兩種情況存在，其中風(fēng)電場(chǎng)(或其它間歇源)被用來發(fā)電，而電被來用來對(duì)將壓縮空氣泵送到地下洞室的壓縮器提供動(dòng)力，在這些地下洞室中，壓縮空氣內(nèi)的勢(shì)能保持被存儲(chǔ)。存儲(chǔ)的能量然后可以被用來向氣體膨脹式渦輪(比如通用電氣LM2500)提供絕大部分驅(qū)動(dòng)，但是因?yàn)閷怏w從IOOOpsi膨脹至15psi(I個(gè)大氣壓)的熱力學(xué)過程和現(xiàn)象，在膨脹的氣體內(nèi)發(fā)生大的溫度損失，并且為了維持系統(tǒng)的運(yùn)行，必須在燃?xì)鉁u輪中燃燒天然氣以提供足夠的熱量以允許“合理的”運(yùn)行溫度。已知的CAES系統(tǒng)存在已知的問題，并且這些問題與兩個(gè)特定領(lǐng)域相關(guān)。第一，已知的系統(tǒng)不是真正“可再生的”，因?yàn)樗鼈円蕾囉谔烊粴?或一些其它燃料)的燃燒以提供熱量來使系統(tǒng)的熱力學(xué)過程平衡。第二，這些系統(tǒng)是相對(duì)低效率的，并且具有在30%和40%之間的總效率(其中效率被定義為輸出的能量除以輸入的能量)。洛夫等人(Ruferetal.)在WO2008-139267中已經(jīng)識(shí)別了通過使用活塞壓縮和氣體膨脹，并且具體地通過使用液體活塞來實(shí)現(xiàn)該壓縮/膨脹的可能的極限基本效率。洛夫等人(Ruferetal.)講授使用循環(huán)運(yùn)動(dòng)裝置來將液壓電動(dòng)泵流體與存儲(chǔ)容器的工作流體分開，以及關(guān)于能量密度，以及利用這樣的設(shè)備可獲得的效率。洛夫等人(Ruferetal.)進(jìn)一步講授，在該設(shè)備的“液體活塞”部分內(nèi)的熱交換將改進(jìn)可能的能量密度。如果有人選擇引起氣體壓縮膨脹的物理系統(tǒng)的兩個(gè)邊界條件中的任一個(gè)-絕熱或等溫，則結(jié)果就是該過程本身(在真實(shí)世界的設(shè)備中不可實(shí)現(xiàn))可能是100%有效率的。然而，洛夫等人(Ruferetal.)講授，準(zhǔn)等溫的過程將實(shí)現(xiàn)更好的每單位體積壓縮氣體能量存儲(chǔ)密度。在薩拉為李莫副艾特-噶思(SylvainLEM0F0UET-GATSI)的標(biāo)題為“基于壓縮空氣和超級(jí)電容器的混合電存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究與優(yōu)化(Investigationandoptimisationofhybridelectricitystoragesystemsbasedoncompressedairandsupercapacitors)，，(論文N3628(2006)，瑞士洛桑市聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFLLausanne-Switzerland))的博士論文中提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。范德文和李(VandeVenandLi)(應(yīng)用能源86,10(AppliedEnergy86,10))講授，利用液體活塞壓縮器可獲得高效率(大于83%)。肯威等人(Kenwayatel.)在PCT申請(qǐng)公開WO2009-076757中講授，通過將氣體壓縮率限制為近似3.2:I可以更佳地操控?zé)崃W(xué)過程。所公開的設(shè)備利用常見的商品化組件來實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓氣動(dòng)壓縮的實(shí)施。艾德勒(Adler)和塞爾伯特(Siebert)在PCT申請(qǐng)公開W02006-034748中進(jìn)一步講授用于壓縮氣態(tài)媒質(zhì)，具體地地氫氣的裝置的實(shí)際可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。講授的是，通過使用合適的液體(離子液體)，由于能夠開發(fā)液體活塞的全部優(yōu)勢(shì)而無需擔(dān)心(一個(gè)或多個(gè))驅(qū)動(dòng)泵/(一個(gè)或多個(gè))電動(dòng)機(jī)的氣穴現(xiàn)象，所以可以實(shí)現(xiàn)非常高的壓縮(和壓縮率)。氣穴(或漏氣)是由曳出氣體形成的并且通常圍繞液壓流體中的小雜質(zhì)聚集的高度破壞性泡沫外觀。如果氣體的膨脹是例如1000倍，則以10微米的尺度被曳出的泡沫膨脹到10mm，并且形成小爆炸的破壞力。艾德勒(Adler)和塞爾伯特(Siebert)和范德文和李(VandeVenandLi)進(jìn)一步講授，液體活塞易于適應(yīng)在壓縮室(或汽缸)中的熱交換器，使得與常規(guī)壓縮器或膨脹器相比，維持準(zhǔn)等溫條件更容易實(shí)現(xiàn)。下列參考文獻(xiàn)對(duì)理解當(dāng)前技術(shù)水平也是有用的:美國專利N0.3，947，736(拜耶絲等人(Byersetal.));美國專利N0.4，286，203(額瑞特(Ehret));美國專利N0.3，971，972(斯煶雛(Stitch));美國專利N0.4，128,793(斯煶雛(Stitch));美國專利N0.4，618，810(哈格曼等人(Hagermanetal.));美國專利N0.4，364，073(貝克等人(Beckeetal.));波斯，拜墨K(Bose,BimalK.)(1980).可調(diào)速度AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(AdjustableSpeedACDriveSystems).紐約:IEEE出版社ISBN0-87942-146-0;海茵雷茵，R(Heinlein，R).(1982).星期五.紐約，侯特里因哈特(HoltReinhart)和維斯頓-舍普斯通(Winston-Shipstone)。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種用于存儲(chǔ)和釋放能量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)；液壓泵，該液壓泵用于響應(yīng)于由發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)施加的力而在第一泵端口和第二泵端口之間泵送液壓流體，并且該液壓泵還能夠響應(yīng)于液壓流體被導(dǎo)致在第一泵端口和第二端口之間流動(dòng)而向發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)施加力；第一壓縮/膨脹容器，該第一壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由第一泵端口與液壓泵交換液壓流體；第二壓縮/膨脹容器，該第二壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由第二泵端口與液壓泵交換液壓流體；氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)，該氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于選擇性地存儲(chǔ)來自第一和第二氣體壓縮/膨脹容器的氣體，或?qū)怏w釋放到第一和第二氣體壓縮/膨脹容器；內(nèi)部熱交換器，該內(nèi)部熱交換器在該第一和第二壓縮/膨脹容器中的每一個(gè)壓縮/膨脹容器內(nèi)，用于在壓縮/膨脹容器中的液壓流體和氣體之間交換熱量，相對(duì)于在第一和第二壓縮/膨脹容器內(nèi)的氣體的質(zhì)量，每個(gè)內(nèi)部熱交換器均具有非常大的熱質(zhì)量；控制子系統(tǒng)，該控制子系統(tǒng)用于至少控制與氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)相連的多個(gè)氣閥，以在存儲(chǔ)和釋放之間切換，其中，在存儲(chǔ)期間，響應(yīng)于液壓流體被液壓泵在第一泵端口和第二泵端口之間泵送，使氣體在氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)中被壓縮從而存儲(chǔ)能量，并且其中，在釋放期間，響應(yīng)于來自氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)的壓縮氣體的釋放的壓力，液壓流體被迫使在第一泵端口和第二泵端口之間流動(dòng)從而釋放能量。在此處公開了其它方面和實(shí)施例?，F(xiàn)在將參照附圖更加充分地描述實(shí)施例，其中:圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于使用壓縮氣體來存儲(chǔ)和回收能量的系統(tǒng)的示意圖；圖2是帶有圖1的系統(tǒng)的各個(gè)部件的控制子系統(tǒng)的連接的示意圖；圖3A和3B是用于圖1的系統(tǒng)的無內(nèi)部熱交換器的壓縮/膨脹容器以及其內(nèi)相應(yīng)的不同的液壓流體水平的視圖；圖3C和3D是用于圖1的系統(tǒng)的帶有內(nèi)部熱交換器的壓縮/膨脹容器以及相應(yīng)的不同的液壓流體水平的視圖；圖4是示出在用于存儲(chǔ)能量的氣體壓縮期間圖1的系統(tǒng)的部件的示意圖，在該示意圖中，一個(gè)壓縮/膨脹容器在其中具有最大量的液壓流體，并且另一個(gè)壓縮/膨脹容器在其中具有最小量的液壓流體。圖5是示出在用于存儲(chǔ)能量的氣體壓縮期間圖1的系統(tǒng)的部件的示意圖，在該示意中，壓縮/膨脹容器在其中具有比最小量大且比最大量小的液壓流體；圖6是示出在用于釋放能量的氣體膨脹期間圖1的系統(tǒng)部件的示意圖，在該示意圖中，壓縮/膨脹容器在其中具有比最小量大且比最大量小的液壓流體；圖7是氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)的替代實(shí)施例的示意圖；圖8是的用于使用壓縮氣體來存儲(chǔ)和回收能量的系統(tǒng)的替代實(shí)施例；圖9是不出發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的功率輸出/輸入隨時(shí)間變化的圖表；圖10是示出發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的功率輸出/輸入和旋轉(zhuǎn)角速度隨時(shí)間變化的圖表；圖11是示出發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)器電流隨角速度隨時(shí)間的變化而變化的用于平穩(wěn)化功率輸出/輸入變化的圖表；圖12是示出作為如圖11中示出的激勵(lì)器電流的變化的結(jié)果的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的功率輸出/輸入隨時(shí)間的合成變化的圖表；圖13示出液壓泵容積和流動(dòng)方向隨時(shí)間的變化；圖14是用于調(diào)節(jié)在能量的存儲(chǔ)(回收)期間被施加到發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(經(jīng)由其釋放的)的二相功率的電路的不意性電路圖；圖15示出作為經(jīng)過濾的脈沖寬度調(diào)制的結(jié)果的輸出電壓波形；圖16示出與用于兩種液體緩沖構(gòu)造的隔離汽缸配合的壓縮/膨脹容器；圖17示出用于兩種液體緩沖構(gòu)造的在其中具有兩層液體的壓縮/膨脹容器；圖18示出用于帶有實(shí)心活塞的兩種液體緩沖構(gòu)造的替代實(shí)施例的兩個(gè)壓縮/膨脹容器；圖19是不可間斷電源的示意圖；圖20是用于圖19的不可間斷電源的整流階段的示意圖；圖21是用于圖19的不可間斷電源的替代整流階段的示意圖；圖22是圖19的不可間斷電源的電壓整流、平穩(wěn)化和反相階段的示意圖；圖23是圖19的不可間斷電源的輸出級(jí)的示意圖；圖24是圖23的輸出級(jí)的絕緣門雙極晶體管組中的一個(gè)的示意圖；圖25是示出根據(jù)實(shí)施例的多個(gè)次級(jí)功率源連同初級(jí)功率源到功率總線的互連的示意圖；圖26是示出根據(jù)實(shí)施例的多個(gè)次級(jí)三相功率源連同初級(jí)三相功率源到功率總線的互連的示意圖；圖27是示出多個(gè)三相負(fù)載到功率總線的互連的示意圖；圖28是示出電壓切換機(jī)構(gòu)的示意圖；圖29是示出電壓隨初級(jí)和次級(jí)功率源變化的圖表；并且圖30是示出多個(gè)功率源的中心控制以及它們功率傳送到多個(gè)負(fù)載的示意圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于存儲(chǔ)和回收(即釋放)能量的系統(tǒng)被示出，并且大體上由附圖標(biāo)記5識(shí)別。系統(tǒng)5由控制子系統(tǒng)7控制，該控制子系統(tǒng)7在該實(shí)施例中是可編程邏輯控制器(PLC)，但是可替代地可以由諸如具有適當(dāng)?shù)慕涌谟布膫€(gè)人計(jì)算機(jī)等的另一種裝置來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)5還包括發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)，在該實(shí)施例中，該發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)包括單個(gè)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10,該單個(gè)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10利用聯(lián)軸器機(jī)械地聯(lián)接到液壓泵12，以便對(duì)液壓泵12施加旋轉(zhuǎn)力，由此在能量存儲(chǔ)期間在液壓泵12的第一端口14和第二端口16之間泵送液壓流體13。此外，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10和液壓泵12機(jī)械聯(lián)接，使得液壓泵12能夠在能量釋放期間響應(yīng)于液壓流體13被在第一和第二端口14、16之間泵送，而向發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10施加旋轉(zhuǎn)力，如將被描述的那樣。在該實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10是帶有勵(lì)磁繞組的三相AC(交流)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，該三相AC發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)在能量的存儲(chǔ)期間在施加電功率時(shí)用作用于液壓泵12的原動(dòng)機(jī)，并且在能量釋放期間在被液壓泵12旋轉(zhuǎn)時(shí)用作發(fā)電機(jī)。在該實(shí)施例中，液壓泵12具有可變排量和偏心構(gòu)造，并且因此具有這樣的軸，SP，無論液壓流體13從第一端口14流向第二端口16或從第二端口16流向第一端口14,該軸在僅一個(gè)方向(例如，順時(shí)針方向)上旋轉(zhuǎn)。即，不管液壓流體13的流動(dòng)方向如何，在整個(gè)存儲(chǔ)和釋放過程期間，液壓泵12在單個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。液壓泵12包括過濾器、閥以及用于其操作的充氣壓力電路系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，在液壓泵12中的閥(為了確保圖1易于理解而未示出)均經(jīng)由控制子系統(tǒng)7提供的信號(hào)電控。飛輪18機(jī)械地聯(lián)接到聯(lián)軸器，以在流體流經(jīng)液壓泵12、壓力改變、在液壓流體13的端口14和端口16之間的流動(dòng)方向改變和模式改變(即，從能量存儲(chǔ)到能量釋放，反之亦然，如將被描述的)期間維持旋轉(zhuǎn)。飛輪18提供另外的角動(dòng)量，在短時(shí)間內(nèi)該另外的角動(dòng)量可以被發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)通過轉(zhuǎn)速損失而轉(zhuǎn)換成電能，所述短時(shí)間在該實(shí)施例中是在約I秒和10秒之間。功率調(diào)節(jié)模塊19聯(lián)接在發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10和主電源(未示出)之間，用以控制發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10、并且使來自發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10的功率適應(yīng)于將該功率供應(yīng)到主電源。在該實(shí)施例中，功率調(diào)節(jié)模塊19是在整流二極管和剛性DC電容器前面的逆變器。在電源和發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)方面之間的在相反方向上的功率調(diào)節(jié)當(dāng)然是類似的反方向電路-變頻器。液壓泵12經(jīng)由流體管道40與第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積流體連通，該流體管道40從第一端口14開始延續(xù)，通過第一壓縮/膨脹容器20的外壁，并且在第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積的底部附近終止。液壓流體13被允許經(jīng)由流體管道40在液壓泵12和第一壓縮膨脹容器20的內(nèi)部容積之間流動(dòng)。液壓泵12還經(jīng)由流體管道50與第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積流體連通，該流體管道50從第二端口14開始延續(xù)，通過第二壓縮/膨脹容器30的外壁，并且在第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積的底部附近終止。液壓流體13被允許經(jīng)由流體管道50在液壓泵12和第二壓縮膨脹容器30的內(nèi)部容積之間流動(dòng)。流體管道40和50由能夠承受被施加到系統(tǒng)5中的液壓流體13的壓力的任一種或多種材料構(gòu)成，諸如鋼。在該實(shí)施例中，液壓流體13是KRYTOX，KRYTOX是不易燃且不起化學(xué)反應(yīng)的液體，其適于用于壓縮包括氧氣的氣體諸如空氣。可以采用其它合適的液壓流體。第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積也經(jīng)由氣體管道60與氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100流體連通，該氣體管道60通過第一壓縮/膨脹容器20的外壁從第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積的頂部附近延續(xù)到氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100。第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積也經(jīng)由氣體管道70與氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100流體連通，該氣體管道70通過第二壓縮/膨脹容器30的外壁從第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積的頂部附近延續(xù)到氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100。氣體管道60和70由能夠承受被施加到系統(tǒng)5中的氣體的壓力的任一種或多種材料構(gòu)成，諸如鋼。至少一個(gè)液位傳感器24被設(shè)置在第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積內(nèi)，并且產(chǎn)生指示液壓流體13在第一壓縮/膨脹容器20內(nèi)的水平的液位信號(hào)。類似地，至少一個(gè)液位傳感器34被設(shè)置在第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積內(nèi)，并且產(chǎn)生指示液壓流體13在第二壓縮/膨脹容器30內(nèi)的水平的信號(hào)?？刂谱酉到y(tǒng)7接收來自液位傳感器24、34的液位信號(hào)以相應(yīng)地控制系統(tǒng)5。通常，控制子系統(tǒng)7確保液壓流體13不進(jìn)入氣體管道60、70。液位傳感器24、34產(chǎn)生能夠被控制子系統(tǒng)7接收的相應(yīng)的信號(hào)，所述控制子系統(tǒng)7在第一和第二膨脹/壓縮容器20、30外側(cè)。應(yīng)理解，可以通過有線的方式或通過有線和無線的方式將該信號(hào)提供給控制子系統(tǒng)7。還在第一壓縮/膨脹容器20的內(nèi)部容積內(nèi)設(shè)置有第一內(nèi)部熱交換器22，并且還在第二壓縮/膨脹容器30的內(nèi)部容積內(nèi)設(shè)置第二內(nèi)部熱交換器32。內(nèi)部熱交換器22、32中的每一個(gè)內(nèi)部熱交換器的功能在于，在壓縮/膨脹容器20、30內(nèi)的任何液壓流體13與在相應(yīng)的壓縮/膨脹容器20、30內(nèi)被壓縮/膨脹的任何氣體之間交換熱能。熱交換器在壓縮/膨脹模塊的容積內(nèi)的各處存在并且是具有高熱質(zhì)量(物理密度近似lgm/cc)且多孔的(移走小于可用容積的25%)。因?yàn)閮?nèi)部熱交換器相對(duì)于氣體具有高熱質(zhì)量，并且在各處存在，所以氣體難以改變溫度很多，并且該過程保持準(zhǔn)等溫。隨著液體活塞的液體進(jìn)出該多孔且巨大的內(nèi)部熱交換器，液體捕獲被收集在熱交換器內(nèi)的熱能，因此熱能被轉(zhuǎn)移至液體液壓流體。與流體管道40相聯(lián)的第一外部熱交換器42的功能在于，在流體管道40內(nèi)的液壓流體13和環(huán)境大氣之間交換熱能。類似地，與流體管道42相聯(lián)的第二外部熱交換器52的功能在于，在流體管道42內(nèi)的液壓流體13和環(huán)境大氣之間交換熱能。第一內(nèi)部熱交換器22、第二內(nèi)部熱交換器32、第一外部熱交換器42以及第二外部熱交換器52通常配合以在第一和第二壓縮/膨脹容器20、30外側(cè)的環(huán)境大氣與在第一和第二壓縮/膨脹容器20、30內(nèi)的氣體之間提供熱交換。該熱交換對(duì)于通過使準(zhǔn)等溫狀況能夠與系統(tǒng)5共存來維持系統(tǒng)功效和效率是重要的。結(jié)果，承受壓縮膨脹的氣體并且甚至液壓流體13大體被維持在基本恒定的溫度。美國專利申請(qǐng)2007/0258828(艾德勒等人(Adleretal.))公開的是，利用液體活塞壓縮器，可以將熱交換器安裝在液體活塞氣體壓縮器的壓縮室內(nèi)。該專利申請(qǐng)還提及的是，通過用球或板局部地填充容積，被動(dòng)熱交換是有可能的。PCT申請(qǐng)2010/135658A2(阿伯恩(Aborn)和尹格朔(Ingersoll))公開的是，能夠在設(shè)備內(nèi)使用薄杯狀結(jié)構(gòu)來捕捉氣體氣泡，并且由此改進(jìn)熱交換。美國專利N0.7，802,426(勃林格(Bollinger))公開的是，可以通過使氣體的流在外部循環(huán)通過外部熱交換器來實(shí)現(xiàn)所述氣體的高效近等溫壓縮。該專利講授的是，如果適當(dāng)?shù)剡x擇壓縮和熱交換流的速率，并且壓縮速率足夠慢，則可以實(shí)現(xiàn)近等溫結(jié)果。PCT申請(qǐng)公開WO2008/139267(雷默福爾特等人(Lemofouetetal))公開的是，當(dāng)液體填充壓縮室時(shí)，可以通過將液體變成液滴淋浴來實(shí)現(xiàn)在壓縮室內(nèi)的熱交換。PCT申請(qǐng)公開WO2009/034421(雷默福爾特等人(Lemofouetetal.))講授的是，如果熱交換器被實(shí)施為許多小管的結(jié)構(gòu)(類似常規(guī)熱交換器的物體)，且一個(gè)獨(dú)立流用于液體活塞氣體的壓縮，并且另一個(gè)獨(dú)立流僅用于使熱交換流體流動(dòng)經(jīng)過密封的壓縮或膨脹過程，則該熱交換器在壓縮和膨脹中可以更加有效。在此處公開的本發(fā)明的該實(shí)施例中，內(nèi)部熱交換器22和32彼此完全相同，并且由泡沫金屬制成。優(yōu)選的是，內(nèi)部熱交換器22、32均遍及其對(duì)應(yīng)的容器20、30的大致整個(gè)內(nèi)部容積分布，使得大致遍及整個(gè)內(nèi)部容積的分子在附近(優(yōu)選地，約I毫米或更小)就可以進(jìn)行熱交換。因此，提供了用于熱傳遞的大的可用熱質(zhì)量。以這種方式，系統(tǒng)5的準(zhǔn)等溫操作能夠被最佳地維持。優(yōu)選地，對(duì)于泡沫金屬內(nèi)部熱交換器22、32，基本上在泡沫金屬中的所有的孔均具有小于約5立方毫米的尺寸。然而，可以提供替代結(jié)構(gòu)，該替代結(jié)構(gòu)在氣體和液壓流體13(或在如將被描述的兩液體系統(tǒng)中的其它液體活塞材料)之間傳遞熱方面不是那么有效率，并且因此該替代結(jié)構(gòu)提供不太快的熱傳遞。因?yàn)樵趯?shí)際系統(tǒng)中，使氣體壓縮或膨脹所需的時(shí)間與利用該系統(tǒng)可獲得的功率級(jí)成反比，并且類似地與壓縮器的“值”成反比，所以應(yīng)該注意內(nèi)部熱交換器22和32的構(gòu)造，在不注意的情況下其將具有較低的自由出氣量(FAD)或有效功率級(jí)?？商娲兀瑑?nèi)部熱交換器22、32可以被定位成僅靠近其對(duì)應(yīng)的壓縮/膨脹容器20、30的內(nèi)部容積的頂部，在壓縮/膨脹容器的內(nèi)部容積的頂部處，由于在被壓縮或膨脹的氣體中的溫度快速改變，所以分子有機(jī)會(huì)進(jìn)行熱交換對(duì)于提供系統(tǒng)5的準(zhǔn)等溫操作是最關(guān)鍵的。使用網(wǎng)或泡沫金屬，盡管熱交換器22、32在內(nèi)部容積內(nèi)普遍存在，但是被內(nèi)部熱交換器22、32填充的壓縮容積的百分比能夠被維持在壓縮容積的25%并且甚至下降到3%。雖然在以上關(guān)于內(nèi)部熱交換器22、32而描述的實(shí)施例中已經(jīng)提及了泡沫金屬或網(wǎng)，但是應(yīng)理解，替代方案是可能的。例如，可以類似地通過高孔隙度燒結(jié)金屬插頭、和/或通過緊緊纏繞的金屬線圈、和/或通過由導(dǎo)電材料的管或指形件形成的子系統(tǒng)來提供內(nèi)部熱交換。所選擇的諸如金屬的導(dǎo)電材料可以是銅和/或鋁。根據(jù)需要，其它材料可以被用于內(nèi)部熱交換器22、32。此外，內(nèi)部熱交換器22、32可以連接到流體管道40、50，或以某些方式與流體管道40、50—體化。圖3A和圖3B是沒有內(nèi)部熱交換器的壓縮/膨脹容器20或30，以及在壓縮/膨脹容器內(nèi)相應(yīng)的不同的液壓流體水平的圖。圖3C和圖3D是帶有內(nèi)部熱交換器的壓縮/膨脹容器20或30，以及相應(yīng)的液壓流體水平的圖，所述內(nèi)部熱交換器的形式為被定位在內(nèi)部容積內(nèi)的緊緊纏繞的螺旋銅網(wǎng)。在該實(shí)施例中，氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100包括高壓氣室110和低壓氣室120。取決于第一高壓室氣閥(FHPcV)112是被控制成打開或是被控制成關(guān)閉，來自第一壓縮/膨脹容器20的氣體管道60提供與高壓氣室110的流體連通，以交換氣體。類似地，取決于第二高壓室氣閥(SHPcV)114是被控制成打開或是被控制成關(guān)閉，來自第二壓縮/膨脹容器30的氣體管道70提供與高壓氣室110的流體連通，以交換氣體。另外，取決于第一低壓室氣閥(FLPcV)122是被控制成打開或是被控制成關(guān)閉，來自第一壓縮/膨脹容器20的氣體管道60提供與低壓氣室120的流體連通，以交換氣體。另外，取決于第二低壓室氣閥(FLPcV)124是被控制成打開或是被控制成關(guān)閉，來自第二壓縮/膨脹容器30的氣體管道70提供與低壓氣室120的流體連通，以交換氣體。FHPcV112,SHPcV114,FLPcV122以及SLPcV124的打開/關(guān)閉狀態(tài)的電控制，以及因此氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)100中的氣體的存儲(chǔ)和釋放的控制是由控制子系統(tǒng)7提供的，如將在此處描述。高壓和低壓氣室110、120中的每一個(gè)氣室均設(shè)有氣壓傳感器(為了確保圖1方便閱讀而未示出)，所述氣壓傳感器用于測(cè)量在每個(gè)壓縮/膨脹容器20、30內(nèi)的氣壓，并且所述氣壓傳感器與控制子系統(tǒng)7連通，以提供關(guān)于在這些部件內(nèi)的氣體的壓力數(shù)據(jù)。該壓力數(shù)據(jù)被控制子系統(tǒng)7接收并且在控制系統(tǒng)5的操作期間被使用。此外，設(shè)有用于測(cè)量系統(tǒng)5中的液壓流體壓力的一個(gè)或更多個(gè)液壓液體壓力傳感器(為了確保圖1方便閱讀而未示出)，并且所述一個(gè)或更多個(gè)液壓液體壓力傳感器與控制子系統(tǒng)7連通，以提供關(guān)于系統(tǒng)5中的液壓流體的壓力數(shù)據(jù)。圖2是控制子系統(tǒng)7的連接的示意圖，所述控制子系統(tǒng)7與系統(tǒng)5的各個(gè)部件連通以接收來自壓力傳感器、電子閥、液壓泵12等的控制信號(hào)和將控制信號(hào)發(fā)送到壓力傳感器、電子閥、液壓泵12等?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D4、圖5和圖6描述用于存儲(chǔ)和釋放能量的系統(tǒng)5的一般操作。圖5是當(dāng)處于初始狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)5的部件的示意圖。如圖所示，壓縮/膨脹容器20處于液壓流體13的最高水平，并且壓縮/膨脹容器30處于液壓流體13的最低水平。在該狀態(tài)中，控制子系統(tǒng)7已經(jīng)提供了信號(hào)使得FLPcV122被打開，F(xiàn)HPcV112被關(guān)閉，SLPcV124被關(guān)閉，并且SHPcV114被打開?？刂谱酉到y(tǒng)7提供信號(hào)，使得液壓泵12作為泵運(yùn)行，并且液壓流體13的流從第一端口14移動(dòng)到第二端口16。在該狀況中，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)液壓泵12，如在圖6中示出。由于發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10旋轉(zhuǎn)液壓泵12，液壓流體13被從第一端口14泵送到第二端口16，并且克服高壓儲(chǔ)氣室110和低壓儲(chǔ)氣室120之間的壓力差Λp。由此憑借儲(chǔ)氣室110、120之間的氣壓差將驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10的電能轉(zhuǎn)化且存儲(chǔ)為勢(shì)能。在該循環(huán)中的任何時(shí)刻，當(dāng)如相應(yīng)的液位傳感器所測(cè)量到，第一壓縮/膨脹容器20中的液體的水平低于最高水平，并且第二壓縮/膨脹容器30中的液體的水平高于最低水平時(shí)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)5的狀態(tài)從能量存儲(chǔ)改變到能量釋放。這可以通過使液壓泵12內(nèi)的液壓流體13的流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)并且允許液壓流體13對(duì)液壓泵12施加力以旋轉(zhuǎn)液壓泵12的軸并且驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10來實(shí)現(xiàn)，如圖5中所示。因?yàn)橐簤罕?2具有“偏心”構(gòu)造，將流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)不改變液壓泵12的軸的旋轉(zhuǎn)方向。因此，角動(dòng)量沒有受到明顯干擾。“偏心”泵執(zhí)行該逆轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)/過渡時(shí)間能夠是大約0.1秒，并且在該調(diào)節(jié)/過渡時(shí)間期間，飛輪18的角動(dòng)量將旋轉(zhuǎn)維持在幾乎恒定的角速度。為將狀態(tài)從能量存儲(chǔ)改變到能量釋放，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10現(xiàn)在作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并且由于由發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10產(chǎn)生的電被電力負(fù)載使用，所以發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10提供反向扭矩，該反向扭矩抵抗液壓泵12的旋轉(zhuǎn)并且吸收從液壓泵12產(chǎn)生的機(jī)械能(該液壓泵12此時(shí)充當(dāng)由氣壓差驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī))。應(yīng)理解，雖然如上所述系統(tǒng)5能夠在循環(huán)的中途(即，中途的意思是“非在結(jié)束時(shí)”)從存儲(chǔ)切換到釋放，但是不必在循環(huán)中途發(fā)生切換。當(dāng)從能量存儲(chǔ)切換到能量回收，或從回收切換到存儲(chǔ)，通常流體流動(dòng)方向?qū)⒈荒孓D(zhuǎn)(即，從從左到右，到從右到左，或反之亦然)，并且在與發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10從電動(dòng)機(jī)切換到發(fā)電機(jī)(或從發(fā)電機(jī)切換到電動(dòng)機(jī))相同的過渡時(shí)間期間，液壓泵12將從泵送切換到被驅(qū)動(dòng)(或從被驅(qū)動(dòng)到泵送)。如果存儲(chǔ)在液壓流體通過液壓泵12的左到右流動(dòng)期間持續(xù)進(jìn)行而不是如上所述為了回收而被中斷，則當(dāng)如在該實(shí)施例中使用液位傳感器所確定的，第一壓縮/膨脹容器20中的液壓流體13的水平到達(dá)最低水平，且對(duì)應(yīng)地第二壓縮/膨脹容器30中的液壓流體13的水平到達(dá)最高水平時(shí)，電流“沖程”將結(jié)束。在該沖程的結(jié)束時(shí)，存儲(chǔ)能夠在不同的過渡發(fā)生時(shí)繼續(xù)進(jìn)行。作為液位傳感器的備用，能夠使用壓力和溫度傳感器用于冗余。對(duì)于過渡，液壓泵12將由控制子系統(tǒng)7控制以逆轉(zhuǎn)液壓流體13通過液壓泵12的流動(dòng)方向。此外，如上所述，由于其過中心配置所以液壓泵12的軸將繼續(xù)在相同的方向上旋轉(zhuǎn)，并且在該流動(dòng)方向改變期間，飛輪18將使液壓泵12的軸的角動(dòng)量平穩(wěn)。然而，閥112、114、122、124的狀態(tài)將被小心地反轉(zhuǎn)。然而，在逆轉(zhuǎn)之前，氣閥112、114、122、124中打開的氣閥在過渡到隨后的動(dòng)力沖程時(shí)將被控制子系統(tǒng)7關(guān)閉。在所有這樣的先前打開的氣閥已經(jīng)被關(guān)閉的情況下，SLPcV124然后將被打開。由于此時(shí)在第二壓縮/膨脹容器30內(nèi)將不存在氣體(歸因于液壓流體13在該容器內(nèi)處于最高水平)，所以在那時(shí)將有少許或沒有氣體流動(dòng)，但是在液壓液體13和低壓儲(chǔ)氣室120中的氣體之間壓力將因而被允許平衡。在發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10向再接合但逆轉(zhuǎn)的液壓泵12提供功率時(shí)，該液壓泵將液壓流體13從第二壓縮/膨脹容器30移動(dòng)到第一壓縮/膨脹容器20，從而壓縮第一壓縮/膨脹容器20中的氣體。當(dāng)如由控制系統(tǒng)7響應(yīng)于來自如上所述的壓力傳感器的信號(hào)所確定的，第一壓縮/膨脹容器20中的氣壓大體上達(dá)到與高壓儲(chǔ)氣室110中的氣壓平衡時(shí)，F(xiàn)HPcVl12被打開。當(dāng)液壓液體13的水平在第二壓縮/膨脹容器30中再一次有效地處于其最小值，并且相應(yīng)地在第一壓縮/膨脹容器20中液壓液體13的水平有效地在滿位時(shí)，則循環(huán)再一次逆轉(zhuǎn)。在該逆轉(zhuǎn)到實(shí)現(xiàn)另一存儲(chǔ)沖程期間，再一次使得液壓泵12由控制子系統(tǒng)7選擇以改變液壓流體13的流動(dòng)方向，使得從泵端口14流動(dòng)到泵端口16改變成從泵端口16流動(dòng)到泵端口14。再一次，飛輪18維持發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10和液壓泵12的旋轉(zhuǎn)?？刂谱酉到y(tǒng)7還關(guān)閉FHPcV112,SHPcV114,FLPcV122以及SLPcV124中的每一個(gè)。此時(shí)，控制子系統(tǒng)7打開FLPcV122以使第一壓縮/膨脹容器20與低壓儲(chǔ)氣室120流體連通，并且液壓流體13開始從泵端口14流動(dòng)到泵端口16。當(dāng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)足夠的壓縮使得在第二壓縮/膨脹容器30與高壓儲(chǔ)氣室110之間壓力幾乎處于平衡時(shí)，SHPcV114被打開以使高壓儲(chǔ)氣室110與第二壓縮/膨脹容器30流體連通。如果回收循環(huán)在此時(shí)即將開始，則FHPcV112將被打開以使第一壓縮/膨脹容器20與高壓儲(chǔ)氣室110流體連通，并且SLPcV124將被打開以使第二壓縮/膨脹容器30與低壓儲(chǔ)氣室120流體連通。能夠?qū)δ芰康幕厥?壓縮氣體的膨脹和排放)采用各種策略，所述策略中的一個(gè)是將FHPcV112保持打開，直至液壓流體13在第一壓縮/膨脹容器20中的配比匹配低壓儲(chǔ)氣室120中的氣壓對(duì)高壓儲(chǔ)氣室110中的氣壓的比率為止。無論被選取用以循環(huán)高壓氣閥(或高和低壓閥)的確切時(shí)刻如何，在回收中的下一個(gè)“沖程”將在第一壓縮/膨脹容器20中的液位已經(jīng)到達(dá)其最小值，并且第二壓縮/膨脹容器30中的液體已經(jīng)到達(dá)其最大值時(shí)開始。在那時(shí)，所有的氣閥將被關(guān)閉。然而，下一個(gè)沖程將以命令液壓泵12逆轉(zhuǎn)流體流開始，使得下一個(gè)沖程將以流體從泵端口16流向泵端口14開始，且液壓泵12充當(dāng)電動(dòng)機(jī)，并且發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10充當(dāng)發(fā)電機(jī)。SLPcV124將被打開以由此能夠在低壓儲(chǔ)氣室120和第二壓縮/膨脹容器30之間實(shí)現(xiàn)流體連通。另外，SHPcV114將被打開，使得氣壓差將持續(xù)地驅(qū)動(dòng)流體，但是在該沖程中，驅(qū)動(dòng)將會(huì)是從泵端口16到泵端口14。將高壓儲(chǔ)氣室110連接到第二壓縮/膨脹容器30的閥的關(guān)閉時(shí)刻將對(duì)應(yīng)于液壓流體的水平的比例，所述液壓流體的水平的比例與氣壓的比例匹配，如類似于上述。圖7是一個(gè)替代實(shí)施例的示意圖，在該替代實(shí)施例中，在氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)和壓縮/膨脹容器之間的閥事實(shí)上能夠是“兩個(gè)”，使得閥的打開和關(guān)閉的鎖步時(shí)刻不是那么緊要的。在該替代實(shí)施例中，單向提升閥將僅允許氣體在壓縮容器中的壓力等于或稍微超過高壓氣室中的壓力時(shí)在壓縮下從容器逃逸。事實(shí)上，如果電控閥被設(shè)計(jì)成是單向的，則氣體閥的“兩個(gè)”是必要的。如果閥是“兩個(gè)”的，則在能量的存儲(chǔ)和回收之間的逆轉(zhuǎn)還需要逆轉(zhuǎn)該一對(duì)閥中的被電子選擇的閥。如果液壓液體是離子液體(或類似地不吸收氣體使得氣穴現(xiàn)象不能發(fā)生的液壓液體)，或如果低壓儲(chǔ)氣室和高壓儲(chǔ)氣室之間的壓力差被維持在較小的比率諸如3或5，則可以成功地應(yīng)用以上存儲(chǔ)/回收過程。考慮到腔室的尺寸，限制壓力比率的一個(gè)問題是，能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度被限制為有可能實(shí)現(xiàn)的能量密度的小百分比。使用離子液體的一個(gè)問題是離子液體十分昂貴，大約比礦油貴約500倍。為了解決昂貴的離子液體的問題，可以采用不那么昂貴的液體諸如KRYTOX作為大部分液體，該KRYTOX是一種被配制成與氧氣不反應(yīng)的具有2.1的密度的氟化真空泵油，但是還在該KRYTOX之上懸浮真正的(具有更高的密度諸如1.4的)離子液體的小防護(hù)層以保護(hù)氣體/液體界面。然而，將必須控制液位使得離子液體保持完全處于壓縮/膨脹容器20,30內(nèi)并且不被排入到液壓泵12中。因此，沖程會(huì)被控制成更短。如果選擇了礦油，則壓力狀態(tài)將需要被限制為小比率比如3或5，并且然后需要謹(jǐn)慎地挑選壓縮/膨脹容器20、30中的氣體以確保不產(chǎn)生易起反應(yīng)的或易爆的混合物。例如，可以選擇氮。另一方面，如果使用離子液體(像EMMTFSI)或帶有離子蓋層的KRYT0X，則在壓縮膨脹容器20、30內(nèi)的氣體能夠是空氣。如果在壓縮膨脹容器20、30中使用了空氣并且運(yùn)行壓力或最大壓力被挑選成使得高壓儲(chǔ)氣室110承受5000psi或更大，則可以使用“單個(gè)”儲(chǔ)集系統(tǒng)，所述“單個(gè)”儲(chǔ)集系統(tǒng)帶有兩個(gè)硬件輔助件:螺桿式壓縮器或其它機(jī)械壓縮器，用以在利用液體活塞的最終低比率壓縮之前“預(yù)充氣”或填充低壓儲(chǔ)氣室；以及空氣發(fā)動(dòng)機(jī)，用以將過多的膨脹空氣排放回大氣壓。例如，低壓儲(chǔ)氣室將被維持作為在300psi和IOOOpsi之間的壓力下的工作儲(chǔ)集器。該將允許正確地設(shè)定常規(guī)(但效率低的)壓縮器的尺寸以收集被用于最終的低比率但高能壓縮的大量低壓(小于IOOOpsi)空氣。在圖8中示出具有該構(gòu)造的替代實(shí)施例。采用該構(gòu)造，80%的能量存儲(chǔ)/回收動(dòng)作會(huì)是在將緩沖(低壓)存儲(chǔ)器中的空氣壓縮到其5000psi的最終壓力中發(fā)生。由于在使用上述準(zhǔn)等溫液體活塞壓縮器的情況下效率是高的，該過程的效率能夠被預(yù)期超過80%。到緩沖存儲(chǔ)器中的常規(guī)壓縮，或通過空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹的預(yù)期效率預(yù)期將在30%的范圍中(比得上常規(guī)壓縮空氣能量存儲(chǔ)，或CAES)，但是高損耗被限于在I個(gè)大氣壓和60個(gè)大氣壓之間的“低壓”壓縮膨脹中可用的能量的20%，使得總損耗被限于30%(約70%的總效率)。在該30%損耗中，14%來自于該過程的低壓部分(20%的70%)，并且剩余的16%(代表80%的20%)來自高壓循環(huán)。這仍舊允許非常高的總體能量存儲(chǔ)/回收效率，且僅需要一個(gè)大存儲(chǔ)器作為能量存儲(chǔ)的場(chǎng)所。這樣的單個(gè)大儲(chǔ)集器可以方便地被實(shí)現(xiàn)為鋼管的組件，或優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)。在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，該存儲(chǔ)器甚至可以更有效地作為有足夠大的容量來存儲(chǔ)大量的增壓氣體形式的勢(shì)能的地質(zhì)儲(chǔ)集器(鹽丘，或甚至枯竭的油井)。地質(zhì)儲(chǔ)集器提供存儲(chǔ)100級(jí)兆瓦時(shí)并且因此緩沖重大的風(fēng)或太陽能裝置的可能性。碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)或鋼管目前是不太經(jīng)濟(jì)的，但是對(duì)于在偏遠(yuǎn)位置或在便攜式車輛中提供能量存儲(chǔ)可以證明是有效的。使用液體活塞來壓縮氣體是目前技術(shù)發(fā)展中非?；钴S的領(lǐng)域。在此處公開了一種用于隔離或限制氣體被液壓流體吸收或?qū)崿F(xiàn)在液壓液體和特定設(shè)備內(nèi)的氣體的可溶性降低的方法。美國專利申請(qǐng)公開N0.2007/0258828Al(艾德勒等人(Adleretal.))公開了避免氣體在液體活塞壓縮器內(nèi)被吸收的重要性，和由使用不吸收氣體的液體構(gòu)成的解決方案。所提出的具體液體是離子液體。然而，可用的具有小于1θΛιο1/1bar的氣體溶解度的離子液體諸如包括[EMIN/1][TFSI]或[BMM][TFSI]TFSI(三氟甲烷磺酰亞胺)基離子液體是非常昂貴的。美國專利N0.5，021，125(飛利浦等人(Phillipetal.))討論了與非常大的無活塞蓄能器相關(guān)聯(lián)的處理液壓液體中的氣體吸收的方法，該方法可以通過借助于通過長的豎直管的層流來允許富含氣體的液體的重量分離而在紙漿廠中使用。這需要非常大的物理結(jié)構(gòu)，并且盡管巨大的成本，僅勉強(qiáng)有效。PCT申請(qǐng)N0.PCT/US2010/035795(阿伯恩等人(Abornetal.))提出了一種包括用像“帽子”的傘插入到壓縮柱結(jié)構(gòu)中來捕捉氣體氣泡的解決方案。所需的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，并且其功效未經(jīng)證明。美國專利申請(qǐng)序號(hào)N0.12/813，781以及PCT申請(qǐng)N0.PCT/CA2008/002178(均是肯威等人(Kenwayetal))公開了對(duì)兩種裝置的使用，第一種是隔離活塞梭(具有合適的換向閥)，其中固體金屬活塞將(在類似液壓增壓器的裝置中的)液體與氣體分開。第一種不直接涉及液體活塞壓縮器，但是涉及“無活塞”蓄能器。第二種是像壓縮器流體EXXC0LUB的低吸收液體的使用，或浮在液壓流體之上的“不受氣體影響的輕油”的浮層的使用。美國專利N0.7，802，426(勃林格(Bollinger))講授的是，雖然可以在壓縮器中使用液體“驅(qū)動(dòng)”活塞，但是應(yīng)借助于固體活塞來維持液體和氣體之間的分離。該方法排除了因使液體與氣體直接接觸而產(chǎn)生的許多熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的氣穴現(xiàn)象，所以試圖最小化液壓流體中的氣體吸收(或溶氣液體必須與高壓氣體隔離)。在標(biāo)題為“液壓系統(tǒng)中的穴蝕磨損(CavitationWearinHydraulicSystems)，，(http://www.machinerylubrication.com/Read7380/cavitation-wear-hydraulic)的公開中，E.C.Fitch講授到:“氣穴現(xiàn)象存在于在具有相當(dāng)大的局部壓力下降的液體中的連續(xù)性的中斷。液體內(nèi)泡沫的形成(氣穴)甚至在等于或接近在給定的溫度下的流體的飽和蒸汽的壓力的正壓力存在的情況下開始。...氣穴的反應(yīng)能夠被描述為:任何液體將包含充當(dāng)氣穴核的氣態(tài)氣泡或蒸汽氣泡。當(dāng)壓力減小到特定水平時(shí)，泡沫變成蒸汽或溶解氣體的存儲(chǔ)區(qū)。該狀況的直接結(jié)果是氣泡的尺寸迅速增加。...據(jù)信，大多數(shù)液體中體積穩(wěn)定性的減小與各種混合物諸如固體未潤濕顆粒和氣體-蒸汽氣泡，特別是在亞微觀層面上的氣體-蒸汽氣泡的容量有關(guān)，所述固體未潤濕顆粒和氣體-蒸汽氣泡充當(dāng)氣穴核。穴蝕磨損過程的關(guān)鍵方面是由在表面和暴露液體之間的高度相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的表面破壞和材料移位。作為該運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，流體的局部壓力減少。當(dāng)壓力(該壓力高于流體的蒸汽壓力)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)生內(nèi)爆且導(dǎo)致氣穴或蒸汽氣泡破裂。氣泡的這種破裂產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波對(duì)相鄰的金屬表面產(chǎn)生高沖擊力并且導(dǎo)致加工硬化、疲勞和氣穴坑。因此，氣穴是給予在流體中的蒸汽氣泡(或空穴)增長并且由于局部壓力波動(dòng)而破裂的反應(yīng)的名稱?！庇煽紤]了液壓液體的吸收氣體和蒸汽，對(duì)E.C.非徹(E.C.Fitch)公開的以上引用不強(qiáng)調(diào)溫度效應(yīng)。在蒸汽的情形中，由局部表面流而引起的在總體液壓液體中的壓力變化可以導(dǎo)致相變和“氣泡”的完全破裂。在吸收的氣體的情形中，該反應(yīng)可以顯著不同，且涉及在泡沫處的劇烈局部溫度變化，或甚至作為局部燃燒(如果氣泡含有空氣、氧化或活性氣體)的結(jié)果的泡沫的爆炸。由于一些液體活塞壓縮器/膨脹器設(shè)計(jì)依賴于液壓泵或電動(dòng)機(jī)或閥來控制和移動(dòng)液壓液體，所以最小化氣體的吸收和增加氣體與氣體能夠在其中溶解的液壓液體之間的隔離是重要的考慮因素。在此處考慮了液體活塞的實(shí)施例。兩液體緩沖過程的使用采用一種液體用于液體活塞并且采用第二種液體用于操作液壓泵12。由于例如用于壓縮反應(yīng)氣體的基于乙二醇/水/抑制劑的冷卻劑不容易凍結(jié)或沸騰，并且還是不易燃的并且因此不與空氣結(jié)合產(chǎn)生爆炸性混合物，所以第一種液體可以是基于乙二醇/水/抑制劑的冷卻劑。第二種液體可以是例如液壓油。所述兩種液體被(固體材料的)隔離器活塞分開，使得液體活塞液體決不經(jīng)過可能產(chǎn)生氣穴的部件。采用緩沖器的兩液體系統(tǒng)在圖16中示出。這樣的設(shè)備優(yōu)選地被構(gòu)造成使得較重的液體始終在較輕的液體的“下方”。因此，即使兩種液體經(jīng)過它們的密封件泄漏，它們的基本順序也得以維持。由于“壓縮液體”203用于熱交換，所以該“壓縮液體”203在其來自壓縮/膨脹室211的路徑上向下經(jīng)過在隔離缸204后面豎起的管205，并且通過外部高壓殼206和管式換熱器207。緩沖活塞室液體203與液體210相同，并且正是該液體經(jīng)過在壓縮/膨脹室內(nèi)側(cè)的內(nèi)部熱交換網(wǎng)。液體201是實(shí)際上流入流出液壓泵電動(dòng)機(jī)和閥的較輕(密度較小)的液壓油。液體201不與氣體接觸，并且由固體活塞202緩沖。無緩沖器的兩液體系統(tǒng)在圖17中示出。該系統(tǒng)采用的主要液體是稠密且不起反應(yīng)的液體，像杜邦(DuPont)KRYTOX真空泵液體、杜邦(Dupont)KRYTOXNRT系列油、或具有密度近似1.9gm/cc的鹵代烴油。緩沖液體是具極度低的氣體溶解度的液體，諸如例如具有近似1.5gm/cc的密度的離子液體GEMM][BTA]、[ΒΜΙΜ][BTA]、或[BMMM][BTA]。由于緩沖液體浮在主要液體上并且由于僅主要液體將會(huì)經(jīng)過泵(或從壓縮膨脹室出來)，所以緩沖蓋將保持浮動(dòng)。此外，由于離子液體具有低粘性，所以離子液體將容易地經(jīng)過在液體活塞壓縮/膨脹室內(nèi)的內(nèi)部熱交換結(jié)構(gòu)。由于無緩沖器的兩液體系統(tǒng)不具有不必要的緩沖缸，所以無緩沖器的兩液體系統(tǒng)顯著更簡單。如上所討論的，必須將液位控制成使得KRYTOX或鹵代烴油決不從壓縮/膨脹容器排出。這是因?yàn)?，此時(shí)，如果較輕的離子液體分布遍及在系統(tǒng)的常規(guī)液壓部件中的液壓閥、泵、和電動(dòng)機(jī)的空腔，則不清楚是否能夠恢復(fù)重量密度分離，所述重量密度分離維持浮動(dòng)隔離緩沖。在圖18中示出了采用固體活塞來將液壓泵的第一端口14和第二端口16隔離的系統(tǒng)。該實(shí)施例與圖16中所示的緩沖“兩液體”系統(tǒng)非常類似。然而，在圖18中所示的實(shí)施例中，兩個(gè)隔離活塞由單個(gè)結(jié)構(gòu)取代，該單個(gè)結(jié)構(gòu)接受常規(guī)液壓泵/電動(dòng)機(jī)(例如，軸向活塞可變移位偏心泵/電動(dòng)機(jī)比如LindeHPW280)的第一泵端口14和第二泵端口16并且將泵端口14、16連接到類似于液壓增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)的中心兩個(gè)環(huán)狀室內(nèi)。這樣的目的是雙重的:第一，將經(jīng)過電動(dòng)機(jī)泵的液壓液體與充當(dāng)液體活塞的液體隔離，并且第二，使任何“偏移壓力”或充氣壓力無效。許多液壓部件需要充氣壓力。如果液壓電動(dòng)機(jī)或泵需要充氣壓力，則在泵端口14、16處的壓力不能夠下降到低于該充氣壓力。由于在涉及液體活塞的壓縮/膨脹設(shè)備中的壓力可以下降到低于任意用于充氣的壓力水平(即300PSI)，像以上公開的隔離器的隔離器是有必要的。如果泵端口14、16均連接到增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)的中心兩個(gè)環(huán)狀室，并且包括增強(qiáng)器的端室的兩個(gè)柱形容積均連接到實(shí)際液體活塞壓縮/膨脹室，并且增強(qiáng)器中的端缸中的每一個(gè)的容積與壓縮/膨脹室中的每一個(gè)的容積近似相同，則所述兩種液體將被隔離(以最小化氣體的吸收)并且充氣壓力將被無效化，使得僅在泵端口14和16之間的差壓將驅(qū)動(dòng)壓縮/膨脹液體和壓縮/膨脹過程。在一個(gè)替代實(shí)施例中，一群平行的增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)可以并聯(lián)地連接且所述增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)具有的容積分別小于壓縮/膨脹室容積但是總計(jì)超過壓縮/膨脹室容積。如果例如使用了分別具有增強(qiáng)比為I的4個(gè)增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)，則每個(gè)增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)均可以被挑選為具有稍大于壓縮/膨脹室容積的四分之一(1/4)的容積。替代地，在由適當(dāng)?shù)墓艿肋B接的群內(nèi)，可以使固體活塞的運(yùn)動(dòng)方向交替，使得活塞的加速度在機(jī)械結(jié)構(gòu)和支撐件上產(chǎn)生減小的總力和力矩。替代地，真實(shí)增強(qiáng)率可以在增強(qiáng)器中合并使得更高壓力液壓裝置可以與較低壓氣體一起使用，或反之亦然(例如，5:1增強(qiáng)率用于5000PSI油比壓縮/膨脹1000PSI氣體)。對(duì)于能量可以被輸送至發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10或從發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10提取的上述系統(tǒng)，設(shè)有電功率調(diào)節(jié)電路系統(tǒng)。即，為了讓電功率在控制下被輸送至發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)io(sp，電動(dòng)原動(dòng)機(jī))，將含有變頻器(VFD)的元件的電路連接在電功率的源(電源或電網(wǎng))與發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)自身之間。應(yīng)理解，VFD通常是已知的。例如，在美國專利N0.3，947，736(拜耶絲等人(Byersetal.))中討論了交流(AC)波形的合成，在美國專利N0.4，286，203(額瑞特(Ehret))中討論了通過使用這些合成的驅(qū)動(dòng)波形來控制AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的滑差，在美國專利N0.3,971,972(斯煶雛(Stitch))中討論了使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)來切換到電動(dòng)機(jī)的電流和電壓的基本單位，在美國專利N0.4，128，793(斯煶雛(Stitch))中討論了將硅控整流器(SCR)或晶閘管用作更加有效的切換元件，并且在美國專利N0.4，618，810(哈格曼等人(Hagermanetal.))中討論了考慮通過PWM使用所有三個(gè)相(在直接構(gòu)造和反向構(gòu)造中)來提供用于向完全合成的可控的電壓和電流的源。此外，貝克等人(Beckeetal.)的美國專利N0.4，364，037討論簡化了切換功率所需的裝置的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。Bose等人進(jìn)一步討論了在電機(jī)的平穩(wěn)控制中使用這些裝置所需的原理。雖然原動(dòng)機(jī)不是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，但是環(huán)閉控制仍舊是重要的，其中所述原動(dòng)機(jī)是該公開實(shí)施例的一部分。運(yùn)行作為同步電動(dòng)機(jī)的同步發(fā)電機(jī)的控制需要對(duì)操控VFD的常規(guī)使用的策略進(jìn)行修改，所述VFD通常被采用來控制AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)被用作同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，采用對(duì)諧波的嚴(yán)格過濾和反饋控制來“起動(dòng)”發(fā)電機(jī)，所述反饋控制識(shí)別同步電動(dòng)機(jī)所需的慢加速度。激勵(lì)電流通常必須被施加為具有在40Hz和240Hz之間的頻率的AC波形，以便在發(fā)電機(jī)從零的角速度起動(dòng)時(shí)使用激勵(lì)器繞組作為“變壓器”。在該零每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的狀態(tài)下，仍舊可以通過使用激勵(lì)器定子繞組作為變壓器的初級(jí)繞組并且使用激勵(lì)器轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的次級(jí)繞組而在轉(zhuǎn)子中引起顯著的磁場(chǎng)，其接收變形的電流并且在該電流流入到被用作電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)的主轉(zhuǎn)子繞組中之前對(duì)其進(jìn)行整流。轉(zhuǎn)子因此被轉(zhuǎn)變成多極永磁體的等同物，其轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是通過將旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)施加到發(fā)電機(jī)的定子線圈而產(chǎn)生的。由于即使當(dāng)轉(zhuǎn)子是靜止或正起動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)和定子電流強(qiáng)度仍舊較高，所以在電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由“VFD”產(chǎn)生的場(chǎng)可以僅被施加為相隔較遠(yuǎn)的單個(gè)半相脈沖。如果所述場(chǎng)被照慣例地且連續(xù)地施加，則(充當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的)發(fā)電機(jī)可能無法開始轉(zhuǎn)動(dòng)，要不然在或多或少的鎖定位置中擺動(dòng)。后IGBT過濾應(yīng)在電感上是高的并且是經(jīng)調(diào)諧的，使得波形趨向于平穩(wěn)。在二極管電橋中的IGBT或相控整流器的使用可以被用來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的平穩(wěn)。由于當(dāng)系統(tǒng)處于回收模式中時(shí)，逆變電路將被用來將“凈”功率傳送返回至電源，所以關(guān)于本地主電源頻率輸出調(diào)諧能夠是高峰尖的(高Q)。作為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)的初始旋轉(zhuǎn)應(yīng)僅在以下時(shí)刻才開始:當(dāng)“偏心”液壓泵12處于“中性”位置中因此其有效地提供無阻起動(dòng)扭矩時(shí)(或當(dāng)液壓泵12實(shí)際上充當(dāng)電動(dòng)機(jī)因此其產(chǎn)生“負(fù)”扭矩并且旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10時(shí))。的確，由于該設(shè)備大體上是可逆的，所以在“膨脹器”模式中氣壓差可以最初地被用來產(chǎn)生作用在“偏心”泵軸上的起動(dòng)扭矩以在發(fā)電機(jī)達(dá)到電動(dòng)機(jī)的速度時(shí)幫助開始轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的軸。通常，運(yùn)行速度將在500和2000轉(zhuǎn)/分鐘之間(例如，對(duì)于4極60Hz發(fā)電機(jī)采用1800轉(zhuǎn)/分鐘)，因?yàn)檫@對(duì)于50和60Hz多極發(fā)電機(jī)是合適的。需要通過以上公開的特殊裝置來克服的起動(dòng)問題涉及在軸上達(dá)到旋轉(zhuǎn)速度的最初幾百RPM，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10和液壓泵12經(jīng)由所述軸而聯(lián)接。接下來將對(duì)本發(fā)明的功率輸出、角速度和其它特征的時(shí)間依賴性作出簡要討論。在每個(gè)膨脹沖程內(nèi)，在高壓氣體最初被引入到壓縮/膨脹容器中用于膨脹時(shí)的力矩是在該膨脹沖程中的最大量的功率可用時(shí)的力矩。在該膨脹沖程的過程中，可用功率減小。圖9是不出發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的功率輸出/輸入隨時(shí)間變化的圖表。在每個(gè)沖程完成時(shí)，功率下降-且在流動(dòng)逆轉(zhuǎn)并且新的沖程開始時(shí)在其峰值處重新開始。反向的循環(huán)敘述壓縮循環(huán)中的能量存儲(chǔ)。在壓縮中對(duì)功率的循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)同樣重要；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是相同的，但在反向中使用。由于將“偏心”液壓泵12用作將液流耦合到機(jī)械能中的旋轉(zhuǎn)元件，所以在循環(huán)逆轉(zhuǎn)時(shí)不需要改變泵的旋轉(zhuǎn)方向。因此，系統(tǒng)5的液壓泵12和發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)的角動(dòng)量維持在壓縮/膨脹循環(huán)過程中隨著能量的增加和損失而變化的旋轉(zhuǎn)速度。圖10是示出發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的角速度和功率輸出/輸入隨時(shí)間變化的圖表。由于能夠通過使用激勵(lì)器電流來控制在發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁力，所以可以調(diào)節(jié)功率進(jìn)出的速率。對(duì)激勵(lì)器電流的調(diào)制在旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到其最小值時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，并且在旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到其最小值時(shí)驟降。這使得能夠使功率變化在沖程和循環(huán)內(nèi)平穩(wěn)。圖11是示出在角速度隨時(shí)間變化的情況下對(duì)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)器電流進(jìn)行調(diào)制以使功率輸出/輸入平穩(wěn)的圖表。該激勵(lì)器電流的調(diào)制(或?qū)γ枋黾?lì)器電流的更高頻率載波(40-200HZ)的調(diào)制)向功率輸出提供顯著的調(diào)節(jié)，如圖12中示意性地示出的，圖12是示出作為激勵(lì)器電流的變化的結(jié)果的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的功率輸出/輸入隨時(shí)間的合成變化的圖表。該功率輸出(或輸入)的調(diào)節(jié)是配合施加到“偏心”液壓泵12的容積的控制改變而實(shí)現(xiàn)。圖13示出這些控制循環(huán)是如何被同步化的。在“偏心”泵中的容積的這種改變和逆轉(zhuǎn)是本發(fā)明的不可分割的部分。然而，由于該系統(tǒng)(在該實(shí)施例中包括飛輪18)的角動(dòng)量本身是能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)5的、提供短期能量來填充在壓縮/膨脹循環(huán)不提供顯著的能量存儲(chǔ)或回收的可能性時(shí)的空白的一部分，所以旋轉(zhuǎn)頻率仍丨H存在波動(dòng)。用于在普通使用中被采用的系統(tǒng)5的壓縮/膨脹循環(huán)時(shí)間預(yù)期將是大約30秒至60秒。雖然飛輪18旨在以大約幾秒的時(shí)間常量提供或吸收能量以幫助使循環(huán)平滑，但是可變旋轉(zhuǎn)頻率需要使用類似于VFD的裝置來允許有效率地連接到主電源或電網(wǎng)電源。這是因?yàn)樾D(zhuǎn)速度必須稍微不同于由電網(wǎng)頻率(通常50或60Hz)支配的同步電動(dòng)機(jī)速度。執(zhí)行該功能的電子部件允許輸入三相功率的隔離整流，通過在不同的頻率下將來自PWMIGBT的輸出波形過濾成三相輸出功率而再合成，以及對(duì)該功率的謹(jǐn)慎切換使得該功率可以被從主電源輸送到原動(dòng)機(jī)(或當(dāng)功率被以電的方式產(chǎn)生時(shí)，以一定的頻率再合成沿從發(fā)電機(jī)朝電流的相反方向)。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)10被用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，采用這樣的電路來實(shí)現(xiàn)變頻器，并且當(dāng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)10被用作發(fā)電機(jī)(由于角速度變化對(duì)平滑化功率輸出的是必需的，所以在必須不同于電源的頻率下發(fā)電)時(shí)，再使用相同的電路元件來充當(dāng)對(duì)所產(chǎn)生的功率重新采樣的逆變器。實(shí)際上，在回收模式中，VFD元件產(chǎn)生用于輸送到主電源或電網(wǎng)的電力輸出，所述電力輸出在頻率和相上均與電網(wǎng)上的功率匹配。當(dāng)發(fā)電機(jī)在電動(dòng)機(jī)功能和發(fā)電機(jī)功能之間切換時(shí)，“流失”電阻附接到三個(gè)定子繞組。雖然未示出，但是獨(dú)立接觸器可以被用來使流失斷開使得效率損耗在連續(xù)運(yùn)行期間受到限制。在圖14中示意性地示出的接觸器、二極管、電阻、電感器、濾波電容器和IGBT示意了這種PWM頻率合成功率控制的雙重使用的一個(gè)實(shí)施例。在存儲(chǔ)模式下，接觸器SI和S3將被閉合。在回收模式下，接觸器S2和S4將被閉合。該序列必須是“先斷后通”使得S1/S3對(duì)決不與S2/S4對(duì)同時(shí)閉合。在該實(shí)施例中，由于發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)10將通常與系統(tǒng)5所處的模式無關(guān)地持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以流失電阻確保存在用于殘余能量的“逃逸”路徑。當(dāng)接觸器全部打開時(shí)，使激勵(lì)器電流最小化以避免過度瞬變也是必要的。激勵(lì)器電流、泵容積、泵方向、氣體閥、液位、和IGBT模式的配合均由控制子系統(tǒng)7管理。IGBT的柵引線通常連接到本地微型計(jì)算機(jī)并且由控制子系統(tǒng)7控制和排序，該本地微型計(jì)算機(jī)被編程為實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)/停止和運(yùn)行PWM策略。由于絕大多數(shù)應(yīng)用將處于接近(但連續(xù)地稍微不同于)主電源的頻率的頻率范圍內(nèi)，所以這些PWM策略通常會(huì)是不同于在常規(guī)VFD中的那些策略。此外，可以通過選擇與主電源頻率和旋轉(zhuǎn)頻率“合拍”的AC激勵(lì)器頻率來“調(diào)諧”發(fā)動(dòng)機(jī)(或電動(dòng)機(jī))的輸出。VFD逆變器控制必須對(duì)激勵(lì)器施加控制以在最終輸出波形中產(chǎn)生最大平滑度，如在圖15中所示。意圖是，系統(tǒng)5的起動(dòng)和停止是稀少事件，但是效率和功率的潔凈合成是正常運(yùn)行狀態(tài)所需的。涉及用于能量存儲(chǔ)和回收的上述系統(tǒng)5的是在不可間斷電源等中使用該系統(tǒng)5的具體概念。功率中斷的在某些系統(tǒng)中能夠具有嚴(yán)重的后果。例如，在鋸切原木期間在銑床中，斷電可能導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間的損耗，而在切割中途的原木由于功率損失而必須手動(dòng)地切掉。反應(yīng)器或醫(yī)院可能經(jīng)歷由于功率損失而導(dǎo)致的甚至更緊急情況。在中斷應(yīng)被“緩和”的應(yīng)用中，常常采用具有各種構(gòu)造的不可間斷電源(UPS)。絕大多數(shù)UPS設(shè)計(jì)存在的一個(gè)基本問題在于用于在初級(jí)功率源(通常是主電源)和次級(jí)功率源之間切換的機(jī)構(gòu)。當(dāng)涉及多重過渡時(shí)，該問題尤其嚴(yán)重。例如，在主電源(電網(wǎng))是初級(jí)功率源，并且“穿越”UPS提供15秒至2分鐘的功率直至柴油備用發(fā)電機(jī)被起動(dòng)并且穩(wěn)定為止的情形中。在這樣的情況下，需要若干個(gè)過渡來橫移整個(gè)序列并且最終利用功率到電源的復(fù)位而恢復(fù)。能夠出現(xiàn)的問題在功率級(jí)超過100KW的功率系統(tǒng)中趨于變得更加嚴(yán)重，并且使得大量的功率必須被安全地“切換”。高度期望的是，開發(fā)一種方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備在初級(jí)AC功率源中發(fā)生斷電或減電時(shí)將允許在大功率級(jí)的功率源之間的甚至更加大體無縫切換，所述初級(jí)AC功率源通常是主電源。備用功率系統(tǒng)和不可間斷電源的基本概念是眾所周知的，并且在圖19中示出了一個(gè)這樣的UPS系統(tǒng)的主部件。因?yàn)楫?dāng)與像VFD的現(xiàn)代“控制電子元件”一起使用時(shí)，小的過渡“電能激增”趨于斷開電動(dòng)機(jī)控制器、VFD的計(jì)算機(jī)和其它關(guān)鍵功能元件，所以這些導(dǎo)致從初級(jí)功率源到次級(jí)功率源的非無縫轉(zhuǎn)換的問題趨于發(fā)生。雖然UPS或備用功率系統(tǒng)確實(shí)提供功率“填充器”，但是過渡難以操控并且在備用功率“開始生效”時(shí)，控制器跳閘、金屬蒸汽燈熄滅、或過程在短暫的閃動(dòng)中停止。使用高功率切換半導(dǎo)體來控制電動(dòng)機(jī)的概念由拜耶絲(Byers)在美國專利N0.3，947，736中講授。通過使用這些合成驅(qū)動(dòng)波形來控制AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的滑差由額瑞特(Ehret)在美國專利N0.4，286，203中公開。使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)來切換到電動(dòng)機(jī)的電流和電壓的基本單位由斯煶雛(Stitch)在中美國專利N0.3，971，972中講授。使用SCR或晶體閘流管作為更加有效的切換元件由斯煶雛(Stitch)在美國專利N0.4，128，793中講授，并且考慮通過PWM來使用直接構(gòu)造和反向構(gòu)造中的所有三個(gè)相來提供用于完全合成的電壓和電流的可控源由哈格曼等人(Hagermanetal)在美國專利N0.4，618，810中講授。此外，貝克等人(Beckeetal.)在美國專利N0.4，364，037中講授了IGBT的使用，其簡化了切換功率所需的裝置。Bose等人在標(biāo)題為“可調(diào)速度AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(AdjustableSpeedACDriveSystems)”，紐約:ffiEE出版社，ISBN0-87942-146-0的公開中進(jìn)一步導(dǎo)我們關(guān)于使用這些裝置來使電機(jī)的控制平穩(wěn)的原理。圖20是用于圖19的不可間斷電源的整流階段的示意圖。圖20中所示的整流器事實(shí)上是硅控整流器或SCR。所述硅控整流器允許對(duì)充電進(jìn)行很好的控制，但在絕大多數(shù)應(yīng)用中，簡單的固態(tài)二極管將足夠。圖21是用于圖19的不可間斷電源的替代整流階段的示意圖。圖21中的電路對(duì)于更高功率級(jí)來說更加實(shí)際，且圖21中的電路允許電容器的受控充電，所述電容器存儲(chǔ)DC并且在原始已知的設(shè)計(jì)中提供DC總線的常規(guī)剛度。圖22是在圖19的不可間斷電源上的變化的電壓整流、平穩(wěn)化和反向階段的示意圖。提供了適當(dāng)?shù)倪^濾使得充電電路在電容器處產(chǎn)生平穩(wěn)的DC(該電容器是DC總線的定義節(jié)點(diǎn)中心)。圖23是圖19的不可間斷電源的輸出階段的示意圖，并且使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)提供人工合成AC波形。這在圖24中示意性地示出，其將IGBT組中的一個(gè)IGBT隔離。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，剛性DC總線被用作在各種載荷(像多個(gè)高馬力AC電動(dòng)機(jī))和AC主電源以及電存儲(chǔ)系統(tǒng)與備用發(fā)電機(jī)之間的互連的主要裝置。具體地，結(jié)合二極管電橋的自然切換特性來控制激勵(lì)，以在初級(jí)功率源瞬時(shí)中斷或減電的情況下，允許在備用功率源和初級(jí)功率源之間的大體更加無縫的過渡。這樣的控制可以經(jīng)由施加到同步交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈的激勵(lì)器電壓和電流的控制而取得。由于將互連集中在DC總線電平處允許變頻器(VFD)驅(qū)動(dòng)功能被以更經(jīng)濟(jì)的方式輸送到分布于整個(gè)工廠或大型裝置的多個(gè)電動(dòng)機(jī)或載荷，且同時(shí)提供穿越保護(hù)的益處，所以控制激勵(lì)以提供大體上更加無縫過渡的概念適用于關(guān)鍵功能的電動(dòng)機(jī)控制(或用于關(guān)鍵功能的備用功率)。對(duì)DC總線的“加強(qiáng)”和在多個(gè)AC發(fā)電機(jī)內(nèi)的勵(lì)磁的控制(在現(xiàn)有技術(shù)中在每個(gè)發(fā)電機(jī)內(nèi)通過所謂的AVR或電壓自動(dòng)調(diào)整回路已經(jīng)被局部地操控的功能)以產(chǎn)生閾值電平，和用以產(chǎn)生抵抗DC總線值中的小變化的“恢復(fù)力”的IGBT輸出級(jí)中的傳統(tǒng)PWM策略的變化能夠使得該DC總線適于作為“工廠范圍”或機(jī)構(gòu)范圍連接點(diǎn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)次級(jí)功率源和初級(jí)功率源以并聯(lián)的方式連接到DC總線，如圖25中所示。因?yàn)樵摽偩€具有多個(gè)可能的DC電壓源，所以該總線比在正常VFD或UPS內(nèi)的DC總線“更剛性”。該總線可以通過添加超級(jí)電容器而進(jìn)一步強(qiáng)化，如在EPR1、桑迪亞(Sandia),NETL材料比如用于分布式能源和其它電功率系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)(2003)(EnergyStorageforDistributedEnergyResourcesandOtherPowerSystem(2OO3))中所建議的。此外，可以通過連接電池作為次級(jí)功率源而進(jìn)一步強(qiáng)化DC總線。甚至在沒有平行AC源的情況下，這樣的DC總線已經(jīng)具有相對(duì)穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，且主要取決于電容器、超級(jí)電容器、或電池到載荷中的放電時(shí)間。在大功率系統(tǒng)中，三相AC功率的次級(jí)源通常也是AC交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)，如圖26中所示。為了以這種方式將多個(gè)次級(jí)功率源與初級(jí)源互連，勵(lì)磁電壓被操控成使得當(dāng)異步“旋轉(zhuǎn)”以可用作“剛性DC總線”結(jié)構(gòu)的一部分的共享二極管提供的子循環(huán)切換時(shí)間貯備時(shí)，大功率發(fā)電機(jī)可以保持“備用”。電壓自動(dòng)調(diào)整(AVR)傳統(tǒng)上一直是模擬功能，并且雖然AVR的數(shù)字控制存在，但是常見數(shù)字控制有時(shí)被用在大型發(fā)電設(shè)施中用于管理同步資源，“剛性DC總線”提供了改進(jìn)。傳統(tǒng)AVR事實(shí)上被移除，并且由計(jì)算機(jī)控制的激勵(lì)器電流(該控制是借助于附接到控制計(jì)算機(jī)的數(shù)模或D/A轉(zhuǎn)換器，或附接到PLC的模擬輸出模塊的)取代。設(shè)備內(nèi)的發(fā)電機(jī)上的勵(lì)磁電流被保持特定電平，這產(chǎn)生“正好低于”通對(duì)主電源整流而產(chǎn)生的電壓電平的經(jīng)整流的輸出。由于該設(shè)備的軸始終轉(zhuǎn)動(dòng)，并且它僅需要經(jīng)由電磁閥釋放氣壓，并且使偏心泵內(nèi)的“旋轉(zhuǎn)斜盤”運(yùn)動(dòng)來將該功率釋放到發(fā)電機(jī)的軸，對(duì)勵(lì)磁電流的和緩控制提供了在共享“剛性DC總線”的幾個(gè)大型高功率源之間進(jìn)行過渡的平穩(wěn)裝置。例如，饋電給“剛性DC總線”的發(fā)電機(jī)不需要彼此同步。這意味著，可以僅簡單地通過以下方式而將通過旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生它們的AC輸出的飛輪或其它能量存儲(chǔ)回收裝置(像上述系統(tǒng)5及其替代物)保持在備用狀態(tài):將所述發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓保持在正好足夠低的電平處以至于在“剛性DC總線”中的一般變化不橫移來自該特定AC源的峰值整流電壓電平。因此，如果初級(jí)源斷電或減電，則在DC總線下降到用于特定次級(jí)功率源的二極管閾值以下時(shí)，旋轉(zhuǎn)的AC交流發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的功率被使用。這提供了到次級(jí)源的大體無縫過渡，并且允許提供15秒至2分鐘的功率的飛輪或諸如系統(tǒng)5的系統(tǒng)以及此處所描述的替代物維持DC電壓電平并且減慢下降的速度。如果所有的載荷經(jīng)由獨(dú)立控制的IGBT逆變器塊而附接，如圖27中所示，則在初級(jí)功率源故障的情況下可以對(duì)關(guān)鍵載荷的平穩(wěn)控制進(jìn)行操控。只要是有必要，優(yōu)先載荷可以被維持(或許不確定地，如果載荷是操作劇場(chǎng)功率，或核反應(yīng)推上的冷卻泵)。由于驅(qū)動(dòng)非優(yōu)先載荷的反向AC功率是由IGBT輸出塊單獨(dú)控制的，所以非優(yōu)先載荷可以被平穩(wěn)地減電或失序。(與例如完全實(shí)施的VFD相比)這樣的半導(dǎo)體輸出塊幾乎沒有成本并且在任何時(shí)候?qū)⒅辽偬峁╇妱?dòng)機(jī)/載荷的軟起動(dòng)。然而，由于PWM模塊控制的算法可以被修改以允許DC總線中的一些“下降”，所以這些IGBT塊是有用的。在利用二極管切換來提供功率源的無縫過渡的情況下，這樣的下降是不可避免的，如圖29中所示的。在次級(jí)AC發(fā)電機(jī)上的勵(lì)磁電壓中的每一個(gè)在功率管理中“開始起作用”時(shí)，這種情況可以通過緩慢地升高在次級(jí)AC交流電機(jī)上的勵(lì)磁電壓而部分地減輕。隨著每個(gè)激勵(lì)器電壓升高，與特定交流發(fā)電機(jī)相關(guān)的AC電壓也將升高，并且源將因此在允許進(jìn)入“剛性DC總線”的二極管切換中占優(yōu)勢(shì)。圖28圖示出基本電壓切換機(jī)構(gòu)。圖30圖示出用于總功率管理的中心控制?？朔陆邓璧?常規(guī))PWM策略的變化可以僅僅以如下概念來表達(dá):“剛性DC總線”的標(biāo)稱設(shè)置電壓被設(shè)置成高于一般情況所需的電壓，使得實(shí)現(xiàn)一般運(yùn)行所需的脈沖的脈沖寬度比一般的更短且密度比一般的更低。隨著下降設(shè)置在脈沖寬度中(到該類型的過程或設(shè)備中所需的5或10%限值)，并且密度因此“降低”到正常。這種情況需要選擇稍高電壓的IGBT，但成本費(fèi)用應(yīng)該不大。在利用該過程或該類型的設(shè)備的整個(gè)工廠或設(shè)施中，“剛性DC總線”結(jié)構(gòu)還可能需要高電壓DC電纜的物理運(yùn)行。雖然已經(jīng)描述了實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將意識(shí)到，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的目的和范圍的情況下，可以做出變化和修改。例如，雖然上述實(shí)施例已經(jīng)被描述為采用一體式發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)，但是在替代實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)可以包括是與電動(dòng)機(jī)分開的部件的發(fā)電機(jī)。因此，液壓泵12聯(lián)接到的軸也將聯(lián)接到兩個(gè)部件:電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。利用這樣的構(gòu)造，電動(dòng)機(jī)可能被選擇和/或被調(diào)諧成需要外部地接收功率并且驅(qū)動(dòng)液壓泵，并且發(fā)電機(jī)可能被分開地選擇和/或調(diào)諧成需要由液壓泵驅(qū)動(dòng)并且產(chǎn)生電。發(fā)電機(jī)可以是超尺寸的，使得如果例如期望產(chǎn)生IOOkW,則選擇能夠產(chǎn)生多個(gè)期望的功率的發(fā)電機(jī)。因?yàn)樵诜浅Ｓ行实姆秶鷥?nèi)運(yùn)行的較大的發(fā)電機(jī)中的熱損失將小于在其最有效率的范圍之外運(yùn)行的較小的發(fā)電機(jī)中的熱損失，所以雖然系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的成本可能增加，但是可以獲得運(yùn)行效率。權(quán)利要求1.一種用于存儲(chǔ)和釋放能量的系統(tǒng)，包括:發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)；液壓泵，所述液壓泵用于響應(yīng)于由所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)施加的力而在第一泵端口和第二泵端口之間泵送液壓流體，并且所述液壓泵還能夠響應(yīng)于使得液壓流體在所述第一泵端口和第二泵端口之間流動(dòng)而向所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)施加力；第一壓縮/膨脹容器，所述第一壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由所述第一泵端口與所述液壓泵交換液壓流體；第二壓縮/膨脹容器，所述第二壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由所述第二泵端口與所述液壓泵交換液壓流體；氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)，所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于選擇性地存儲(chǔ)來自所述第一氣體壓縮/膨脹容器和第二氣體壓縮/膨脹容器的氣體或者將氣體釋放到所述第一氣體壓縮/膨脹容器和第二氣體壓縮/膨脹容器；內(nèi)部熱交換器，所述內(nèi)部熱交換器位于所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器中的每一個(gè)壓縮/膨脹容器內(nèi)，用于在所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器中的液壓流體和氣體之間交換熱能，相對(duì)于在所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器內(nèi)的氣體的質(zhì)量，每個(gè)內(nèi)部熱交換器均具有非常大的熱質(zhì)量；控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)用于至少控制與所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)相連的多個(gè)氣閥，以在存儲(chǔ)和釋放之間進(jìn)行切換，其中，在存儲(chǔ)期間，響應(yīng)于液壓流體被所述液壓泵在所述第一泵端口和第二泵端口之間泵送，使氣體在所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)中被壓縮從而存儲(chǔ)能量，并且其中，在釋放期間，響應(yīng)于由壓縮氣體從所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)釋放而產(chǎn)生的壓力，液壓流體被迫在所述第一泵端口和第二泵端口之間流動(dòng)從而釋放能量。2.所述能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括:高壓氣室，所述高壓氣室用于響應(yīng)于相應(yīng)的氣閥的打開/關(guān)閉狀態(tài)而與所述第一壓縮/膨脹容器或第二壓縮/膨脹容器選擇性地交換氣體；和低壓氣室，所述低壓氣室用于響應(yīng)于相應(yīng)的氣閥的打開/關(guān)閉狀態(tài)而與所述第一壓縮/膨脹容器或第二壓縮/膨脹容器選擇性地交換氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，在每個(gè)內(nèi)部熱交換器內(nèi)，熱交換器網(wǎng)或泡沫金屬的密度在壓縮或膨脹的熱能最大的所述缸的頂部中基本增大。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)或泡沫金屬材料的密度基本上大于被壓縮的氣體的密度，并且優(yōu)選地即使填充系數(shù)實(shí)際上小于膨脹/壓縮室中的可用容積的25%，所述網(wǎng)或泡沫金屬材料具有l(wèi)gm/cc的集料密度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器填充小于相應(yīng)的容器的內(nèi)部容積的約25%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng),其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器填充相應(yīng)的容器的內(nèi)部容積的約3%。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器是泡沫金屬。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，在所述泡沫金屬中的基本上所有的孔隙的尺寸小于約5立方毫米。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器是高孔隙度燒結(jié)金屬插頭。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器是線圈。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，每個(gè)內(nèi)部熱交換器包括銅、鋁中的至少一種。12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，還包括外部熱交換器，所述外部熱交換器與所述液壓流體接觸，以用于在所述液壓流體和周圍環(huán)境之間交換熱量。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，還包括飛輪，所述飛輪與所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)相連。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，還包括功率調(diào)節(jié)模塊，所述功率調(diào)節(jié)模塊與所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)相連，用于在釋放期間調(diào)節(jié)來自所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)的電功率。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述液壓泵被構(gòu)造成無論液壓流體是從所述第一泵端口流向所述第二泵端口或是從所述第二泵端口流向所述第一泵端口，所述液壓泵均在相同的方向上旋轉(zhuǎn)。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器用于向所述控制系統(tǒng)傳遞關(guān)于在所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器中的每一個(gè)壓縮/膨脹容器內(nèi)的氣壓和關(guān)于在所述氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)內(nèi)的氣壓的數(shù)據(jù)。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器中的至少一個(gè)壓縮/膨脹容器收容相應(yīng)的液位傳感器，用于向所述控制系統(tǒng)傳遞關(guān)于在所述壓縮/膨脹容器內(nèi)的液壓液體液位的數(shù)據(jù)。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述液壓流體是不可燃且不起反應(yīng)的流體。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述不可燃且不起反應(yīng)的流體是KRYTOX。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，所述能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)在所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器中的每一個(gè)壓縮/膨脹容器內(nèi)的氣體和液壓流體之間還包括第二流體，所述第二流體是不可燃且不起反應(yīng)的，并且，與所述液壓流體相比，所述第二流體的密度更小并且具有更高的不滲透性。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述第二流體是基于乙二醇/水/抑制劑的冷卻劑。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述液壓流體和所述第二流體由隔離器活塞分開。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，所述液壓流體和所述第二流體彼此直接相鄰。24.根據(jù)權(quán)利要求22和23中的任一項(xiàng)所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述第一壓縮/膨脹容器和第二壓縮/膨脹容器被構(gòu)造成使得所述液壓流體和所述第二流體中的較重的流體位于所述液壓流體和所述第二流體中的較輕的流體的下方。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述液壓流體選自由以下流體組成的組:杜邦KRYTOX真空泵流體、杜邦KRYTOXNRT系列油、具有約1.9gm/cc的密度的鹵代烴油。26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述第二流體是具有約1.5gm/cc的密度的離子流體。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述離子流體選自由以下流體組成的組:EMIMBTA,BMIMBTA和BMMMBTA。28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)包括整體式發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)。29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)/回收系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，所述發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)均機(jī)械地連接到所述液壓泵。全文摘要在此公開了一種用于存儲(chǔ)和釋放能量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)；液壓泵，該液壓泵用于響應(yīng)于由發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)施加的力而在第一泵端口和第二泵端口之間泵送液壓流體，并且該液壓泵還能夠響應(yīng)于使液壓流體在第一泵端口和第二端口之間流動(dòng)而對(duì)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)施加力；第一壓縮/膨脹容器，該第一壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由第一泵端口與液壓泵交換液壓流體；第二壓縮/膨脹容器，該第二壓縮/膨脹容器用于經(jīng)由第二泵端口與液壓泵交換液壓流體；氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)，該氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于選擇性地存儲(chǔ)來自第一和第二氣體壓縮/膨脹容器的氣體，或?qū)怏w釋放到第一和第二氣體壓縮/膨脹容器；控制子系統(tǒng)，該控制子系統(tǒng)用于至少控制多個(gè)與氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)相聯(lián)的氣閥，以在存儲(chǔ)和釋放之間切換，其中，在存儲(chǔ)期間，響應(yīng)于液壓流體被液壓泵在第一泵端口和第二泵端口之間泵送，使氣體在氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)中被壓縮從而存儲(chǔ)能量，并且其中，在釋放期間，響應(yīng)于來自氣體存儲(chǔ)子系統(tǒng)的壓縮氣體的釋放的壓力，迫使液壓流體在第一泵端口和第二泵端口之間流動(dòng)從而釋放能量。文檔編號(hào)F04B23/02GK103221694SQ201180025715公開日2013年7月24日申請(qǐng)日期2011年4月11日優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日發(fā)明者丹尼爾·約翰·肯威,奧萊克桑德(亞歷克斯)·賽什辰克,威爾·鮑爾申請(qǐng)人:希普斯通公司