Volantes o ultracondensadores y un motor de cuatro cilindros podrían ser suficientes para impulsar incluso los autos y SUV más grandes. Son como turbocompresores de duración limitada, buenos para alrededor de 10 segundos de potencia extra a la vez, y reemplazan los complicados sistemas eléctricos híbridos con, bueno, sistemas electromecánicos de diferente complejidad. Volvo es el último fabricante de automóviles en anunciar interés en la potencia del volante, mientras que Porsche ha estado utilizando volantes con éxito en las carreras de autos. Estos autos de volante, apodados sistema de recuperación de energía cinética (KERS), son otra forma de vehículo híbrido porque tienen un sistema de propulsión eléctrica que complementa el motor de combustión.
El carro volante es simple de describir, si no de diseñar. Un volante ligero y de baja fricción está integrado en la transmisión o en el maletero. Cuando el automóvil frena o incluso cuando funciona a velocidad constante, la energía adicional se transmite al paquete del volante y hace girar un volante hasta que alcanza las 60.000 rpm. Cuando se requiere energía para alejarse inteligentemente de un semáforo o acelerar hacia la carretera, la energía del volante se convierte en electricidad que impulsa un motor eléctrico para complementar el motor de combustión. Dependiendo de la fuerza con la que pise el acelerador, puede obtener de 5 a 20 segundos de potencia adicional. Un híbrido tipo Prius proporciona menos energía pero por períodos más largos.
Una tecnología diferente, solo que la que utiliza el volante KERS ultracondensadores , pequeños conjuntos de placas aisladas que forman un diferencial eléctrico (voltaje). Un pequeño capacitor respalda su radio reloj o reproductor de DVD (el parpadeo de las 12:00 es una señal de diseño de reducción de costos sin capacitor ni batería de respaldo); en un automóvil o un automóvil de carreras, un enorme banco de ultracondensadores almacena suficiente jugo para proporcionar una cantidad similar de aceleración como un volante. Un generador carga los condensadores cuando el automóvil desacelera o frena. Fueron probados en autos de carrera de Fórmula 1 hace un par de años y luego se dejaron de lado en 2010 debido a algunos problemas de confiabilidad y seguridad. Un mecánico en el pit lane fue golpeado accidentalmente por un auto de carreras que no estaba debidamente conectado a tierra (video incrustado a continuación). Para 2011, están de vuelta. Los equipos pueden usar cualquiera de las tres formas de KERS: volante, ultracondensador o hidráulico (el fluido hidráulico presiona una cámara bajo desaceleración). Las reglas limitan la salida del KERS a unos 80 CV y no más de 6,67 segundos de impulso por vuelta.
Volvo dice que comenzará a probar un sistema de recuperación basado en volante a finales de este año. El objetivo de Volvo es una mejora del 20% en el ahorro de combustible y un rendimiento adicional de 80 hp más de lo que proporciona el motor de combustión. En el caso de Volvo, el sistema de volante se instala como parte del paquete de transmisión: un disco de fibra de carbono de 13 libras que gira a hasta 60,000 rpm. Volvo dice que le dará a un automóvil de cuatro cilindros el rendimiento de uno de seis cilindros, usando la misma comparación que usa Ford para conectar su EcoBoost, o motores de gasolina turboalimentados : Agregue un módulo de mejora del rendimiento, reste dos cilindros, mantenga el rendimiento, mejore la economía. Volvo también sostiene que un sistema de volante podría costar solo un tercio de lo que cuestan las baterías híbridas: $ 750- $ 1,000, en otras palabras, ya que un paquete de baterías híbridas de reemplazo cuesta entre $ 2,500 y $ 3,000.
Porsche ha utilizado un sistema de volante en algunos de sus autos de carrera, como el Porsche 911 GT3 R Hybrid, donde el volante se encuentra en la cabina en lugar del asiento del pasajero (para una mejor distribución del peso) y proporciona 5-7 segundos de aceleración total desde dos motores eléctricos de 80 hp que accionan las ruedas delanteras; un motor de gasolina de 480 hp impulsa las ruedas traseras. Porsche anunció el coche en 2010 (ver más en Buena tecnología limpia ) pero el 911 GT3 R Hybrid no ha sido elegible para algunas series de carreras que permiten el 911 GT3 R no híbrido porque los legisladores no saben cómo perjudicar el impulso del motor eléctrico. Porsche niega los informes de que un sistema híbrido KERS será parte del Porsche 911 de próxima generación que se anunciará en septiembre Salón del automóvil de Frankfurt .
Los volantes han estado en los automóviles durante más de un siglo, pero para la tarea mucho más simple de proporcionar un impulso de giro cuando el conductor cambia de marcha y suelta el embrague. El volante como impulsor de rendimiento y mpg data de la década de 1980 cuando General Motors, luchando por cumplir con los estándares más estrictos de eficiencia de combustible derivados de la escasez de petróleo de la década de 1970, planeó un sistema híbrido. GM se rindió cuando las mejoras de eficiencia reales resultaron ser la mitad de lo que esperaban. Y tal vez igual de bien: uno de los equipos de ingeniería más grandes y respetados del mundo simplemente no podía mantenerse al día con la necesidad de hacer automóviles más pequeños, cambiar a tracción delantera, montaje transversal algunos motores de tracción delantera (de lado en lugar de adelante hacia atrás). Los intentos de GM de cilindrada variable (V8-6-4) y motores diésel de automóviles de pasajeros explotaron en sus caras. A veces literalmente. Pero eso fue entonces.
'La industria ha pasado de ser escéptica a pensar que se puede hacer', dijo Derek Crabb, vicepresidente de ingeniería del tren motriz de Volvo, a MIT Technology Review, 'pero existen enormes desafíos'.
El grupo de ingeniería británico Ricardo ha trabajado con Volvo en varios conceptos híbridos, incluida la tecnología de volante KERS (foto de la derecha). Según Ricardo, un sistema de volante proporciona dos o tres veces la potencia de impulso instantáneo de un sistema de batería, 60 kilovatios frente a 15-25 kilovatios, ocupando menos peso y espacio. Uno de los desafíos es mantener el vacío dentro de la carcasa del volante. Un automóvil de carreras Porsche tiene la atención de una docena de mecánicos y el volante KERS solo tiene que mantener el vacío adecuado durante un día, mientras que un automóvil de pasajeros probablemente necesitaría una bomba para mantener el vacío a lo largo del tiempo. Para reducir la fricción de un turno giratorio y sellos, Ricardo tiene un sistema de imanes a lo largo del borde del volante y otro conjunto fuera de la carcasa, que funciona como un generador eléctrico.
Para obtener más información sobre el automóvil KERS de Volvo, consulte Revisión de tecnología del MIT ; también ver más en KERS en la Fórmula 1 .