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卷土重来 浅析KERS系统重回一级方程式

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KERS与性能车新思路

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  在F1车队中,KERS的研发分为两大阵营。一种是飞轮-电动机方案,另一种是更为主流的电池-电动机方案。法拉利迈凯轮雷诺等车队都采用的是电池-电动机方案。与民用车混合动力系统相似,该方案主要原件也是电动发电机和蓄电池。电动发电机通常被安装在发动机及变速箱输出端,当赛车减速时,它就是一台发电机,将车辆的动能转化为电能并向蓄电池充电。而当车手按下方向盘上的加速按钮时,电池就会向这台电动机放电,而电动发电机输出的动力则会与发动机动力进行汇合,从而达到增加动力输出的目的。至于飞轮-电动机方案,虽然威廉姆斯车队曾尝试使用,但截至09赛季末也没能投入使用。

  虽然KERS在F1中尚未完全普及,但这项技术已经为民用车的开发提供了新的思路。在有“汽车潮流风向标”之称的2010日内瓦车展上,保时捷、法拉利这些性能车厂都拿出了Hybrid产品。据悉,保时捷918 Spyder在纽博格林能跑出7分30秒以内的成绩,而GT3 R Hybrid真能上赛道。在法拉利展台,599也有了Hybrid版。

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  Plug-in Hybird系统的应用使得保时捷918 Spyder作为一辆超越Carrera GT的超级跑车,达到百公里3升的油耗和70g/Km的二氧化碳排放量。这套系统有3个工作模式,在Hybird模式下电动机是作为主动力输出,18 Spyder可以像一辆普通的混合动力车一样省油驾驶;Sport Hybrid模式下,燃油经济性就不是ECU的考虑范围了;而在Race Hybrid模式下,这套系统会更类似于F1中的KERS系统,蓄电池中的电能将会通过方向盘上的红色按钮被释放,用于加速和超车。

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  保时捷911 GT3 R Hybrid所配备的KERS系统是由威廉姆斯车队开发的。该混合动力系统利用飞轮-发电机和制动能量回收系统为安装在车辆前部的两台电动机供电。这两台电动机可以持续8秒产生120千瓦/163马力的功率,飞轮-发电机由该车搭载的353千瓦/480马力4.0升六缸汽油引擎驱动。除了节能减排的作用,这部分额外动力的用法可比F1中的KERS。

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  法拉利HY-KERS这部超级跑车的混合动力系统包括了F1赛车的KERS系统,在制动过程中通过飞轮转化动能供电动机使用,电动机可为车子增加73.5千瓦/100马力功率。这保证HY-KERS纯正的量产版F1身份,而足够大的电池组甚至可能让车子在纯电力驱动模式下行驶。为了进一步降低油耗,引擎启动/停止系统也将配备在这款车上。这款车油耗有望降低近35%,其综合油耗将达到16.8升/百公里。

  在性能车中加入F1的KERS系统,一方面是为了降低排放,另一方面则是为了加强动力。当驾驶者进弯的时候,刹车的将不仅仅是刹车碟,还有反施的电动机,使制动性能迅速提升;而在加速时,电动机独有的大扭矩能帮助车子迅速提速,这个汽油机无法比拟的。

  小结:F1比赛的胜负,往往是通过小数点后面的数字来决定的,而KERS系统所能创造的价值将是所有车队不能忽视的。早前,F1各车队已就2013年开始实施的新引擎计划达成一致,2013年起,包括KERS、小功率引擎、涡轮增压器等都将成为F1强制使用的部件。F1决定在2011赛季让KERS回归是明智之举,要是等到期限将至才开始匆忙变动规则,可能要面临更大的风险。KERS的回归将对F1赛车和民用车在能量方面的研究起到推动作用,同时还代表着绿色能源的新时代。

文章标签: 汽车赛事
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