Системы рекуперации кинетической энергии (KERS) используют маховики для рекуперации энергии от кинетического движения автомобилей. Они используют вращающийся маховик, который вырабатывает энергию при вращении — это вырабатывает электрическую энергию для восстановления. Используют ли эти системы маховик при торможении, чтобы при торможении автомобиля вращающийся маховик вырабатывал электричество? Или рекуперация энергии происходит даже при движении автомобиля, когда маховик вращается вместе с осями автомобиля? Кроме того, каков процент рекуперации энергии (т. е. энергии, полученной от маховика, по сравнению с энергией, необходимой для вращения маховика — если это хорошая мера!) этих механизмов?
KERS также известен как рекуперативное торможение. Это система, используемая в последних гибридных автомобилях. Когда транспортное средство останавливается, тормоза воздействуют на диски, чтобы создать трение, чтобы замедлить его. При этом выделяется тепло, которое теряется или тратится впустую.
Регенеративное торможение создает трение в дополнение к тормозам, однако часть энергии преобразуется в электрический потенциал вместо тепла.
Постоянное использование маховика во время поездки/гонки может привести к снижению производительности. Он используется только при торможении, однако в KERS энергия используется, например, для ускорения на прямых участках в гонке.
Эффективность будет зависеть от генератора, который вы использовали. Больше катушек, выше эффективность, однако чем больше катушек, тем больше вес. Вам нужно найти баланс.
Системы KERS (используемые в автомобилях F1 и leMans) полагаются на маховик для хранения кинетической энергии. При торможении передача через коробку передач 1:n соединяется с маховиком. То есть один полный оборот колес автомобиля заставит маховик повернуться на n оборотов. Затем система маховика будет хранить энергию до тех пор, пока она не понадобится. Поскольку система маховиков вращается на шарикоподшипниках и внутри вакуума, потери минимальны. Когда энергия необходима для ускорения, есть два способа ее использования:
а) Подключить маховик к трансмиссии с помощью редуктора n:1 и напрямую рекуперировать накопленную кинетическую энергию.
б) Сохранить энергию маховика в виде электричества в аккумуляторе, подключив маховик к генератору переменного тока. Затем эта энергия преобразуется обратно в кинетическую с помощью электродвигателей.
Что касается эффективности, то, конечно, метод а) намного эффективнее, так как нет преобразований. просто потери в виде тепла и сопротивления через редукторы.
Метод б) так же эффективен, как генератор переменного тока, аккумулятор и электродвигатель. А также имеет коробки передач между ними.
С практической точки зрения, для гоночного автомобиля, который либо разгоняется, либо сильно тормозит, метод а) предпочтительнее как более эффективный и прямой.
Однако для уличного автомобиля все иначе. Поскольку он всегда останавливается, вариант длительного хранения батареи гораздо полезнее.
В настоящее время даже гоночные автомобили по правилам вынуждены полагаться исключительно на метод б) как на средство дальнейшего развития технологии для повседневного использования.
Стивен