Kers

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA
SEDE CONCEPCION

MANEJO DE RECURSOS ENERGETICOS
TAREA Nº 3 “KERS”

FABIAN ESCARE RAMIREZ
ING. EJEC. MEC. PROC. MANT. IND.
PROFESOR SR. JUAN RAYO CASANUEVA
DEFINICIÓN
Literalmente, KERS es el acrónimo de Kinetic Energy Recovery System ; es decir, "Sistema de Recuperación de Energía Cinética" que, aplicado a los monoplazas, transforma la energíadesprendida por los autos en las frenadas, hasta ahora despreciable, en energía eléctrica y la almacena para uso de ella posteriormente.
Este sistema de recuperación de energía permite obtener energía cuando los monoplazas frenan para almacenarla, y después poder liberarla para proporcionar una potencia extra durante 6,7 segundos por vuelta cuando se pulsa un botón. En esencia el sistema essimple, sólo se necesitan tres componentes principales: el motor-generador que genera la potencia en frenadas y la libera cuando se utiliza el KERS, las baterías para almacenar la energía, y la unidad de control que controla todo el proceso.

Motor-generador (en amarillo en el dibujo): Montado en la parte delantera del motor, está unido a un engranaje colocado en la parte delantera del cigüeñal.Trabaja en dos modos, uno recuperando energía de las frenadas para convertirla en energía eléctrica que se almacena en las baterías, y otro haciendo lo contrario, devolver la energía de las baterías para funcionar como motor cuando se aprieta el botón del KERS. Por las elevadas revoluciones a las que gira y la gran corriente eléctrica generada y liberada, por lo general los equipos lo refrigeran conagua o aceite.

Baterías (en rojo): Aunque se han desarrollado volantes de inercia para almacenar la energía, en 2009 sólo se utilizaron baterías eléctricas de ion-litio. Formadas por alrededor de 40 celdas individuales duran dos carreras, y normalmente van montadas en el suelo de los pontones, por debajo de los radiadores. Al ser cargadas y descargadas varias veces cada vuelta se calientan muchoy necesitan sistemas de refrigeración por agua o aceite, incluso con su propia bomba y radiadores.
Unidad de control (en azul): Esta caja electrónica tiene dos funciones, una la de invertir y controlar la conmutación de la corriente entre las baterías y el motor-generador, y la otra la de supervisar el estado de las celdas de la batería. Esta última función es fundamental, porque la eficiencia delas baterías se reduce si una de las celdas falla, además de que esa celda puede recalentarse y provocar problemas de seguridad.

Con los 400 KJ que se permiten almacenar como máximo, el sistema proporciona 80 cv de potencia durante 6,7 segundos, pero los equipos que lo emplearon en 2009 tuvieron muchas dificultades para mejorar con él los tiempos por vuelta. El motivo estaba en el peso delconjunto (un mínimo de 25 kg) y en su localización. Los slicks delanteros que se empleaban, más anchos que los actuales, demandaban una distribución de pesos muy adelantada, con el 49% del peso apoyado en el eje delantero, por lo que los componentes del KERS montados por detrás del centro de gravedad del auto les dificultaba desplazar el peso necesario hacia delante.
En 2011 los KERS tendrán losmismos requerimientos que en 2009 en cuanto energía almacenada y descargada, pero el problema de reparto de pesos será mucho menor con neumáticos delanteros más estrechos, un reparto de pesos fijo para los neumáticos Pirelli (46% delante, 54% detrás), y un peso mínimo de los autos elevado de 620 a 640 kg.
Lo que sí que será un reto para los diseñadores es el alojamiento de los componentes del KERS,especialmente las baterías. Con la prohibición de los repostajes los equipos han ampliado los depósitos de combustible hacia los pontones, lo que ha obligado a realizar radiadores más largos y estrechos. En 2011, con las baterías del KERS, los pontones tendrán que ser algo más voluminosos, lo que penalizará algo la aerodinámica, aunque no lo suficiente como para anular la ventaja que proporciona...