F1知识小百科 1-11-2007 更新

毒后苏樱

技术特辑-揭秘威廉姆斯KERS 追踪法拉利供应商系统




　　2008年7月末，我们曾在一篇名为“KERS系统深度分析 80马力的学问”的文章中，对将在本赛季引入的KERS技术做了前期报道。文章从KERS的概念出发，重点对两种技术方案的KERS的原理，以及其优缺点进行了系统的对比分析。

　　如今，随着新赛季的临近，各队的09款赛车将从本月起陆续发布，KERS变得越来越受关注。因此我们决定结合最新的动态，对该系统做进一步的跟进报道。

　　在下面的这篇文章中，我们将重点介绍威廉姆斯车队采用的第三种技术方案的KERS系统——电驱飞轮。与此同时，还将对普遍关心的、法拉利的KERS供应商——Magneti Marelli的产品做简略报道。另外有关KERS系统的几种安装方式，我们亦将在本文中提到。下面，进入第一部分：威廉姆斯的电驱KERS系统。

　　一，威廉姆斯的方案

　　A，研发背景

　　我们知道，威廉姆斯是独立车队中，唯一一支自行研发KERS系统的车队。这主要是因为他们收购了一个这方面的行家里手。

　　2008年4月份，威廉姆斯收购Automotive Hybrid Power，成立了一个专门从事KERS研发的公司——威廉姆斯混合动力有限公司。Automotive Hybrid Power的核心业务是研究用于能量恢复系统的高能量飞轮，而这正是威廉姆斯研发F1 KERS所需要重要技术。

　　Automotive Hybrid Power在被收购后，公司由原来的所在地诺维奇搬到了车队位于牛津的总部外。由伊朗-弗利(Ian Foley)出任新公司的常务董事。需要特别说明的是，威廉姆斯混合动力有限公司并不单纯从事本车队用于F1的KERS系统的研发。

　　B，方案概述

　　关于威廉姆斯的电驱飞轮KERS系统，很多人都知道他和Flybrid Systems LLP的方案不一样(注：后者的方案我们已在前一篇技术报道中做了详细的介绍，在此就不再赘述)，但是关于其技术原理却并不清楚，下文我们将对此作重点介绍。

　　威廉姆斯的电驱飞轮KERS，事实上从严格意义上讲，它依旧属于电池-电机这个范畴，只是在其系统中，电池的部分被电力驱动的飞轮所取代了。说的更明白点：就是用飞轮取代了电池作为能量的存储设备。这并非一个新生事物，它就是我们常说的“飞轮电池”。因此我们也可以将其称之为飞轮电池KERS。

　　C，工作原理




　　使用飞轮蓄能，是对当前化学电池的否定。在前一篇关于KERS的技术专稿中，我们指出人类当前在化学电池研究上遇到的技术瓶颈。知道现在即便是最先进的锂电池，其能量密度和功率密度低也是相对较低的，而且系统管理复杂，对温度敏感，自重大。正是因为电池的这些缺陷，催生了电驱飞轮蓄能技术在社会界的应用，而这也正是威廉姆斯选择电驱飞轮方案的原因。

　　威廉姆斯的飞轮蓄能并不同于Flybrid Systems LLP采用动能-势能-动能之间的转化来实现，它的转化过程是：电能-机械能-电能。

　　如图，这是威廉姆斯的电驱飞轮剖面图。蓝色部分是高强度的陶瓷轴承(注：关于轴承的材质是可选的，由系统的额定转速决定)，黄色部分是定子，红紫色部分是采用MLC技术(注：下文会讲到)制造的复合飞轮，外层的红色部分是碳纤维。

　　电驱飞轮(飞轮电池)的结构，可以简单的视作将一台普通的永磁发发电机/电动机放在一个飞轮当中。其工作原理，即蓄能和释放能量是这样来实现的：

　　当赛车在入弯制动的过程中，后轴驱动安装在尾部发电机(这是一台可在发电机和电动机之间相互切换的无刷电机)旋转，发电后将电输入飞轮内部的电机，接着电机驱动处在真空中的飞轮旋转，将电能转化为机械能(相当于化学电池的充电过程)。

　　当赛车通过弯心、全油门出弯时，飞轮内部的电机立即切换到发电机模式，飞轮带动发电机旋转，将存储的机械能通过电能的形式，把能量反向输送给尾部的电机(相当于电池的放电过程)。此时，尾部电机立即切换到电动机状态，电能驱动电动机旋转，其输出的动力与V8引擎的动力汇聚后，传递给后轴。这便是是威廉姆斯的电驱飞轮KERS的整个工作过程。




　　D，技术优势

　　采用电驱飞轮蓄能，相较于传统的机械飞轮蓄能以及化学电池蓄能，有几个非常重要的优势：

　　第一，电驱飞轮不需要使用无极变速箱来实现能量向飞轮的输入输出，对降低系统质量有重大意义；

　　第二，向飞轮的能量输入和输入是通过电流的形式来实现的，因此系统不需要面对机械传输那样的密封问题。

　　第三，电驱飞轮KERS系统，事实就是用飞轮取代电池的电池-电机KERS系统，因此他拥有和后者一样的优点——系统集成度低，飞轮电池的安装位置几乎不受限制，这对于赛车配重是非常有利的。而机械飞轮KERS由于集成度高，因此配重是个问题。当然机械飞轮KERS本身自重是相对较低的。

　　第四，由于电驱飞轮的储能飞轮在真空中旋转，并多数采用非接触式磁轴承。因此能量在输入和输出的过程中损耗非常小。目前，世界上较为先进的电驱飞轮，其净效率已高达95%，而威廉姆斯的系统效率还在这个之上，这个，我们会在下文中讲到。

　　而我们大家所熟知的化学电池，其储能方式是先将电池转化为化学能、再转化为电能输出。现在由于诸多的技术瓶颈，使得其效率依旧相对低下。

　　第五，电驱飞轮相较化学电池还有一个优势是：使用寿命长、性能稳定，当然机械飞轮也有这个优势。



　　E，核心竞争力

　　然而以上5点只是电驱飞轮的普遍特征，也就是说这是所有电驱飞轮的共同优点。真正给威廉姆斯带来优势的是：在飞轮的制造中使用了所谓的磁负载复合技术(Magnetically Loaded Composite)。磁负载复合技术是由欧洲的核动力巨头Urenco公司发明的一项革命性技术。它的特点是：通过在飞轮中掺杂磁粉，最大限度的减少了涡流损失(涡流：电学学术名词)。

　　这给威廉姆斯的电驱飞轮带来了以下优势：

　　1，使用MLC技术制造的飞轮，由于带有磁性粒子，因此发动机的转子不再需要护铁来疏导磁场。

　　2，第二，由于飞轮的磁性由微小的磁粉粒子形成，因此飞轮的结构不需要任何金素元素，这使得整个能量转化系统的涡流损失得到了大大的降低。

　　3，基于飞轮由复合材料制成，使得外围的碳纤维真空外壳，在强度上，只需要能经受崩溃的复合材料的冲击就行，外壳的质量因此大大降低。而如果飞轮由金素材料制造，对外壳的承受负荷指数的要求，会在另外一个数量级。

　　威廉姆斯车队表示，这项新技术使得他们的系统效率高达97%～99%，这几乎是一个不敢相信的数字。另外正是因为效率高，所以系统的热处理变得相对容易。因为高效率意味着能量在传输的过程中，转化为热量的能量就小。

　　威廉姆斯的这套系统，选择不同的轴承，可以实现不同的转速。最大理论转速可以达到160000转/分。

　　二，KERS系统的安装方案


　　在对三种技术方案(电池-电机、机械飞轮和电驱飞轮)的KERS系统进行的详细的分析后，我们下面来简要的讲述一下了KERS系统的几种安装方式。

　　KERS的安装方式，是直接受受技术方案约束的。像机械飞轮KERS，由于系统集成为一体，整个系统只能安装在变速箱的输出端，动力在锥形次轮上和V8引擎汇合和，输入后桥差速器的冠状齿轮。

　　在安装上真正有“选择权”的是集成度不高的电池-电机和电驱飞轮这两种方案。我们在前文中提到电驱飞轮的KERS系统实际上就是用飞轮代替了电池，因此它可以和电池-电机KERS系统一样，拥有两种安装方式。

　　第一种方式是：将驱动电机像机械飞轮那样，安装在变速箱的动力输出端。电池则摆放在油箱附近，这种安装方式的特点是：兼顾了配重的要求，同时对油箱附近的空间要求较小。不足是如果赛车本身的设计需要将配重前移，此举必然需要作出妥协。

　　第二种方式是：将驱动电机安装在发动机曲轴的另一端，即靠近油箱的一端。这样做的好处是，整套系统的最大限度的安装在了车体的中心位置，有助于最大限度的优化车身配重，特别是考虑到今年进入光头胎后，由于前胎抓地力大幅增加，需要将重量分配前移更是有直接的意义。

　　但是它也自己的弊端，那就是对油箱位置的空间要求大(须知过去这个地方不需要放置任何东西)，而且如何处理电机和电池的冷却是个难题。

　　三，关于Magneti Marelli的KERS

　　文末，我们再谈一下大众关心的，法拉利电子供应商——Magneti Marelli的系统。如图，这是意大利公司在上周的伯明翰车展上展示的产品。最初业界普遍认为这套系统是跟法拉利一起合作开发的。但是考虑到法拉利曾多次在公开场合表示自己的KERS研发落后，而且不争的事实是，他们至今仍未对KERS系统进行测试，因此不得不使人怀疑，这根本就不是一个用于F1的KERS系统(Magneti Marelli在WRC以及其他赛坛都有触角)，或者至少不是最新版本的系统。



　　Magneti Marelli的这套系统首次与公众见面是去年年中在蒙扎，当时公司挑选了一小部分媒体观看并接受相关提问。第一次公开的展示是去年11月11日～13日在德国科隆举行的专业赛车博览会上，当时被摆着Magneti Marelli一个不显眼的展台上。官方发布则是在去年12月11日～13日的美国奥兰多举行的职业赛车国际展会上。上周的伯明翰车展，公司又将这个“老系统”摆了出来。

　　Magneti Marelli的KERS系统就是传统的电池-电机KERS系统，其具体的技术原理，我们就不再这里赘述，感兴趣的朋友，可以查看我们在上一篇KERS的技术报告中有关电池-电机原理的部分。

　　意大利公司的这套系统使用一个传统的液体冷却无刷直流电动机/发电机，系统运行温度在120度左右。内部整合了一个KERS控制单元(学术上简写为KCU)。Magneti Marelli的工作人员表示，电池组源自第三方外包，因为系统的发展牵涉到复杂的化学反应，这不属于公司的研究范畴。




　　小结

　　在对三种方案的KERS系统进行系统的学习、以及对法拉利电子供应商——Magneti Marelli产品进行了解后，我们可以发现KERS系统最核心技术集中在一点上，那就是能量的储备方案。选择不同的储能方案，让系统拥有截然不同的技术特点。

　　至于这三种方案，到底哪种最好，并没有一个简单的评判标准，这牵涉到蓄能效率、系统质量、控制系统的先进性等诸多复杂的技术指标。现在对于很多车队来讲，还停留在到底用与不用这个初级的问题上。

　　明年到底会有多少车队使用KERS系统？该系统到底能给赛车性能带来多大的提高？以及是否真的能增加超车场面，都是我们需要观看实战后，才能找到答案的，至于哪种蓄能方案的系统更好，那都是后话了。

　　『编者注：1；现在除了Magneti Marelli、Flybrid Systems LL和威廉姆斯的系统，其他计划或将向F1提供KERS的公司还有博世和前A1引擎供应商佐泰克。

　　博世因为技术力量雄厚，同时供应电池-电机的飞轮KERS系统，但其目光不只瞄准F1。WRC，勒芒都是他们潜在的市场。佐泰克曾在2007年8月8日发表的一份官方新闻稿中表示，他们已经同一支F1车队签约，为其提供KERS系统，但是出于商业机密，没有透露名单。

　　2；最早在F1中应用KERS技术的是迈凯轮。1999年，当时的引擎供应商伊尔莫公司的创始人之一伊里恩(Mario Illen)发明了一套通过液压系统回收动能的系统，给车带了45马力的额外动力，但一年之后便被国际汽联给禁止了。 』

LAGalaxy

我看今年的赛季很多accidents.....

毒后苏樱

原帖由 LAGalaxy 于 2009-1-13 07:04 PM 发表
我看今年的赛季很多accidents.....

希望吧~
没超车更好！看看FIA又要怎么改！

Pedigree

全不看不懂em0002
不过还是希望改革能让F1更精彩!

毒后苏樱

原帖由 Pedigree 于 2009-1-14 04:34 PM 发表
全不看不懂em0002
不过还是希望改革能让F1更精彩!

去年取消TC还说是提高超车的画面！！
那就算了。。

今年又改，还改的那么丑！！如果没有提高的话，那不是又改！

毒后苏樱

技术-威队和丰田扩散器分析 钻规则漏洞的典型案例


               定义扩散器的几大参考坐标：车身中心线，后轮中心线(后轴线)和基准面。


          2009款和2008款扩散器对比，右上为F60的扩散器(图：Giorgio Piola，来源：F1官方网站)


　作为“降压”改革重要组成部分，FIA对今年的扩散器进行了相当复杂的改进。新规则的下的扩散器趋于更加标准的外形，消除了中央气流通道和外侧通道在高度上的差异。而且所有三个通道都被加高了，过去扩散器的高度为125毫米，现在增加到175毫米。与此同时，扩散器整体大幅后移，以前扩散器的尾缘基本与后轴持平，现在距离后轴350毫米。

　　F1官方网站从本赛季开始连载意大利自由撰稿人皮奥拉(Giorgio Piola)的技术分析，我们亦会在同期做一些选择性的摘译呈现给大家。本期的内容是近期处于争议中的扩散器。

　　『注：关于威廉姆斯和丰田的扩散器引发的争议，我们已在之前做过相关报道。本文旨在借助皮奥拉的绘图，让大家对细节有更直观的认识。另外本文还包含了《汽车运动》关于扩散器争议的分析。本文主要是对2009年的F1技术规则“咬文嚼字”，因此若想比较轻松的理解，需要事先对规则有一定的了解。』

　　我们知道2009款赛车的下压力水平降低了50%左右，而扩散器作为下压力的重要生成部件，因此难逃FIA的“手术刀”。扩散器的制造下压力的能力大小，即气流抽取效率，是由其自身的容量决定的。


迈凯轮MP4-24的扩散器(图：Giorgio Piola，来源：F1官方网站)


迈凯轮、法拉利、雷诺和宝马-索伯四支车队，都严格遵照2009的规则来设计他们的扩散器。所有的气流通道都拥有相同的高度和长度。中央通道和两边的通道在高度上没有任何差异。这与威廉姆斯和丰田对新规则解释存在略微不同。但正是这个小小的差异，引发了争论。

　　在2009款的F1技术规则中，在精神上扩散器被FIA定义在了宽1000毫米，长350毫米和高175毫米的三维空间里。但需要强调的是，这仅是规则的“精神”，事实上扩散器的规则仅仅是2009款F1尾部车身部件规则中的一部分，尾部车身部件规则同时也包含那些不打算用作扩散器功能的部件的规定。

　　把话说的更明白点，即在FIA于今年1月12日发布的2009F1技术规则中，并没有专门针对扩散器的规章条款。这直接导致了威廉姆斯和丰田对规则有不同理解。

　　一，关于威廉姆斯的扩散器


威廉姆斯FW31的扩散器(图：Giorgio Piola，来源：F1官方网站)


　　在2009款的技术规则中，直接面对扩散器的是3章12条7款，原文这样写道：“从车底观察，任何位于后轮中心线和其后350毫米之间的部件均不得高于基准面175毫米。在这个区域内由横向或纵向垂直面形成的交叉面需形成一条连续的直线，并且可从车底看到。”

　　如图，我们先来看威廉姆斯的扩散器。为了便于分析，我们可以将它拆分为两部分：中央气流通道和两侧的气流通道。在高度上，FW31两侧的气流通道完全满足175毫米的高度限制，没有任何问题。争议点在中央部分，FW31的扩散器中央，实际上是双层结构，下层顶部向下凹陷，在高度上亦无问题，但是其上位于尾椎的两侧，还有另外一层(见红色箭头所指)。

　　这部分如果采用度量工具垂直丈量，的确大于175毫米。但2009款F1技术3章12条7款中的规定是：“从底部观察，任何位于后轮中心线和其后350毫米之间的部件均不得高于基准面175毫米。”这意味着，如果威廉姆斯能够让其上层结构无法从底部观察到，同时满足3章12条7款后半段的要求：“在这个区域内由横向或纵向垂直面形成的交叉面需形成一条连续的直线，并且可从车底看到的。”那么他们就能为自己的设计找到立足点。

　　《汽车运动》分析认为：威廉姆斯对规则的此番理解早有先例，上赛季很多车队都是这么开发的这个区域。并指出这个高于基准面175毫米的区域是有相应的规则覆盖到的，相应的规则只是限定该区域的宽度不得超过750毫米。详情见2009款F1技术3章5条2款的规定：“位于后轮中心线之后，且高度大于基准面200毫米的部件，其宽度不得大于750毫米。”

　　二，关于丰田的扩散器


丰田TF109的扩散器(图：Giorgio Piola，来源：F1官方网站)


丰田TF109通过将尾椎末梢向上弯曲(见红色箭头所指)，有效的增加了中央扩散器的高度和长度。与此同时，车队还在中央扩散器的底部增加了一个非常低的水平分割片(见小红色箭头所指)。
　　如图，丰田扩散器的争议点也在中央位置。TF09通过将尾椎末梢向上弯曲，又在扩散器的中央后方，添加了一个高度大于175毫米的排气槽。

　　虽然规则3章12条7款要求可从车底观察到的车尾部件不得高于基准面175毫米，但这只是针对后轴之后0～350毫米这个区间范围所作的限制。 而丰田安装在中央扩散器上的排气槽、其高于175毫米的部分，是处在后轴之后350毫米以外的位置。

　　另外：丰田的这一部件位于车身中央150毫米的宽度内，即距车身中心线左右各75毫米的范围内。国际汽联对这个区间的部件是放开的。FIA将这个位置放开，主要用于安装尾椎的溃缩吸能机构，以及尾翼的中央支柱，比如法拉利F60尾翼的双支柱就处在这个纵向空间内。近年来，有些车队为了挖掘车尾的下压力，遇到摩纳哥之类的低速赛道，也在这个位置安装过小尺寸的翼片，比如雷诺和迈凯轮。

　　2009款F1技术规则3章10条6款只规定这个位置的部件安装位置不得大于基准面400毫米：“任何位于车身中心线0～75毫米之间，且位于后轮中心线之后350毫米的部件，不得高于基准面400毫米。”与之捆绑的另一条规则是3章10条5款：“任何位于车身中心线0～75毫米之间，且位于后轮中心线之后500毫米的部件，必须安装在距离基准面200到400毫米之间的范围内。”

　　将这三条合并，就形成了一个宽150毫米(赛车中心线左右75毫米)、长150毫米(后轴之后350～500毫米)，高为225毫米(大于基准面175毫米，且小于400毫米)的自由区域。丰田的添加的扩散器排气槽，正是处在这个位置当中。如果按照此番“钻牛角尖”式的理解规则，丰田的确可以为他的设计找到依据。当然，这同时也意味着后轴之后500毫米以外，且大于基准面175毫米小于400毫米的区域，还没有被任何车队“开发”。

　　三，等待FIA的解释

　　虽然目前威廉姆斯和丰田的设计似乎“有规可循”，但是已经有多支车队对此提出了抗议，雷诺方面已明确表示要找FIA澄清相关的规则。由于现在距离新赛季还有长达2个月的时间，而且赛车在测试期间不受技术规则限制，预计国际汽联不会在短期内作出回应。

LAGalaxy

设计越来越难看，有点怀疑到底我们是不是活在萨纳对垒普罗斯，舒马克刚进军F1的时代？？？

毒后苏樱

KERS实例分析-解读法拉利、雷诺和宝马电池安装方案




   2008年7月末和今年1月上旬，我们曾先后做过两篇关于KERS的专项报道，文章从技术原理出发，对三种方案(电池-电机、飞轮-电机、机械飞轮)的KERS的系统构成、工作原理和技术优缺点做了较为系统的介绍。

   但因技术保密，外加当时各队的新车尚未亮相，因此介绍主要停留在理论阶段。下面这篇文章，我们将结合真车，对三支使用电池-电机KERS车队的安装方案做进一步的报道。

   不过在进入正题之前，我们需要先弄清楚一个问题，那就是电池-电机KERS组件(主要是电池)在安装上的技术要求。只有在明晰这点的前提下，才能真正理解车队为什么会采用这样、或那样的处理方案。

一，电池-电机KERS组件安装的两大技术要求

  第一，系统靠前原则

   这是引入光头胎导致的！

  我们知道，F1今年引入光头胎后，由于前胎胎面的增量大于后胎，因此需要车队在设计赛车时将重量分配前移。但同期引入的KERS系统，偏偏又使得车尾的重量增加了，这就是我们在此前报道的“KERS和光头胎存在技术冲突”。

  在这样的现实情况下，F1工程师能做的就是，将矛盾弱化到最小。落到实处，就是必须将KERS的系统组件安装的尽可能的靠前。否则不仅可能影响到赛车的配重自由度，而且可能“得不偿失”。

  “关于KERS，当你在分析它的潜力时，抛开对超车的作用不谈，它的确可能让圈速提高0.1～0.3秒，也许最大能达到0.35秒。但一旦你的重量分配和轮胎有着1%或者2%的偏差，就可能导致赛车的圈速所受影响远远大于KERS带来的零点几秒的贡献。”威廉姆斯高层帕特里克-海德年初在分析KERS和光头胎的关系时说到。




   KERS的系统组件包含三部分：一体化的发电机-电动机、电池和控制单元(KCU)。这三部分中，控制单元占很小的质量比例，因此“前置”问题，实质上就是如何将电池-电机和电池安装的尽可能考前的问题。

   但对于前者，不管如何处理，它都必须和引擎的动力汇聚，因此最优的安装方案也就是将其摆放在引擎曲轴的前端，而大多出车队也正是这么做的。

   话到此处我们可以看出，将电池-电机KERS组件靠前放置，最核心的课题实际就是如何将电池组尽可能的靠前放置。这，正是我们后面结合实例分析的重点。当然，由于F1赛车的性能和重心密切相关。因此在追求系统安装靠前的同时，还必须保证系统重心尽可能的低。

    关于KERS带来的配重问题，我们还需强调两点：第1，FIA在意识到今年的赛车设计遇到的上述配重问题后，已经要求普利司通将明年前胎的宽度减少。新规格的轮胎，F1车队已于上周在赫雷兹执行了前期测试，并将数据反馈给了普利司通。

    第2，虽然电池-电机KERS系统相较于飞轮-电机KERS和机械飞轮KERS在质量上处于劣势，但因其系统集成度不高，同时电池组的外形可根据安装要求进行自由包装，因此前置并非难事。但飞轮-电机KERS却没有这一优点，因为飞轮的外形的外形和大小，受到技术和储能需求的严格限制，这使其安装位置受到了限制。对此，威廉姆斯技术总监萨姆-迈克尔曾在年前说过这样一席话。

　　“我不知道其他车队是个怎样的情况。但是对于我们，一旦装上KERS，我们的压舱物质量几乎全部被它占据了。要在比侧面撞击更靠前的位置加装质量几乎不可能。因此对于我们来讲，要实现理想的重量分配非常困难的。”萨姆-迈克尔说到。弗兰克的车队，至今仍未决定是否在首站使用KERS。

毒后苏樱

KERS实例分析-解读法拉利、雷诺和宝马电池安装方案(2)




   第二，必须保证对电池的有效冷却

   该要求，同样主要针对KERS的电池部分。根据雷诺技术总监鲍勃-贝尔1月29日在R29的官方发布会上所言，他预计所有使用电池-电机KERS的车队，其电池类型均为锂电池。F1之所以采用这种类型的电池，是因为它拥有比镍氢电池更高的能量密度和功率密度，能够满足F1追求体积小、高效率的要求。(详情请参见我们之前的报道)

     但锂电池有个特点，它对电化学过程的温度很敏感，必须在25～40度之间才能发挥最大作用。温差大于5度不仅会影响其性能，还会缩短寿命，过高则可能导致爆炸。民用车上，工程师拿出的解决方案是专设一个水循环来保持电池的工作稳定，但如此一来就增加了系统的重量。

   F1的比赛普遍在温暖的环境下进行，因此对锂电池的“温控”主要是防止温度过高，特别是面对雪邦和巴林这样的赛道。同时由于F1的性能对重量非常敏感，所以非特殊情况，车队不会采用民用车的液体冷却方式，风冷才是第一选择。

二，电池-电机KERS系统安装实例分析

    结合KERS组件(主要是电池)安装的上述技术要求，我们下面来看法拉利、宝马和雷诺、这三支车队的处理方案。
   
  1，法拉利的安装方案




    法拉利的KERS由车队与Magneti Marelli合作开发，一体式发电机-电动机和KCU都是Magneti Marelli的产品，电池不属于Magneti Marelli的产品范围，因此采用外包。

   和早期报道的一样，法拉利将KERS的电池和KCU安装在了侧箱入口的底部。这个位置符合靠前和低中心要求。冷却的办法很直接，通过在侧箱主入口的下方，开凿了一个气流入口，同时在侧箱侧面，设计了一个气流出口来实现热量的交换。2月2月份

   法拉利将KERS的电池装着在这个位置，一个很明显的优点是拆装方便，在系统出现故障时便于排除。法拉利2月13日在巴林测试时，我们曾看到车队的机械师只需要拆下底切位置的一个小尺寸机盖，就可以了解电池组件的工作情况。




    但意大利车队近期却在冷却上遇到了问题，F60的KERS系统继2月17日在巴林出现过热的之后，昨天在巴塞罗那又遇到了同样的问题。但是法拉利并没有说明具体是系统的哪一个部分过热，因此我们不能妄下定论。唯一知道的信息是：Magneti Marelli去年在蒙扎展示的F1版KERS，其无刷支流电机拥有一个液体系统，运行温度在120摄氏度，KCU的工作温度区间与之相近。

    关于F60的电池安装位置，我们还要强调的一点是，从靠前原则考虑，它并不是最优选择。更进一步的办法是安装在底板的铲头位置，这正是下面要讲到雷诺和宝马采用的方案。另外此前有传言称法拉利在搞“B计划”，考虑将电池放在鼻锥当中。此举在技术上没有问题，同时莫斯利也公开表态合法，但将电池放在这个位置会面临重心偏高的问题。至少到目前为止，我们并未看到这个传说中的“B计划”出现。


  2，雷诺的安装方案




     雷诺的KERS供应商和法拉利一样，也是Magneti Marelli，但电池采购自一家法国公司——SAFT。为了让质量靠前，R29走了激进的路线，将电池安装在了底板前端(驾驶舱之下)。这个位置相较法拉利的方案，拥有同样低的重心高度，但位置更靠前，被认为是最理想化的选择。

     同时为了保证电池的有效冷却，雷诺的工程师在连接底板和单体壳的垂直结构上，开凿了一道长条形的散热孔。气流进入内部携带热量后，从侧导流板末端的一个小孔排出，左右各一。由于R29鼻锥设计庞大，因此这个冷却气流入口很难进入视线。

    但每次进站时，我们都可以看到雷诺使用一个特质的软管，向进气口输送冷却空气(前提是KERS处于开启状态)。另外我们还发现了一个特殊的现象：R29之前也在侧箱入口的下方开凿了两个形似F60的入口，但本周在巴塞罗那换上新的侧箱套件后，这个开口已经不在了，这意味着雷诺当初很可能做了两手准备！


  3，宝马的安装方案




  宝马和雷诺采用了相同的安装方案。也是把电池安放在了底板前端(驾驶舱之下)，而且两者的冷却设计也非常接近，均把气流入口开在连接底板和单体壳的纵向结构上，唯一的不同是：R29的气流入口为长条形、而F1.09的入口为圆形。同样，宝马也为此设计了一个专门的冷却设备。通过在软管头加装金属锥头向入口输送冷却空气。




   从巴林试车开始，宝马-索伯在侧箱前方的驾驶舱侧壁上加装了两道细长的气流入口，并在驾驶舱旁的机盖上开凿两道鳃孔。该设计并非用于电池的冷却。而是车队为了应对高温比赛环境，为散热器增加的“援兵”。在低温的环境下，侧壁上的入口和机盖上的筛孔是处于关闭状态的。

毒后苏樱

2009F1技术(3)-迈凯轮KERS冷却系统 单侧非对称结构


　本周三，我们曾就法拉利、雷诺和宝马-索伯KERS安装方案、特别是电池的冷却处理做了专门的报道。本文，我们将再继续来看迈凯轮的系统。

　　和前面三支车队一样，迈凯轮也是采用的电池-电机KERS系统。其中电机和控制单元由迈凯轮和引擎制造商奔驰合作开发，电池采购自美国著名的公司——A123，价格极其高昂，《汽车、发动机与运动》报道每个高达7万欧元。




　　虽然新的轮胎规则要求车队在设计赛车时将重量分配前移，但迈凯轮并没有像激进的雷诺和宝马一样，将电池安装在底板前端，而是走了一条和法拉利类似的路子。将其装在侧箱附近。但二者在冷却上又有所区别：法拉利通过在左右侧箱底部开凿对称散热通道来控制锂电池的温度，而迈凯轮则是使用单侧液体结构散热。

　　如上面的视频演示，迈凯轮为了实现对KERS的有效冷却，在左侧引擎散热器的底部，添加了一个小型的散热器，并通过在侧箱入口侧下方一个新增的入口提供冷却空气。最初，这个气流入口仅是一个简单的长方形，后来为了提高近气效率，新增了一个导流装置。




　　迈凯轮的这个微型散热器是KERS的温控系统的核心组件，主要为电池和电机散热。热量通过散热器转移给空气带走。