





KERS (Kinetic Energy Recovery System)
http://www.magnetimarelli.com/excellence/technological-excellences/kers
運動エネルギー回生システム
http://ja.wikipedia.org/wiki/運動エネルギー回生システム
KERS
原理
一般的なレーシングカーはコーナー手前でブレーキングする際、前進方向の運動エネルギーを熱エネルギー(ブレーキディスク・パッドの摩擦熱)として捨てることで車速を落としている。KERSではこの余剰エネルギーを車体内に一時保存しておき、規定の範囲内でエネルギーを放出して、駆動輪の回転をアシストする。量産車のハイブリッド技術をレースに応用したものであり、内燃機関(エンジン)の出力にエクストラパワーを追加することで、追い越し(オーバーテイク)の機会を増やし、レース展開を活性化する可能性が見込まれる。
同じハイブリッド技術といっても、量産車の場合は燃費向上やメンテナンスフリーといった点が重視されるが、レーシングカーの場合はラップタイムの短縮が第一であるため、求められる性能は異なる。「急減速・急加速に応答するレスポンス(パワー密度)」「軽量コンパクト」「設置位置の自由度(前後重量配分や低重心化)」「過酷な使用環境(熱や振動)における信頼性」といった要件を満たす必要がある。
エネルギーの保存・再利用は3つの方法がある。
電気式
駆動系に電動機(モーター)/発電機(ジェネレーター)ユニット (MGU) を設置。減速時にはジェネレーターの抵抗を制動力として用いつつ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して(いわゆる回生ブレーキ)、バッテリー(リチウムイオン電池)に充電する。KERS使用時には逆のルートで電流を送り、モーターを駆動して運動エネルギーに再変換する。
市販車で蓄積された技術的ノウハウを利用できることが特徴。ただし、電池は化学反応によって蓄電するためパワー密度が低く、バッテリーパックの重さや熱管理という課題もある。イオンの物理反応を用いる電気二重層コンデンサ(スーパーキャパシタ)はリチウムイオン電池の3倍のパワー密度を持つが、エネルギー容量が小さいためサイズが大きくなってしまう。
>電気式以外省略
F1での使用例
レギュレーションと搭載方法
F1レギュレーションにおいては、KERSの作動は後輪に限定される。最大出力は60kW、1周あたり発揮できるエネルギーは最大で400kJと定められており、これを馬力・時間換算すると81.6馬力のパワーアシストを一周につき6.67秒間使える計算になる。ラップタイムに換算すると、1周あたり0.3秒~0.5秒の短縮が可能になる。
また『スタートラインを通過して、再度スタートラインに到達するまでを一周とする』という解釈のため、KERSが800kJのエネルギーを貯蔵できれば13.34秒ほぼ連続でKERSを使用することが可能である[注釈 2]。特に富士スピードウェイのようなホームストレートが長いサーキットでは最高速に大きく影響を及ぼすと考えられた。
エネルギーの放出は、ドライバーがステアリング上のKERSボタンを押している間に行われる。市販車のようなブレーキ/エンジンとの協調制御は認められておらず、ステアリング上のダイヤルで回生力や出力の調節を行う。
システム構成は自由であるが、使用する全チームがモーター+リチウムイオン電池の電気式を選択した。ウィリアムズはフライホイール開発企業を買収し、独自にバッテリーから電動フライホイールへの切り替えを目指していたが、最終的には見送った。フライホイール装置を燃料タンクの上に設置するつもりだったが、2010年のレギュレーション変更でレース中の再給油が禁止され、燃料タンクが大型化したことでパッケージングが困難になったためである。
主要コンポーネンツは運動性能への影響を抑えるため、車両中心部の低位置に配置されている。MGUはエンジンの前方にあり、ギアを解してクランクシャフトに接続する。バッテリーパックはモノコックの底部(燃料タンクの下)に納める方法が主流だが、マクラーレンはサイドポッド側面、レッドブルはギアボックスの側面に搭載した。
要は、リアの出力軸にモータを取り付けて、減速時は発電機として使用→バッテリに充電、
そして、ためた電力を必要な時に放出する。(放出時はモーター)
イラストを見ると、ドライブシャフトやミッションからではなく、クランクシャフトから取っている模様。
この方式なら、一般車にもチェーンかギア経由でエンジンルーム内に後付けできるかも。
貴方の車がハイブリッドに(笑)
KERS - the hybrid boost in F1
Ready, steady, KERS!
Introduced in 2009: KERS, the hybrid boost in F1. MERCEDES AMG PETRONAS drivers Nico Rosberg and Lewis Hamilton talk about how they use the fascinating KERS technology.
2013 F1 - Mercedes AMG Petronas - KERS - the hybrid boost in F1
http://www.youtube.com/watch?v=d6gmKnM1TKQ