什么是KERS系统？

第一，什么是KERS？KERS是动能回收系统的缩写。它的基本原理是:通过技术手段储存车身的制动能量，在汽车加速过程中作为辅助动力释放出来！具体用法可以通过模仿A1的加速键来实现。第二，为什么国际汽联要引进KERS？很多人认为F1引入KERS是国际汽联为了增加超车机会——提高比赛的精彩程度，抑制引擎研发——操控成本飙升而采取的临时举措，这是完全错误的！现在，全世界的汽车工业都面临着工业发展和环境保护之间的矛盾。能源问题，二氧化碳排放，不再是一个时髦的话题，而是一个摆在我们面前，需要立即解决的问题。去年德国出台了每公里二氧化碳排放量不超过1.20g的目标，如果这个目标成为法规，那就意味着大排量发动机没有未来。与此同时，一些城市甚至计划只允许在市中心使用混合动力汽车，这意味着制造商在开发产品时必须确保其车型可以配备混合动力系统。通过这两个案例，可以看出高效环保技术对于汽车工业的发展是多么迫切。目前各大厂商虽然始终没有达成任何谅解，但基本形成了默认的发展思路:先从混合动力开始，然后过渡到氢动力或者纯电。只有这样，汽车工业才有未来。这个时候，以高科技著称，处于汽车运动金塔顶端的F1，如果无视这个社会潮流，就有被淘汰的危险。国际汽联主席马科斯·莫斯利曾在2006年说过:“世界的趋势正在改变，你将看到的最明显的事情就是全球变暖。在世界的每一个地方，都有非常突出的舆论运动。如果现在不改革，就会错过这个趋势，F1就会变得落后，最终灭亡。”可能有人会觉得莫斯利的话是危言耸听，但F1的现状是:2.4升V8发动机百公里油耗高达49KG，19000 rpm的极限转速对民用发动机没有参考意义。建造1风洞的费用超过5000万欧元。显然，F1的技术发展方向与社会完全脱节，与能源和环境问题的加剧的社会发展方向背道而驰。F1过去被称为汽车工业的试验田，先进民用技术的发源地。现在随着技术发展趋势的改变，它的功能已经越来越弱了！在这种情况下，改革势在必行，刻不容缓。因为没有一个有社会责任感的人会崇拜这种使用“过时”技术，极大浪费能源，危害环境的运动！KERS是F1顺应这一社会潮流，保持先进性的第一步。(关于F1动力系统的长期规划，请点击查看我们之前的报道。)三、国际汽联对KERS的规定和限制为了鼓励和促进KERS技术的发展，国际汽联给了车队充足的发挥空间。在今年7月11发布的2009版F1技术规则中，国际汽联只规定了KERS的几项技术指标，其他环节都是开放的。莫斯利认为，KERS的发展几乎是无限的。以下是新规则中仅有的限制:1，KERS系统最大输出输入功率不得超过60KW，每圈总能量释放不得超过400KJ。(规则5.2.3) 2在进站期间，汽车不得向KERS系统添加储能。(规则5.2.4) 3赛车发动机、变速箱、离合器、差速器和KERS以及所有相关的激活机构必须由国际汽联指定的ECU供应商提供的ECU(即迈凯轮提供的标准ECU)控制。(原规则8.2.1)目前版本的规则09只限定了KERS！四:两种技术原理的KERS系统及其优缺点(本文重点)在宽松的FIA规则框架下，两种技术原理的KERS系统正在研发中:飞轮动能回收系统和电池-电机动能回收系统。接下来从研发背景、技术原理、参数指标、技术难点、方案优缺点五个方面详细介绍。首先说说已经出现的“飞轮动能回收系统”。一、R&D背景这是雷诺将要采用的技术方案，威廉姆斯打算购买！2007年初，在雷诺汽车公司的支持下，雷诺F1车队的两名工程师Jon Hilton和Doug Cross离开位于恩斯通的总部，在银石成立了一家名为“Flybrid Systems LLP”的公司。在这里，Flybridge是两个英文单词的组合，飞轮和混合。我们把它翻译成“飞轮混合动力系统公司”。注:以下简称FB公司。2007年中期，该公司开发了一种高效的飞轮动能回收系统(见上文)。飞轮动能回收系统的原理其实很简单。小时候玩过回力玩具车的朋友都知道，当我们向后滚动车轮使储能结构(一般是弹簧或橡皮筋结构)积聚势能，然后把车放在地上，积聚的势能就能让车快速行驶。FB公司的动能回收方案就是基于这个基本原理。注:是基本原理，即从动能->；势能->；动能的转化过程。但是，它的具体工作过程肯定要复杂得多。要知道这可是时速300多公里的F1赛车。我们来看看它的实际结构:如上图所示:这是FB公司提供的系统原理图(右下方是CAD三维效果图)。它始终由一组高速飞轮、两组固定传动比齿轮组、一个CVT(无级变速箱)和一组离合器(离合器2)组成，其中无级变速箱由技术合作伙伴Torotrak提供，另一家公司Xtrac负责传动系统的制造。该系统的工作过程如下:汽车在制动时，车身的动能会通过无级变速箱传递给飞轮，带动真空箱内的飞轮高速旋转，积蓄能量。当汽车出弯时，储存在飞轮中的能量通过无级变速箱反向释放。整个系统结构简单紧凑，由SECU(标准ECU)编写的配套程序控制。在外观上，可以根据用户的需求进行调整。也就是说，你可以有不同的形状选择！c、技术难点众所周知，每一公斤的质量对F1赛车都是有用的。为了达到尽可能高的能量密度比(注:飞轮动能回收系统的这个指标已经很高了)和最小化系统对赛车配重的影响，在采用飞轮动能回收方案时，需要把飞轮做得尽可能小，但这又如何满足储能指标呢？FB公司采用的解决方案是提高速度。目前他们样机的飞轮转速已经达到了64500转，这是一个近乎疯狂的数字。但这时候新的问题又出现了，因为高转速意味着系统会产生巨大的热量，面临巨大的风阻损失。希尔顿和克罗斯最终决定把飞轮装在真空箱里。据公司介绍，内部气压可达1x10-7 Pa。这是什么样的概念？乔恩·希尔顿说，这相当于一个气体分子跑45公里去见另一个。但是，还是要做。把飞轮放在真空箱里确实可以解决发热和风阻损失的问题，但是如何防止轴承的气密性在(对飞轮)输入输出动力的过程中被破坏？新的问题又诞生了！在现有技术中，电转换是一种替代方法，但能量损失太严重。结果，两位工程师找到了解决办法。他们发明了一种创新的轴封技术，现在已经申请了专利。