Rekuperation & KERS: Energierückgewinnung beim Bremsen

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Updated Mai 10, 2024

Oberbegriff „Rekuperation“

In der Fachsprache wird der Begriff Rekuperation für den technischen Prozess der Energierückgewinnung verwendet. Autos mit Elektro-, Hybrid- oder Gyroskopantrieb sind oft in der Lage, rekuperativ zu bremsen. Sie geben Bremsenergie an ihre Batterie, einen in der Batterie gepufferten Superkondensator oder ein Schwungrad zurück.

Elektrofahrräder, E-Tretroller und E-Scooter können manchmal auch regenerativ (rekuperativ) bremsen. Eine Bremse mit Rekuperation wird Nutzbremse genannt.

Das System „KERS“

Kinetic Energy Recovery System (KERS) ist ein elektrisches System zur Bremsenergierückgewinnung, das in der Formel 1 zur Benutzung freigegeben und 2014 durch ERS abgelöst wurde. Mit der Energierückgewinnung (Rekuperation) und Hybridantrieb sollen Rennautos ein umweltfreundlicheres Image bekommen.

KERS gibt es in Form elektrischer, elektromechanischen und mechanischen Variante.

Rekuperation im E-Scooter (Elektrotretroller)

Einige E-Tretroller nutzen beim Bremsvorgang Rekuperation zur Ladung ihrer Lithium-Ionen-Akkus. Der an der Nabe montierte Nabenmotor wird nach Betätigung der Bremse in den Generator-Modus versetzt und wirkt wie eine Lichtmaschine beim PKW.

Aufgrund der relativ langsamen elektrochemischen Prozessen im Akku beträgt der Wirkungsgrad bei Rekuperation in Verbindung mit Li-Ion-Akkus gegenwärtig ca. 35 %. Einen besseren Wirkungsgrad erreichen Nutzbremsen (Rekuperationsbremsen) in Verbindung mit Superkondensatoren als schneller Buffer zwischen dem als Generator arbeitenden Elektromotor und der langsamen Akkus des Elektro-Tretrollers, Scooters.

Zusammenfassung

Rekuperation bei Fahrzeugen bezieht sich auf den Prozess der Energierückgewinnung, der vor allem in Elektro- und Hybridfahrzeugen genutzt wird. Wenn das Fahrzeug bremst, wird die dabei entstehende kinetische Energie nicht einfach in Wärme umgewandelt und verschwendet, wie es bei herkömmlichen Bremsen der Fall ist. Stattdessen wird diese Energie durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt und in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert.

Dieser Vorgang verbessert die Energieeffizienz des Fahrzeugs, da die gespeicherte Energie später zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden kann. Dadurch wird der Energieverbrauch und die CO2-Emission reduziert. Rekuperatives Bremsen ist ein Schlüsselelement für die erhöhte Reichweite und verbesserte Energieeffizienz von Elektro- und Hybridfahrzeugen.