K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: K.E.R.S.

Il K.E.R.S., o meglio, il Kinetic Energy Recovery System è un dispositivo che può essere aggiunto ad un propulsore al fine di recuperare energia cinetica in frenata, accumularla e renderla fruibile sotto forma di energia elettrica, quando richiesto dal pilota, per alimentare un motore elettrico durante un periodo di tempo limitato ed in particolari condizioni.

Si tratta quindi di un sistema ibrido “in parallelo” che permette di ottenere un “effetto booster” con un surplus di 80 cavalli circa per un tempo limitato dalla Federazione Internazionale dell’Automobilismo a circa 6,7 secondi. La sua massa complessiva a bordo è pari a circa 30 kg, tale massa però non è considerata penalizzante a bordo di un veicolo di Formula 1 in quanto ogni vettura della massima categoria in realtà è sottopeso rispetto al regolamento e zavorrata con masse aggiuntive. Se di svantaggi dobbiamo parlare è opportuno citare che la massa costituita dal sistema K.E.R.S. non può essere variata di posizione lungo il telaio al contrario di una comune massa aggiuntiva che può essere collocata nel punto dove meglio bilancia la vettura.

Gli elementi che costituiscono il K.E.R.S sono: un motore elettrico/dinamo (solitamente un motore elettrico in corrente continua, ma sarebbe più corretto dire una “macchina elettrica” ovvero un dispositivo ove la potenza in ingresso è di tipo elettrico e quella in uscita di tipo meccanico in configurazione di “motore elettrico” e, viceversa in configurazione di “dinamo”); un accumulatore di carica (batterie al litio, ultracapacitori o supercondensatori, accumulatori di energia cinetica a volano, es. “Williams Hybrid Power”); un sistema di controllo (ovvero un dispositivo che riesce a far funzionare la “macchina elettrica” come macchina motrice o come macchina operatrice, in soldoni come motore elettrico o come dinamo).

Il K.E.R.S. è vantaggioso in tutte quelle situazioni in cui la trazione motrice richiesta è inferiore all’aderenza disponibile alle ruote motrici e quindi durante lunghi rettilinei, durante i sorpassi, durante violente accelerazioni con velocità iniziale diversa da zero e superiore a quel range di velocità in cui l’intervento del controllo di trazione renderebbe “sprecato” l’utlizzo dell’effetto booster. E’ altresì svantaggioso, se non inutile, quando la trazione motrice richiesta supera l’aderenza disponibile alle ruote motrici e quindi durante le forti accelerazioni con marce basse, partenza, pista bagnata, percorrenza delle curve…

Kinetic Energy Recovery System

Sulla sinistra dell’immagine si può osservare l’ormai nota architettura a V tipica dei motori di F1.
Il K.E.R.S. è collegato meccanicamente all’albero motore. L’unità di controllo gestisce il compito
del motore elettrico e lo converte da motore a dinamo a seconda dell’esigenza.

E.R.S. Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: Dispositivi di recupero dell’energia per vetture ad elevate prestazioni

Con l’acronimo E.R.S. si intende il complesso di sistemi di recupero dell’energia (Energy Recovery System). Tale voce è frequentemente utilizzata nell’ambiente della Formula 1 dove, per il momento, si distinguono due importanti tipologie di sistemi di recupero dell’energia destinati alle monoposto:

Il sistema K.E.R.S. (kinetic Energy Recovery System) a bordo delle vetture di F1 dalla stagione 2009, il quale comprende un motore/dinamo, un accumulatore di carica ed un sistema di controllo.  Il motore elettrico, come vedremo più avanti, funge da generatore nelle fasi di frenata/rilascio andando a caricare un accumulatore di carica, per poi diventare un motore con effetto booster utilizzando, quando richiesto dal pilota, l’energia precedentemente recuperata ed accumulata.
Vedi l’articolo: “K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System”.

Il sistema E.E.R.S. (Exhaust Energy Recovery System) disponibile a partire dalla stagione di F1 del 2014, sfrutta la logica del turbo-compound, ove la turbina è collegata meccanicamente all’albero motore per migliorare l’efficienza del propulsore, evolvendola. Questo sistema, che vedremo nel dettaglio più avanti, è abbinabile ai motori sovralimentati mediante turbocompressore e sfrutta una seconda turbina (posta in serie con quella principale) per alimentare un generatore che aziona un motore elettrico. Il dispositivo offre un costante surplus di potenza.
Vedi l’articolo: “E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System” – Articolo in preparazione

E.R.S. - Energy Recovery System

A causa del pericolo di fughe di tensione lungo il corpo vettura (il carbonio è un ottimo conduttore),
le monoposto vengono dotate di adesivi (come quello riportato in figura) che segnalano il pericolo di
alta tensione fino a che il sistema E.R.S. non viene scaricato.