KERS là gì và công nghệ vận hành trên xe F1 ra sao?

KERS vốn không quá xa lạ với chúng ta qua hệ thống hybrid trên những chiếc xe thương mại đã có mặt tại Việt Nam như Lexus LS 600h, Toytoa Prius… Đây là hệ thống tận dụng năng lượng hao phí sinh ra từ hệ thống phanh của xe để tạo ra năng lượng và tái sử dụng năng lượng này khi cần thiết.



A.Hệ thống Kinetic Energy Recovery System được đặt gần hộp số (mỗi đội đua có thiết kế ở vị trí khác nhau).
B.Phục hồi & lưu trữ năng lượng từ hệ thống phanh.
C.Nguồn năng lượng được tạo ra khi xe phanh.
D.Tay đua nhất nút trên vô lăng để "xả" năng lượng tăng công suất mã lực trong vài giây.

Về lý thuyết hệ thống này cần một thiết bị để lưu trữ năng lượng sinh ra và sau đó tái sử dụng. Ba thiết bị được nhắm đến là bánh đà (flywheel), pin siêu công xuất (supercapacitor) và hệ thống ắc quy Lithium Ion. Mỗi thiết bị có những ưu nhược điểm riêng nhưng đều tuân thủ nguyên tắc về chỉ số năng lượng và công xuất. Chỉ số năng lượng chỉ ra năng lượng mà hệ thông lưu trữ được trên mỗi đơn vị trọng lượng của chính hệ thống đó. Chỉ số công xuất chỉ ra năng lượng mà hệ thống lưu trữ có thể nạp và hay lấy ra trên mỗi đơn vị trọng lượng của chính hệ thống đó.

Hệ thống ắc quy Lithium ion rất mạnh với chỉ số năng lượng nhưng nhược điểm là chúng tốn thời gian để được nạp đầy nhưng lại nhanh hết.

Hệ thống pin siêu công suất thì ngược lại khi có thời gian nạp nhanh nhưng chỉ số năng lượng do có chỉ số công suất cao nhưng để có được hệ thống đủ dùng sẽ đòi hỏi một trọng lượng pin rất lớn.

Hệ thống flywheel xem ra rất thích hợp bởi nó có thể được nạp đầy năng lượng trong vòng chỉ 10 phút và trả lại phần năng lượng đó với hiệu suất rất cao lên đến 70% (nếu so với hiệu suất chừng 30 đến 40% của hai hệ thống kia). Flywheel đồng thời rất gọn nhẹ với trọng lượng toàn hệ thống chỉ vào khoảng 40kg. Nghe có vẻ đây xe là hệ thống mà tất cả các đội sẽ sử dụng nhưng trên thực tế chỉ duy nhất Williams AT&T sử dụng hệ thống này.
Các đội còn lại đã lựa chọn hệ thống pin Lithium ion với nhà phát triển hàng đầu trong lĩnh vực này là Magnetti Marelli. Ban đầu hãng chế tạo Ý dự định phát triển hệ thống hoàn chính gồm hệ thống mô tơ điện và hệ thống pin lưu trữ nhưng mỗi đội lại có những ý tưởng khác nhau về hệ thống pin lưu trữ cho riêng mình nên rốt cuộc Magnetti Marelli chỉ phát triển hệ thống mô tơ điện. Hệ thống này được cho là đã phát triển với sự cộng tác kỹ thuật từ đội đua Ferrari.

Cho đến nay mới chỉ có Ferrari, McLaren và Renault công bố quyết định sử dụng hệ thống KERS từ chặng đầu tiên tại Melbourne. Xem ra hành trình với KERS sẽ còn là con đường dài trước mắt cho dù hệ thống này có ích đến đâu thì niềm tin tuyệt đối với nó vẫn còn chưa đủ.