Sistema de recuperación de energía cinética

El primero de estos sistemas en ser revelado fue el Flybrid. ^{[ 4 ]} Este sistema pesa 24  kg (53  lbs) y tiene una capacidad energética de 400 kJ después de considerar las pérdidas internas. Se dispone de un aumento de potencia máximo de 60  kW (81,6 PS , 80,4 HP) durante 6,67 segundos. El volante de inercia de 240 mm (9,4 in) de diámetro pesa 5,0 kg (11 lbs) y gira a hasta 64.500 rpm. El par máximo en el volante es de 18 Nm (13,3 ftlbs), y el par en la conexión de la caja de cambios es correspondientemente mayor para el cambio de velocidad. El sistema ocupa un volumen de 13 litros. ^{[ 4 ]}       

Ya en 2006, en la EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) se estudió un primer sistema KERS basado en supercondensadores en el marco del desarrollo de la "Fórmula S2000". Se desarrolló un sistema de 180 kJ en colaboración con otros institutos. ^{[ 5 ]}

Se registraron dos incidentes menores durante las pruebas de varios sistemas KERS en 2008. El primero ocurrió cuando el equipo Red Bull Racing probó su batería KERS por primera vez en julio: falló y provocó una alarma de incendio que llevó a la evacuación de la fábrica del equipo. ^{[ 6 ]} El segundo ocurrió menos de una semana después, cuando un mecánico de BMW Sauber recibió una descarga eléctrica al tocar el coche de Christian Klien equipado con KERS durante una prueba en el circuito de Jerez . ^{[ 7 ]}

La Fórmula Uno ha declarado que apoya soluciones responsables a los desafíos ambientales del mundo, ^{[ 8 ]} y la FIA permitió el uso de KERS de 60 kW (82 PS; 80 bhp) en el reglamento para la temporada 2009 de Fórmula Uno . ^{[ 9 ]} Los equipos comenzaron a probar sistemas en 2008: la energía se puede almacenar como energía mecánica (como en un volante de inercia) o como energía eléctrica (como en una batería o supercondensador ). ^{[ 10 ]}   

Con la introducción del KERS en la temporada 2009, solo cuatro equipos lo usaron en algún momento de la temporada: Ferrari , Renault , BMW y McLaren . Finalmente, durante la temporada, Renault y BMW dejaron de usar el sistema. Nick Heidfeld fue el primer piloto en obtener una posición de podio con un auto equipado con KERS, en el Gran Premio de Malasia. McLaren Mercedes se convirtió en el primer equipo en ganar un GP de F1 usando un auto equipado con KERS cuando Lewis Hamilton ganó el Gran Premio de Hungría el 26 de julio de 2009. Su segundo auto equipado con KERS terminó quinto. En la carrera siguiente, Lewis Hamilton se convirtió en el primer piloto en obtener la pole position con un auto KERS, su compañero de equipo, Heikki Kovalainen, clasificó segundo. Esta fue también la primera vez que una primera fila completamente KERS. El 30 de agosto de 2009, Kimi Räikkönen ganó el Gran Premio de Bélgica con su Ferrari equipado con KERS. Fue la primera vez que el KERS contribuyó directamente a una victoria en carrera, y Giancarlo Fisichella, que quedó segundo , afirmó: "En realidad, fui más rápido que Kimi. Solo me adelantó gracias al KERS al principio". ^{[ 11 ]}

Aunque el KERS seguía siendo legal en la F1 en la temporada 2010, todos los equipos habían acordado no usarlo. ^{[ 12 ]} Las nuevas reglas para la temporada 2011 de F1 que aumentaron el límite de peso mínimo del coche y el piloto en 20  kg a 640  kg, ^{[ 13 ]} junto con el acuerdo de los equipos de la FOTA para el uso de dispositivos KERS una vez más, significaron que el KERS regresó para la temporada 2011. ^{[ 14 ]} El uso del KERS seguía siendo opcional como en la temporada 2009; y al comienzo de la temporada 2011 tres equipos optaron por no usarlo. ^{[ 15 ]}

WilliamsF1 desarrolló su propio sistema KERS basado en volante de inercia, pero decidió no usarlo en sus monoplazas de F1 debido a problemas de espacio, y en su lugar desarrolló su propio sistema KERS eléctrico. Sin embargo, crearon Williams Hybrid Power para comercializar sus desarrollos. En 2012 se anunció que los coches híbridos Audi Le Mans R18 usarían Williams Hybrid Power. ^{[ 16 ]}

Desde 2014, la potencia de las unidades KERS ha aumentado de 60 kilovatios (80 CV) a 120 kilovatios (160 CV) . Esto se introdujo para compensar la transición del deporte de motores V8 de 2,4 litros a motores V6 turbo de 1,6 litros. ^{[ 17 ]}  

Bosch Motorsport Service está desarrollando un sistema KERS para su uso en competición automovilística. Estos sistemas de almacenamiento de electricidad para funciones híbridas y de motor incluyen una batería de iones de litio con capacidad escalable o un volante de inercia, un motor eléctrico de cuatro a ocho kilogramos (con una potencia máxima de 60  kW (81  CV)), así como el controlador KERS para la gestión de la energía y la batería. Bosch también ofrece una gama de sistemas híbridos eléctricos para aplicaciones comerciales y de vehículos ligeros. ^{[ 18 ]}

Varios fabricantes de automóviles han estado probando sistemas KERS. ^{[ 19 ]} En los 1000  km de Silverstone de 2008 , Peugeot Sport presentó el Peugeot 908 HY , una variante híbrida eléctrica del 908 diésel, con KERS. Peugeot planeaba competir con el coche en la temporada 2009 de las Le Mans Series , aunque no se le permitió sumar puntos para el campeonato. ^{[ 20 ]}

McLaren comenzó a probar su sistema KERS en septiembre de 2008 en Jerez , preparándose para la temporada 2009 de F1 , aunque en ese momento aún se desconocía si utilizarían un sistema eléctrico o mecánico. ^{[ 21 ]} En noviembre de 2008, se anunció que Freescale Semiconductor colaboraría con McLaren Electronic Systems para seguir desarrollando su KERS para los monoplazas de Fórmula Uno de McLaren a partir de 2010. Ambas partes creían que esta colaboración mejoraría el sistema KERS de McLaren y facilitaría la transferencia de su tecnología a los coches de calle. ^{[ 22 ]}

Toyota utilizó un supercondensador para la regeneración en su coche de carreras híbrido Supra HV-R , que ganó las 24 Horas de Tokachi en julio de 2007. Este Supra se convirtió en el primer coche híbrido en la historia del automovilismo en ganar una carrera de este tipo. ^{[ 23 ]}

En el NAIAS 2011 , Porsche presentó una variante RSR de su prototipo Porsche 918 , que utiliza un sistema KERS basado en un volante de inercia ubicado junto al conductor en el habitáculo. Este sistema potencia los dos motores eléctricos que impulsan las ruedas delanteras y el motor de gasolina V8 de 565 CV que impulsa las traseras, alcanzando una potencia combinada de 767 CV. Este sistema presenta varios problemas, entre ellos el desequilibrio que el volante de inercia provoca en el vehículo. Porsche está desarrollando actualmente un sistema de almacenamiento eléctrico. ^{[ 24 ]}

En 2011, Mazda anunció i-ELOOP, un sistema que utiliza un alternador de voltaje variable para convertir la energía cinética en energía eléctrica durante la desaceleración. La energía, almacenada en un condensador de doble capa , se utiliza para suministrar la energía necesaria a los sistemas eléctricos del vehículo. Cuando se utiliza junto con el sistema de arranque y parada de Mazda , i-Stop, la compañía afirma que se logra un ahorro de combustible de hasta un 10 %. ^{[ 25 ]}

Bosch y PSA Peugeot Citroën han desarrollado un sistema híbrido que utiliza la hidráulica para transferir energía desde y hacia un tanque de nitrógeno comprimido  . Se afirma una reducción de hasta un 45 % en el consumo de combustible, equivalente a 2,9 L/100 km (81 mpg, 69 g CO₂ _/ km) en el ciclo NEDC para un chasis compacto como el Peugeot 208. Se afirma que el sistema es mucho más asequible que los sistemas eléctricos y de volante de inercia de la competencia y se esperaba que estuviera disponible en vehículos de calle para 2016, pero se abandonó en 2015. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

En 2020, FIAT lanzó la serie del FIAT Panda híbrido suave con tecnología KERS. ^{[ 28 ]}

Roewe (propiedad del fabricante de automóviles chino SAIC Motor) también utiliza la tecnología KERS.

El jefe de carreras de KTM, Harald Bartol, reveló que la fábrica compitió con un sistema secreto de recuperación de energía cinética instalado en la motocicleta de Tomoyoshi Koyama durante la carrera de 125 cc del Gran Premio de Motociclismo de la Comunidad Valenciana de 2008. Koyama terminó séptimo. ^{[ 29 ]} Posteriormente, el sistema fue declarado ilegal y, por lo tanto, prohibido. La motocicleta eléctrica Lit C-1 también utilizará un KERS como sistema de frenado regenerativo. ^{[ 30 ]}

El KERS también es posible en una bicicleta. La EPA , trabajando con estudiantes de la Universidad de Michigan, desarrolló el Asistente de Arranque de Freno Regenerativo hidráulico (RBLA) ^{[ 31 ].}

Esto también se ha demostrado montando un volante de inercia en el cuadro de una bicicleta y conectándolo a la rueda trasera mediante una transmisión CVT . Al cambiar de marcha, el 20 % de la energía cinética se puede almacenar en el volante de inercia, listo para proporcionar un impulso de aceleración al volver a cambiar de marcha. ^{[ 32 ]}

El Automobile Club de l'Ouest , organizador de las 24 Horas de Le Mans y de las Le Mans Series , ha promovido el uso de sistemas de recuperación de energía cinética en la categoría LMP1 desde finales de la década de 2000. ^{[ 33 ]} Peugeot fue el primer fabricante en presentar un coche LMP1 completamente funcional, el 908 HY, en la carrera de 1000  km de Autosport de 2008 en Silverstone. ^{[ 34 ]}

En las 24 Horas de Le Mans de 2011, Hope Racing participó con un sistema KERS mecánico de Flybrid Systems, convirtiéndose en el primer coche en competir en la prueba con un sistema híbrido. Este sistema consistía en embragues deslizantes de alta velocidad que transferían el par motor hacia y desde el vehículo, acoplados a un volante de inercia de 60 000 rpm.

Audi y Toyota desarrollaron coches LMP1 con sistemas de recuperación de energía cinética para las 24 Horas de Le Mans de 2012 y 2013. El Audi R18 e-tron quattro utiliza un sistema basado en volante de inercia , mientras que el Toyota TS030 Hybrid utiliza un sistema basado en supercondensadores . Cuando Porsche anunció su regreso a Le Mans en 2014, también presentó un coche LMP1 con un sistema de recuperación de energía cinética. El Porsche 919 Hybrid , presentado en 2014, utiliza un sistema de baterías, a diferencia del anterior Porsche 911 GT3 R Hybrid, que utilizaba un sistema de volante de inercia.

Un sistema KERS que utiliza un volante de inercia de fibra de carbono, desarrollado originalmente para el equipo de carreras Williams de Fórmula Uno , ha sido modificado para su adaptación a autobuses de dos pisos existentes en Londres . Los autobuses (500 del Grupo Go-Ahead ) fueron equipados con esta tecnología entre 2014 y 2016, anticipando una mejora en la eficiencia del combustible de aproximadamente un 20 %. ^{[ 35 ]} El equipo que desarrolló la tecnología recibió el Trofeo Dewar del Royal Automobile Club en 2015. ^{[ 36 ]}

Los vagones Parry People Mover utilizan un motor pequeño y un volante de inercia grande para moverse. El sistema también admite frenado regenerativo. ^{[ 37 ]}