Система рекуперации энергии торможения (KERS)

Система рекуперативного торможения или система рекуперации кинетической энергии KERS (Kinetic Energy Recovery System) впервые была разработана и внедрена на гоночные болиды «Формулы-1».

Основной задачей её внедрения было улучшение динамических характеристик болида при разгоне и торможении (притормаживании) с последующим набором скорости. На начальном этапе разработки системы стоимость работ зашкаливала и многие команды «Формулы-1», не смотря на свой солидный бюджет, были вынуждены отказаться от неё.

Однако уже появившаяся на свет относительно «сырая» конструкция заинтересовала разработчиков автомобилей по всему миру. Разработчики увидели в системе рекуперации KERS большой потенциал в области использования кинетической энергии выделяемой при торможении. Ранее эта энергия преобразовывалась в тепловую, посредством трения тормозных механизмов и выбрасывалась в атмосферу.

С этого момента появилась задача - приспособить систему рекуперации KERS для работы на различных модификациях гибридных автомобилей и максимально снизить стоимость конструкции для массового использования.

Основное преимущество системы рекуперации KERS - это использование кинетической энергии, появляющейся в процессе торможения.  В зависимости от типа транспортного средства возможны различные варианты применения этой энергии.

В настоящее время разработаны различные вариации системы рекуперации KERS. Основными являются:

• механическая (кинетическая энергия при торможении накапливается и в последующем распределяется механическим способом);
• электрическая (кинетическая энергия при торможении преобразуется в электрическую посредством электродвигателя, работающего в режиме «генератора» и сохраняется в накопителе электрической энергии).

Принцип работы механической системы KERS  доступно показан на видео-модели:

http://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v=ZHgN1-Qv9LU

Необходимо принимать во внимание, что механическая система рекуперации KERS гоночного болида «Формулы-1»  и механическая система рекуперации KERS обычного легкового автомобиля - это две принципиально разные конструкции по своему исполнению.  Второй вариант исполнения механической системы разрабатывает компания Volvo:

http://ecoconceptcars.ru/2011/08/mexanicheskaya-sistema-kers-ot-volvo.html

На видео-материалах отчетливо представлено в каких режимах работает система рекуперации. Варианты накопления энергии механическим способом могут быть различными, но принцип один – накопить при торможении и отдать при старте.

Принцип работы электрической системы рекуперации KERS показан на ресурсе и видео-модели Toyota Hybrid System :

http://systemsauto.ru/brake/regenerative_braking.html

Такой вариант исполнения применяется в основном на гибридных моделях автотранспорта. При торможении гибридного автомобиля система обеспечивает работу тягового электродвигателя в режиме «генератора» - идет процесс отдачи энергии в бортовую сеть и заряд накопителей энергии автомобиля. Подобным образом подзаряжаются накопители энергии электромобилей.

В спортивных болидах система KERS устроена следующим образом:

• механическая

http://www.youtube.com/watch?v=oU6TlHqMwmY&list=PL73C419DF822C8E52;

• электрическая

http://www.youtube.com/watch?v=R-A6ZcenX7s&list=PL73C419DF822C8E52;

https://www.youtube.com/watch?v=-yE3khtKZGg.

В качестве промежуточного результата адаптации системы рекуперации KERS на обычные автомобили, можно привести технологию i-ELOOP от компании Mazda:

http://www.carexpert.ru/testdrive/mazda/mazd6_2012/mazd6a970.htm (раздел «Суперконденсатор»).

Ссылки:

http://icarbio.ru/articles/kers.html

http://www.popmech.ru/article/6541-bolshaya-krasnaya-knopka/