3.2 LE SREC EN FORMULE 1

3.2 EXEMPLE DU SREC :

Dans cette partie, nous allons voir comment l'énergie cinetique peut-être utilisé dans le domaine automobile. Pour cela, nous allons parler de son utilisation en Formule 1. En effet l'energie cinétique est utilisé en formule 1 grâce à un système appelé SREC ( système de récupération de l'énergie cinétique). Le SREC est un système de freinage qui récupère une partie de l'énergie cinétique générée par la décelération au lieu de la disperser sous forme de chaleur. De manière générale, l’énergie cinétique est éliminée par friction des freins, transformant l’énergie cinétique en chaleur. Avec le SREC, cette énergie n’est pas perdue mais stockée afin d’être utilisée pour propulser la voiture.
En formule 1, l'énergie produite par les freinages est utilisé pour la propulsion de la voiture. En effet, le SREC permet d' obtenir un afflux de puissance supplémentaire de 80 chevaux pendant environ 6 secondes ou 40 chevaux pendant 13 secondes en appuyant sur un bouton.Cette énergie peut, selon les différentes technologies actuelles:

- être enmagasinées dans un volant d'inertie (VOIRE  ci-dessous)

 

 

 

 

 

 

 

-être transformé en air comprimé                             

-être transformée en électricité réinjectée dans un réseau 

- être stockée dans des batteries

-accumulateur hydraulique


Cependant, seulle stockage de l'énergie par batterie et par le volant d'inertie est utilisé en formule 1.

 

Mais comment le SREC récupère t-il cette énergie?

Pour répondre à ce problème nous allons voir comment cette énergie est stockée uniquement avec ces deux méthodes car nous nous intéressons au SREC uniquement en formule 1. 

a) Stokage par batterie

Le SREC avec batteries est composé de trois éléments principaux :
un moteur électrique situé entre le réservoir et le moteur et directement relié à l'arbre moteur,des batteries ion-lithium de dernière génération situées sous le réservoir et d'une boîte de contrôle( le KCU pour KERS (SREC) Control Unit)


Un moteur électrique (directement relié à l'arbre moteur) fonctionnant comme un alternateur conventionnel convertit l’énergie mécanique ou cinétique en énergie électrique qui sera transférée via un câble électrique vers l’unité électronique. Ensuite, cette unité transforme l’énergie chimique de telle sorte qu’elle soit stockée dans les batteries ion-lithium. Ceci est appelé la phase dite de charge. Dès lors, le pilote possède une énergie disponible à tout moment. Quand il décide de l'utiliser, il appuie sur le bouton prévu à cet effet sur son volant. Ceci entraîne la reconversion de l’énergie chimique en énergie électrique, qui est redirigée vers l’unité électronique. Ensuite cette énergie est encore transformée afin de la relayer au moteur-générateur qui ne fonctionnera plus comme un alternateur mais comme un moteur qui apporte de la puissance au moteur principal puisqu’il est directement lié à l’arbre moteur. La puissance maximale de ce moteur est de 60kW. C'est la phase de restitution de l'énergie. Cependant, toutes les informations transitent par la boîte de contrôle. C'est elle qui contrôle la charge et la libération de l'énergie accumulée. Elle est reliée au cerveau électronique de la Formule 1 (l'ECU pour Electronic Control Unit).

Voici un schéma montrant comment le moteur électrique et les batteries sont alimentées:


le villebrequin (1) est "boosté" par un moteur électrique (3) lui même alimenté par une batterie au lithium et elle même rechargée par l'énergie récupérée lors des freinages

Voici un schéma récapitulatif montrant le fonctionnement du SREC:

 

 b) Stockage de l'énergie par volant d'inertie

Le système développé  est composé des éléments suivants :
un alternateur au niveau de la boite de vitesses
un volant d'inertie en fibre de carbone
un alternateur intégré au volant d'inertiere et d'une boite de contrôle
Les alternateurs sont successivement en fonctionnement moteur ou générateur.


    Lors de la phase de charge, le premier alternateur (en fonctionnement générateur) récupère l'énergie cinétique générée lors du freinage. Il transforme cette énergie cinétique en énergie électrique qui est transférée vers le second alternateur. Celui-ci (en fonctionnement moteur) est intégré au volant d'inertie. L'énergie électrique reçue par cet alternateur entraîne sa rotation qui entraîne elle-même le volant d'inertie dans sa course. Le volant d'inertie est dès lors en rotation. Quand l'alternateur s'arrête, le volant d'inertie lui continue à tourner avec très peu de perte de vitesse par frottements. Ce volant d'inertie comprend deux parties circulaires et concentriques, une partie magnétique et une partie en fibre de carbone, lourde, qui sert de corps au volant d'inertie. L'énergie récupérée est alors stockée de façon mécanique. Quand le pilote appuie sur le bouton du SREC sur son volant, le second alternateur est libéré, il peut tourner librement. Et comme cet alternateur est environné par un disque magnétique, le champ magnétique qu'il génère entraîne la rotation de l'alternateur (fonctionnement générateur). Dès lors, c'est la même histoire que lors de la charge entre les deux alternateurs, le second transmet l'énergie électrique qu'il crée au premier (fonctionnement moteur) qui va la restituer au moteur de la voiture au niveau de la boîte de vitesses. La phase de restitution de l'énergie est ainsi terminée.

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