飞轮转子是飞轮储能系统中最主要的储能部件，是飞轮储能系统设计中的关键环节。飞轮转子所储存的能量为高速旋转产生的动能，高转速将给转子带来极大的负荷，为了达到高转速，就需要转子材料具有很高的强度。对于能源系统，希望它具有高的储能密度（单位质量所储存的能量），也就是希望它能用尽可能小的质量存储尽可能多的能童，飞轮转子的储能密度与转子材料的比强度（强度与密度的比值）呈正比，比强度越高，转子的储能密度越高，因此储能用的飞轮转子的材料应具有密度小，强度高的特点。

　　传统的飞轮采用钢等金属材料制作，尽管这种飞轮具有工艺成熟、设计简单，价格低廉等优点，但也存在着致命的缺点，比如：低的能量存储密度、需要多点支撑以及较大的空气动力学噪声等“，尤其是低的能量存储密度已根本无法适应现代卫星对能量存储装置轻质、高储能密度的需求。70年代以来，随着先进复合材料及金属材料的发展，飞轮转子的制作材料也呈现出多样性。

　　目前 ，飞轮转子材料主要有：铝合金、优质钢、钛合金，玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等。可以看出碳纤维/环氧复合材料比强度最高，与优质钢相比，其比强度可达到优质钢的16倍以上，此外碳纤维增强复合材料 /树脂还具有比模量高，减振性能好，抗疲劳性能好，高温性能和破损安全性好等优点，而碳纤维/环氧复合飞轮与传统的金属飞轮相比，则具有质量小、强度高、高效、结构紧凑，能达到很高的能量存储密度等优点，是现代卫星等航天器理想的能量存储部件。

　　但是现阶段的碳纤维/环氧复合材料飞轮也存在着一些缺点，比如：安全性欠佳、成本高等，限制了它的应用。不过，近年来随着材料工业的发展，碳纤维材料的可靠性和成本问题也得到了很好的解决，这些缺点目前正在被逐渐克服，碳纤维/环氧复合材料目前已成为制造飞轮转子的首选材料。

　　碳纤维/环氧复合材料飞轮转子的制作工艺主要包括纤维缠绕和层间组装，纤维缠绕工艺可以分为两类：纤维束缠绕和无纬布缠绕。在碳纤维/环氧复合飞轮系统中，轮毂往往与碳纤维/环氧复合飞轮 转子作为整体一起设计，在飞轮系统中，轮毂是直接与碳纤维/环氧复合飞轮相连的部件，碳纤维/环氧复合飞轮通过轮毂再与轴等相连，它与碳纤维/环氧复合飞轮一样，也要承受高速旋转带来的巨大负荷，并且要满足低密度的要求，因此钛合金、铝合金等具有高强度、低密度的合金材料成为目前国际上制作轮毂的主要材料。

　　在制作碳纤维环氧复合飞轮时，可通过直接将碳纤维/环氧复合飞轮缠绕在轮毂上的办法将二者制成一体，这种新颖的连接方式，避免了飞轮与轮毂的连接中由于切削螺纹孔带来的应力集中，进一步提高了碳纤维/环氧复合飞轮的储能能力。

　　阅读延伸：《碳纤维在飞轮储能器上的应用优势》