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[[Datei:Kinetic Energy Recovery System.gif|mini|Funktionsprinzip von KERS]]
[[Datei:Flybrid Systems Kinetic Energy Recovery System.jpg|mini|Mechanisches KERS]]

'''Kinetic Energy Recovery System''' ('''KERS''', [[Englische Sprache|englisch]] für ''System zur Rückgewinnung [[Kinetische Energie|kinetischer Energie]]'') ist ein meist elektrisches System zur [[Bremsenergierückgewinnung]], das in der [[Formel 1]] von [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2009|2009]] bis [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2013|2013]] zur Benutzung freigegeben war und [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2014|2014]] durch [[Energy Recovery System|ERS]] abgelöst wurde.

Mit der Energierückgewinnung – im Fahrzeugbau wird auch von [[Rekuperation (Technik)|Rekuperation]] gesprochen – und [[Hybridantrieb]] sollen die Rennwagen laut der [[Fédération Internationale de l’Automobile|FIA]] und den Automobilherstellern ein umweltfreundlicheres Image bekommen.<ref>[https://www.bbc.com/sport/formula1/20496330 Formula for success – Kers and DRS], [[bbc.com]] vom 26. November 2012; Zugriff am 22. Februar 2019</ref><ref>[https://www.auto-motor-und-sport.de/formel-1/fota-will-umwelt-programm-vorantreiben/ Formel 1-Umweltprogramm – FOTA verpasst sich grünen Anstrich], [[Auto, Motor und Sport]] vom 30. Juni 2010; Zugriff am 22. Februar 2019</ref> KERS wird in einer elektrischen, einer elektromechanischen und einer mechanischen Variante eingesetzt.

== Variationen ==

=== Elektrisches KERS ===

Die in der Formel 1 bevorzugte Variante ist ein [[Elektrischer Generator|Generator]], der beim Bremsen kinetische Energie statt in thermische in elektrische Energie umwandelt und in [[Akkumulator]]en oder [[Superkondensator]]en speichert. Der Ausrüster [[Magneti Marelli]] erreicht mit dem rein elektrischen KERS einen Wirkungsgrad von 95 bis 97 Prozent bei einem Gewicht von 4 kg für die Generatoreinheit. Die Steuereinheit, die bei einer Spannung von 500 [[Volt]] und einer [[Stromstärke]] von 1000 [[Ampere]] arbeitet, wird zusammen mit dem Generator, der Drehzahlen bis zu 40.000/min erreicht, wassergekühlt.
Die speicherbare Energiemenge war von 2009 bis 2013 auf 300 [[Größenordnung (Energie)#Kilojoule – kJ|Kilojoule]] und die in einer Runde verwendbare Energie auf 400 Kilojoule begrenzt.<ref>[https://argent.fia.com/web/fia-public.nsf/2B2B158DE64879C7C12578C0004B1DF6/$FILE/2011_F1__TECHNICAL_REGULATIONS_30-06-2011.pdf 2011 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATION], Seite 20, Artikel 5.2, PDF-Datei (2,6 MB), abgerufen am 17. September 2011.</ref> Ab der [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2014|Saison 2014]] wurde die speicherbare Energiemenge der ''Motor-Generator-Unit-Kinetic'' im [[Energy Recovery System]] auf 2 [[Größenordnung (Energie)#Megajoule – MJ|Megajoule]] angehoben.

Bei den Fernsehübertragungen der Rennen wird seit Beginn der Saison 2009 bei den mit KERS ausgestatteten Fahrzeugen in der Cockpitgrafik neben Drehzahl und Gangstufe auch die Nutzung des Akkumulators angezeigt.

=== Elektromechanisches KERS ===

Eine Kombination von elektrischem und mechanischem KERS ist das System ''Dynastore'', bei dem der Generator selbst als mechanischer Speicher (Schwungrad) dient. Die Energie wird elektrisch zu- und abgeführt.<ref name="Trzesniowski-S738">Trzesniowski, Michael: ''Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme'', S. 738</ref> Diese Variante wurde von Williams Hybrid Power (WHP) 2009 für die Formel 1 angeboten. Das Dynastore-System hatte einen Rekuperationswirkungsgrad von 79 bis 87 Prozent und wog 18 kg.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.hybrid-autos.info/Energiespeicher/Mechanische-Speicher/dynastore-schwungradspeicher.html|titel=DYNASTORE Schwungradspeicher {{!}} Mechanische Speicher {{!}} Energiespeicher|autor=Uli|abruf=2017-09-03|archiv-url=https://web.archive.org/web/20170903162945/http://www.hybrid-autos.info/Energiespeicher/Mechanische-Speicher/dynastore-schwungradspeicher.html|archiv-datum=2017-09-03|offline=ja}}</ref> Erstmals im Rennsport eingesetzt wurde diese Technik von Porsche im [[Porsche 911 GT3#GT3 R Hybrid (2010; 473 kW / 643 PS)|911 GT3 R Hybrid]], der dem FIA-GT3-Reglement entspricht. Porsche verwendet das KERS von Williams Hybrid Power, einem Tochterunternehmen des gleichnamigen [[Williams F1|Williams-Formel-1-Teams]].<ref name="motorsport-total.com-2010">{{Internetquelle|url=https://www.motorsport-total.com/mehr/news/2010/02/Porsche_Hybrid-GT-Wagen_mit_Williams-KERS_10021103.html|titel=Porsche: Hybrid-GT-Wagen mit Williams-Technologie|abruf=5. Juli 2010}}</ref>

=== Mechanisches KERS ===
[[Datei:KERS flywheel.jpg|mini|KERS-Schwungrad]]

Bei der mechanischen Variante des KERS wird in einem Vakuumzylinder ein mit bis zu 60.000/min rotierendes Schwungradsystem durch den Bremsvorgang beschleunigt und dieses kann zu einem späteren Zeitpunkt die gespeicherte Energie über ein stufenloses Getriebe wieder an die Antriebsachse abgeben.<ref name="Trzesniowski-S738" /> Dieses Verfahren wurde für 2009 von ''Flybrid Automotive Limited'' für die Formel 1 angeboten, kam jedoch nicht zum Einsatz. Eine rotierende Trommel nahm die Bremsenergie mechanisch auf und gab sie mechanisch wieder ab; der Wirkungsgrad des 25 kg wiegenden Systems lag bei 70 Prozent.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.flybridsystems.com/F1System.html |titel=Flybrid |sprache=en-US |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20160303195458/http://www.flybridsystems.com/F1System.html |archiv-datum=2016-03-03 |archiv-bot= |abruf=2017-09-03}}</ref>
Das gleiche Wirkprinzip wurde in den 1950er-Jahren bereits beim [[Gyrobus]] eingesetzt.

== Geschichte in der Formel 1 ==

Erste Entwicklungen zur Energierückgewinnung in der Formel 1 fanden bereits 1996 statt; aus Sicherheitsgründen wurde nach Angaben von [[Max Mosley]] die Technik aber nicht zugelassen.

* 1998 wurde erstmals KERS als ein Konstruktionsmerkmal des [[McLaren MP4/13]] in der Formel 1 praktisch eingesetzt. [[Mika Häkkinen]] und [[David Coulthard]] fuhren damit einen überlegenen Doppelsieg beim [[Großer Preis von Australien 1998|Großen Preis von Australien]] ein. Das (vermutlich) hydraulische KERS des MP4/13 (ähnlich dem ''System Rexroth'') lädt beim Bremsen über einen Kolben einen Speicher, dessen Energie bei Bedarf wieder über den Axialkolben freigesetzt wird.<ref name="Trzesniowski-S738" /> Nach diesem Rennen wurde das System verboten.
* 2009 wurde in der [[Fédération Internationale de l’Automobile|FIA]] über eine offizielle Einführung des Systems diskutiert und schließlich für die Saison 2009 vorgesehen. Jedes Team konnte eine eigene KERS-Technologie entwickeln und in den Autos verbauen. Wegen des reduzierten Budgets der Teams und der durch den Einbau entstehenden Gewichtszunahme und Schwerpunktverlagerung der Autos wurde KERS aber nur von vier Teams eingesetzt: McLaren-Mercedes, Ferrari, BMW Sauber F1 und Renault. Nach nur wenigen Einsätzen mit mangelndem Erfolg verzichteten BMW und Renault im weiteren Saisonverlauf auf den Einsatz eines KERS, da hinsichtlich der möglichen Rundenzeiten die Nachteile wie eine ungünstigere Gewichtsverteilung und erhöhter Kühlbedarf die Vorteile der Zusatzleistung überstiegen.
* 2010 wurde in der [[Formel-1-Saison 2010]], also ein Jahr nach der Einführung des Systems, KERS den Statuten nach weiterhin erlaubt. Allerdings hatten sich die in der [[Formula One Teams Association|FOTA]] zusammengeschlossenen Teams in einer internen Vereinbarung dazu verpflichtet, kein KERS mehr einzusetzen, was dann auch eingehalten wurde.<ref>motorsport-total.com: [https://www.motorsport-total.com/f1/news/2009/07/Kehrt_KERS_2011_in_die_Formel_1_zurueck_09072803.html Kehrt KERS 2011 in die Formel 1 zurück?], 28. Juli 2009</ref>
* 2011: Für die [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2011|Saison 2011]] galten dann wieder die offiziellen FIA-Statuten, so dass KERS von den Teams eingesetzt werden durfte.<ref>[https://www.motorsport-total.com/f1/news/2010/06/Entschieden_KERS_Heckfluegel_Mindestgewicht_10061318.html „Entschieden: KERS, Heckflügel, Mindestgewicht“] (Motorsport-Total.com am 13. Juni 2010)</ref> Der Zeitgewinn pro Runde lag je nach Kurs zwischen ca. 0,3 und 0,4 Sekunden.<ref>{{Internetquelle |autor=Peter Hartmann |url=https://www.waz.de/auto/article5041732/rennwagen-der-formel-1-beschleunigen-mit-kers-noch-schneller.html |titel=Rennwagen der Formel 1 beschleunigen mit "KERS" noch schneller |hrsg=Funke Mediengruppe |werk=Westdeutsche Allgemeine Zeitung |datum=2012-03-19 |abruf=2025-04-27 |sprache=de}}</ref> KERS wurde in dieser Saison, mit Ausnahme von [[Lotus Racing]], dem [[HRT F1 Team]] und [[Virgin Racing]], von sämtlichen Teams eingesetzt, [[Red Bull Racing]] verzichtete nur beim Saisonstart in [[Großer Preis von Australien 2011|Australien]] aus Zuverlässigkeitsgründen auf die Benutzung in Qualifying und Rennen.
* 2012: Während das [[Caterham F1 Team]] (Nachfolger von Team Lotus) in der [[Formel-1-Weltmeisterschaft 2012|Saison 2012]] ein KERS von Red Bull verwendete,<ref>{{cite web| url=http://www.kleinezeitung.at/sport/motorsport/formel1/2839731/team-lotus-verwendet-ab-2012-auch-red-bulls-kers.story | title=Team Lotus verwendet ab 2012 auch Red Bulls KERS | accessdate=2013-07-01 | date= 2011-09-25| publisher=Kleine Zeitung | archiveurl=https://web.archive.org/web/20131230231614/http://www.kleinezeitung.at/sport/motorsport/formel1/2839731/team-lotus-verwendet-ab-2012-auch-red-bulls-kers.story| archivedate=2013-12-30}}</ref> verzichteten HRT und [[Marussia F1 Team|Marussia]] (Nachfolger von Virgin) weiterhin auf den Einsatz.
* 2013: In der [[Formel-1-Saison 2013]] verwendeten alle elf Teams KERS.
* 2014: Seit der Saison 2014 werden komplett neu entwickelte V6-Turbomotoren eingesetzt. Gleichzeitig ist das Energierückgewinnungssystem nicht mehr nur auf die Rückgewinnung von kinetischer Energie beschränkt, entsprechend wurde das System in [[Energy Recovery System|ERS]] umbenannt. Die Leistung des Systems wurde auf 120 [[Watt (Einheit)|kW]] (163 [[Pferdestärke|PS]]) verdoppelt und ist 33,3 statt 6,7 Sekunden abrufbar.

== Verwendung außerhalb der Formel 1 ==

=== Elektromechanisches KERS ===

Bei der [[VLN Langstreckenmeisterschaft Nürburgring]] am 27. März 2010 gab ein [[Porsche 911 GT3#GT3 R Hybrid (2010; 473 kW / 643 PS)|Porsche 997 GT3 R Hybrid]] mit mechanischem KERS sein Renndebüt.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.vln.de/includes/download.php?file=../ergebnisse/2010-03-27k.pdf|titel=Offizielles Ergebnis 57. ADAC Westfalenfahrt|abruf=5. Juli 2010|format=PDF; 141 kB|archiv-url=https://web.archive.org/web/20111127120136/http://www.vln.de/includes/download.php?file=..%2Fergebnisse%2F2010-03-27k.pdf|archiv-datum=2011-11-27|offline=ja}}</ref> Beim [[24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring]] schied das Team, nach 22 Stunden in Führung liegend, mit technischem Defekt aus. Die Ölpumpe für die [[Trockensumpfschmierung]] des Motors versagte, was zu einem kapitalen Motorschaden führte. Der Porsche 997 GT3 R Hybrid verwendet ein Hybridsystem (KERS) von Williams Hybrid Power (WHP), einem Tochterunternehmen des gleichnamigen Formel-1-Teams.<ref name="motorsport-total.com-2010" />

Ein mit einem elektrisch-mechanischen KERS ausgerüsteter [[Audi R18|Audi R18 e-tron quattro]] gewann 2012 als erstes [[Hybridelektrokraftfahrzeug|Hybridfahrzeug]] das [[24-Stunden-Rennen von Le Mans]].<ref>{{Internetquelle|url=https://www.spiegel.de/auto/aktuell/audi-sieg-in-le-mans-hybrid-fahrzeuge-siegen-beim-24-stunden-rennen-a-839349.html|hrsg=www.spiegel.de|titel=Audi-Sieg in Le Mans: Triumph der Hybridboliden|datum=2012-06-17|abruf=2012-06-18}}</ref>

=== Elektrisches KERS ===

2012 trat der [[Ferrari P4/5#P 4/5 Competizione|N.technology P 4/5 Competizione]] mit einem von [[Magneti Marelli]] entwickelten elektrischen KERS, das auf dem von den Teams [[Red Bull Racing]] und [[Scuderia Toro Rosso]] in der Formel 1 verwendeten System basiert, beim 24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring an und belegte Platz 12.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.motorsport-total.com/mehr/news/2012/01/Exklusiv_P45_Competizione_kommt_mit_KERS_12011503.html |hrsg=www.Motorsport-Total.com |titel=Exklusiv: P4/5 Competizione kommt mit KERS |datum=2012-01-15 |abruf=2012-06-15}}</ref> Ebenfalls 2012 trat Toyota mit dem [[Toyota TS030 Hybrid]] erstmals beim [[24-Stunden-Rennen von Le Mans]] an.<ref>[http://www.electric-vehiclenews.com/2013/06/toyota-hybrid-racing-supercapacitor.html electric-vehiclenews.com] ''Toyota Hybrid Racing - Supercapacitor System Explained'' (abgerufen am 2. Januar 2014)</ref>

=== WEC ===

In der [[FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft|World Endurance Championship]] sind seit der Saison 2014 KERS-Systeme für LMP1-Werkseinsätze verpflichtend vorgeschrieben. Dabei können einer oder zwei Elektromotoren beliebig über den Antriebsstrang verteilt werden. Auch die Wahl des Energiespeichers ist völlig frei.

== Kritik ==

Nachdem bei Testfahrten im Juli 2008 ein Mechaniker des [[BMW Sauber F1|BMW-Sauber]]-Teams einen starken Stromschlag vom Fahrzeug bekommen hatte, wurden Sicherheitsbedenken bzgl. KERS geäußert. Die Rennwagen könnten nach<ref name="fluch">sport.de: {{Webarchiv | url=http://sport.rtl.de/formel-1/formel1_87873.php | wayback=20090309015026 | text=KERS: Fluch oder Segen?}}</ref> Fehlern im KERS-Steuergerät an der Außenhaut Hochspannungen aufweisen. Das Nachfolgesystem der Saison 2014 wurde auf eine [[elektrische Spannung]] von 1000 Volt begrenzt.<ref>[https://www.fia.com/sites/default/files/regulation/file/1-2014%20TECHNICAL%20REGULATIONS%202013-12-09.pdf FIA Technical Regulations 2014, Art. 5.12.5]</ref> Um einen besseren Schutz zu gewährleisten, wurden spezielle Handschuhe und Schuhe für Fahrer, Mechaniker und [[Sportwart]]e eingeführt.<ref name="nytimes-25.04.2009">[https://www.nytimes.com/2009/04/26/sports/autoracing/26prix.html Formula One’s KERS Is Not Without Problems], [[NY Times]] vom 25. April 2009; Zugriff am 25. Februar 2019</ref>

Eine potenzielle Gefahr sind die bei der kurzzeitigen Energiezwischenspeicherung hochbelasteten Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die Brände verursachen können<ref name="fluch"/>.

In der Kritik stand KERS auch aufgrund der hohen Kosten.<ref name="nytimes-25.04.2009" /><ref>[https://www.motorsport-total.com/formel-1/news/kers-der-100-millionen-dollar-flop-09072205 KERS: Der 100-Millionen-Dollar-Flop], motorsport-total.com vom 22. Juli 2009; Zugriff am 25. Februar 2019</ref> Die hohen Kosten hatten zur Folge, dass in der Saison 2009 letztlich nur vier Teams das System nutzten und 2010 alle Teams auf den Einsatz verzichteten. Erst 2013 setzten alle Teams im Feld KERS ein.

== Siehe auch ==

* [[Nutzbremse]]

== Literatur ==

* Michael Trzesniowski: ''Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme''; 2. Auflage; Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8

== Weblinks ==

* [https://www.motorsport-total.com/f1/news/2009/03/Die_grosse_Analyse_KERS_fuer_Dummys_09032524.html Details zu KERS auf motorsport-total.com]
* [http://www.formula1.com/photos/ta_article/full/ta_article_611.jpg Funktionszeichnung KERS, formula1.com]
* [https://www.youtube.com/watch?v=h4_Nmr2Hmwc Erklärung des KERS, youtube]

== Einzelnachweise ==

<references />

[[Kategorie:Hybridantriebstechnik]]
[[Kategorie:Formel 1]]
[[Kategorie:Fachbegriff (Motorsport)]]

[[es:Freno regenerativo#Uso en el automovilismo (KERS)]]

Kinetic Energy Recovery System - Versionsgeschichte

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