- Trefwoorden:
- Hybride en elektrische aandrijving,
- Remenergieterugwinning,
- KERS,
- Porsche,
Porsche test hybrideracer
woensdag 17 februari 2010Op de aanstaande autoshow van Genève toont Porsche niet alleen een hybridevariant van de nieuwe Cayenne, maar ook de spannende GT3 R Hybrid. Dit proefmodel wordt ingezet bij de 24 Uur van de Nürburgring. Remenergie wordt opgeslagen in een vliegwiel! Deze race-hybride zet indrukwekkende prestaties neer…
Merk op dat vóór de achterwielen extra koelers zijn ondergebracht voor het vliegwielsysteem en bijbehorende elektronica. 1 vermogenselektronica, 2 portaal-as met twee elektromotoren,
3 krachtstroomkabel, 4 vliegwiel-KERS, 5 elektronische regeling.
We kennen KERS, de terugwinning van remenergie, uit experimenten in de Formule 1. We brengen in herinnering dat een F1 KERS niet meer dan 60 kW vermogen beschikbaar mag stellen, voor niet langer dan 6,7 seconden per ronde, uit een energieopslag die maximaal 400 kJ mag bevatten.
Half mei in actie bij de 24h op de Nürburgring, naast gewone Porsche GT3-versies die voor de officiële winst gaan.
De reglementen van andere raceklassen voorzien nog niet in KERS. Porsche zal dus buiten mededinging gaan racen met de GT3 R Hybrid, puur als test. De race-hybride is gebaseerd op de 911 GT3-raceversie R, zonder de prestaties van de benzinemotor te reduceren.
Het begint dus al met een 4.0 zespitter van 353 kW die de achterwielen aandrijft. Daaraan voegt het Hybrid-proefkonijn twee elektromotoren van elk 60 kW op de voorwielen toe. Zelfs met een 911 Turbo S is het dan maar behelpen. Die laat 390 kW op zijn vier wielen los, de 911 GT3 R Hybrid gooit dus tot 473 kW in de strijd.
Alleen kan hij dat net als een F1-bolide niet continu. Nadat voldoende remenergie is teruggewonnen kunnen de elektromotoren zes tot acht seconden op volle kracht meedraaien. Er wordt derhalve zes- tot achtmaal 120 kW is 720 tot 960 kJ remenergie hergebruikt.
Zo ziet een vliegwiel/elektromotorcombinatie eruit, hier de Ricardo Kinergy, met een magnetische koppeling om het vliegwiel aan en af te koppelen.
Williams techniek
Heel interessant is waar Porsche die kilojoules parkeert. Dat gebeurt in een vliegwiel, gekoppeld aan een elektromotor. Zo’n systeem ontwikkelen Flybrid en Magneti Marelli, maar Porsche koos voor het systeem van Williams Hybrid Power, verlengstuk van het Williams F1-team.
Bij remmen wekken de elektromotoren in de GT3 stroom op. Die gaat naar een aparte elektromotor, gekoppeld aan een vliegwiel. Het vliegwiel wordt tot 40.000 t/min versneld. Om vermogen af te geven wordt dit omgedraaid, het vliegwiel drijft zijn elektromotor aan, die levert stroom naar de motoren tussen de Porsche-voorwielen.
Zo zijn geen accu’s nodig. Het is alleen niet mogelijk met deze vliegwieltechniek langere tijd stroom te leveren, de vliegwiel/elektromotorcombinatie vertraagt snel zodra stroom wordt gevraagd. Voordeel is dat heel snel een forse hoeveelheid stroom kan worden opgenomen of afgegeven.
Flybrid ontwikkelde een puur mechanische KERS, waarin het vliegwiel (rechts op de foto) via een cvt-transmissie direct aan de autotransmissie gekoppeld wordt.
Hoog rendement
Zo kan een groot percentage remenergie bewaard worden. Er worden cijfers genoemd van 60 tot 80% rendement, tegen maar 40% voor een systeem met accu’s. Die kunnen niet snel stroom opnemen, terwijl bij remmen veel energie in korte tijd wordt verwerkt.
Nu zijn er wel degelijk F1 KERS-systemen met accu. Er mag per ronde toch niet echt veel remenergie bewaard worden. Dus is het niet zo erg als vaker geremd moet worden om een accu-KERS vol te krijgen, dan om een vliegwiel-KERS op toeren te brengen.
Porsche is geïnteresseerd in het vliegwielsysteem, omdat het sneller en meer remenergie kan terugwinnen. In de GT3 R Hybrid slaat het systeem globaal tweemaal zoveel energie op als een F1 KERS. Werkt eigenlijk net als een supercondensator, zegt u? Ja, maar die kan niet evenveel energie opslaan in hetzelfde kleine volume als dit vliegwiel-KERS. Anders had de F1 wel supercaps gebruikt, en geen vliegwielsysteem ontwikkeld.
Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)
