Auch für Elektroautos nutzbar? Volvo will Autos mit dem Schwungrad zu 25 Prozent weniger Kraftstoffverbrauch verhelfen

(05.05.2013)

Der Autohersteller Volvo experimentiert schon länger damit, Elektromobilen mittels eines Massenschwungrad zu mehr elektrischer Reichweite zu verhelfen.

Das KERS-System mit dem Schwungrad. Bildquelle: Volvo

Volvo forscht schon länger damit, die kinetische Energie mittels Massenschwungrädern zu speichern. Das System nennt sich KERS (Kinetic Energy Recovery System) und wird in einer ähnlichen Form bereits im F1 Rennsport verwendet.

Seit längerer Zeit arbeitet der schwedische Autohersteller daran, dieses System für Autos nutzbar zu machen. Vom schwedischen Staat wird der Autobauer auch mit Entwicklungsgeldern in Höhe von 6,5 Mio SEK (ca. 760.000 Euro) unterstützt.

Das KERS-System mit dem Schwungrad. Bildquelle: Volvo

Das System arbeitet an der Hinterachse eines Autos, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinkt, wird das Schwungrad durch die Bremsenergie auf bis zu 60.000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt. Wenn man dann wieder beschleunigen oder anfahren will,  leitet das rotierende Schwungrad die gespeicherte Energie über ein speziell entwickeltes Getriebe auf die Hinterräder. Der Vorteil ist, dass der sonst für den Antrieb verwendete Verbrennungsmotor, welcher seine Energie an die Vorderräder überträgt, während des Bremsvorgangs und bei kurzem Anfahren in der Stadt abgeschaltet werden kann.

Die bisherige Nutzung in normalen Autos ist daran gescheitert, dass die Schwungräder bisher (aufgrund des verwendeten Stahls) ein hohes Gewicht hatten und das die Rotationskapazität begrenzt war.

Das KERS-System mit dem Schwungrad. Bildquelle: Volvo

Nun hat Volvo ein Schwungrad aus Kohlefasers entwickelt, welches bei einem Durchmesser von 20 Zentimetern nur noch sechs Kilogramm wiegt. Um Reibungsverluste zu verhindern, dreht sich das Kohlefaser-Schwungrad in einem Vakuum.

Die Vorteile der Schwungrad-Technik liegen in ihrer Umweltverträglichkeit, in den geringen Kosten sowie den besseren Fahrleistungen beim Beschleunigen.

Derek Crabb (Vice President Powertrain Engineering bei der Volvo Car Group) sagt zu dem System:

“Kombiniert mit einem Turbo-Vierzylinder, kann die Schwungrad-Technik den Kraftstoffverbrauch um bis zu 35 Prozent gegenüber einem vergleichbaren Sechszylinder-Turbomotor senken”… “Durch die kurzzeitige Bereitstellung von 80 zusätzlichen PS beschleunigt der Vierzylinder zudem ebenso gut wie ein Sechszylinder.”

Das KERS-System mit dem Schwungrad. Bildquelle: Volvo

Als Versuchsfahrzeug wurde ein Volvo S60 Hybrid mit der Schwungradtechnik ausgestattet, mit Hilfe des Schwungrads kann das Auto in nur 5,5 Sekunden von Null auf 100 km/h beschleunigen.

Weil das Schwungrad durch Bremsmanöver in Bewegung versetzt wird und die Speicherung der Bremsenergie nur so lange vorhält, wie sich das Rad dreht, arbeitet das System im Stadtverkehr mit ständigen Brems- und Beschleunigungsvorgängen besonders effizient.
Volvo hat berechnet, dass der Verbrennungsmotor laut des NEFZ (Neuer Europäische Fahrzyklus) gut die Hälfte der Zeit während der Fahrt nicht laufen muss. So kann Kraftstoff und auch CO2-Emissionen eingespart werden.

Das ist der Volvo V60 Hybrid, in so einem Fahrzeug wurde das Schwungrad-System (KERS) zu Testzwecken eingebaut.

Volvo will nun das Potential der Technik für den Einsatz in Serienfahrzeugen testen, Crabb zu der Zukunft des Schwungrad:

“Wir sind der erste Autohersteller, der ein verbessertes Schwungrad für die Hinterachse mit einem Verbrennungsmotor an der Vorderachse kombiniert. Nach Abschluss dieser erfolgreichen Tests werden wir in einem nächsten Schritt überprüfen, inwiefern sich die Technik in künftigen Autos einsetzen lässt”.

Ich vermute, dass man KERS auch gut in Elektroautos einsetzen könnte, denn dadurch könnte die Batterie zusätzlich entlastet werden, da der Elektromotor nicht alleine die ganze Kraft einsetzen muss.

Das System wird auch in dem folgenden Video gut erläutert:

Via: Autoblog