Alternative Antriebe Das Schwungradsystem KERS

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist meist verbunden mit hohem technischen Aufwand. Volvo hat ein mechanisches System zur Bremsenergie-Rückgewinnung entwickelt, das den Verbrauch reduziert – und ein erhebliches Plus an Leistung bringt.

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Die Basis für das System ist die sogenannte Schwungradtechnik, die Volvo in einer umfangreichen Testreihe im Straßenverkehr erprobt hat und nun für einen möglichen Serieneinsatz weiterentwickelt. Hauptbestandteil des sogenannten KERS (Kinetic Energy Recovery System) ist ein Schwungrad, das an der Hinterachse arbeitet. Bei der Verzögerung des Fahrzeugs wird das Schwungrad von der beim Bremsen entstehenden Energie auf bis zu 60.000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt. Während dieser Rotation speichert das Schwungrad die Energie – und kann sie jederzeit verzögerungsfrei wieder abgeben. Sobald das Fahrzeug anfährt oder beschleunigt, leitet das rotierende Schwungrad die gespeicherte Energie über ein spezielles CVT-Getriebe an die Hinterräder. Die Kraft reicht aus, um das Fahrzeug vorübergehend allein anzutreiben; der Verbrennungsmotor, der seine Kraft an die Vorderräder überträgt, ist währenddessen nicht in Betrieb.

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Einsatz im Motorsport

Dieses enorm schnelle Speichern und Abgeben der Energie ist der große Vorzug der Schwungradtechnik gegenüber konventionellen Batterien – und der ausschlaggebende Grund für den Einsatz der KERS-Technik im Motorsport. Hier setzen die Teams aber überwiegend auf elektrische Systeme. Das sehr gute Ansprechverhalten wiegt demnach den Nachteil auf, dass sich mit der Schwungradtechnik weniger Energie speichern lässt als mit einer vergleichsweise eher träge reagierenden Batterie. Zudem läuft das Schwungrad in einem Vakuum, sodass Verluste durch Luftreibung minimiert werden.

Deutliche Entlastung des Verbrennungsmotors

Durch die Entlastung des Verbrennungsmotors ergibt sich eine erhebliche Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. „Nach unseren Berechnungen wäre der Verbrennungsmotor im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) die Hälfte der Zeit abgeschaltet“, erläutert Derek Crabb, Vice President Powertrain Engineering bei der Volvo Car Group. Damit ist laut Berechnungen des skandinavischen Premium-Herstellers eine Verbrauchsreduzierung von rund 25 Prozent möglich. Da das Schwungrad durch Bremsmanöver in Bewegung gesetzt wird und die Speicherung der Bremsenergie auf die Dauer der Rotation begrenzt ist, arbeitet das System im Stadtverkehr mit häufigen Brems- und Beschleunigungsvorgängen höchst effizient. Auch das schnelle Ansprechverhalten macht sich in diesen Fahrsituationen besonders bezahlt.

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