Redan på 1980-talet testade Volvo så kallad svänghjulsteknik i en Volvo 260, men tekniken var tung och inte speciellt effektiv.
Men nu, snart 40 år senare, är det dags för serieproduktion!
För åtta år sedan gick Volvo ut med ett pressmeddelande om att man blir en av de första biltillverkarna i världen som testar svänghjulsdriftens potential på allmänna vägar. Tillsammans med SKF hade man fått ett anslag på 6,6 miljoner kronor från Energimyndigheten för att utveckla nästa generations teknik för kinetisk återvinning – alltså att ta tillvara bilens naturliga rörelseenergi bättre.
Tekniken kallas Flywheel KERS (Kinetic Energy Recovery System) vilket mycket förenklat innebär att man i stället för bromsbelägg som resulterar i stora värmeförluster använder inbromsningen till att sätta fart på ett svänghjul.
Bromsenergin får svänghjulet att snurra med en hastighet på upp till 60 000 varv per minut och när man behöver accelerera överförs svänghjulets kraft tillbaka till bakhjulen via en specialkonstruerad transmission.
Kräver varken batterier eller laddning
Det här är alltså en mekanisk hybridlösning som inte kräver batterier och självklart inte heller laddning. Svänghjulet i provbilen var tillverkat i kolfiber, vägde cirka sex kilo och hade en diameter på 20 centimeter. Kolfiberhjulet roterade i ett vakuum för att minimera friktionsförlusterna.
Volvos dåvarande drivlinechef Derek Crabb förklarade: ”Svänghjulets lagrade energi är tillräcklig för att driva bilen under kortare perioder. Våra beräkningar visar att förbränningsmotorn kan vara avstängd ungefär halva tiden när man kör enligt den officiella nya europeiska körcykeln.”
Så snart som en inbromsning börjar stängs förbränningsmotorn av. 2011 räknade man med att förbrukningen skulle minska med 20 procent.
Tekniken är mest effektiv vid stadskörning med upprepade starter och stopp eftersom svänghjulet aktiveras vid inbromsning och energilagringens längd – det vill säga tiden som svänghjulet roterar – är begränsad. Men tekniken fungerar också bra under aktiv körning, som i Formel 1. Effekten angavs till 80 hk.
Derek Crabb fortsatte: ”Svänghjulstekniken är ganska billig. Den kan användas i betydligt fler av våra bilar än mer avancerad teknik som laddningshybriden. Det betyder att den har möjlighet att spela en framträdande roll i vår strategi DRIVe Towards Zero för att minska koldioxidutsläppen.”
I april 2013 gick Volvo ut med ännu ett pressmeddelande där man berättade att man mätt en förbrukningssänkning på 25 procent för en fyrcylindrig motor med turbo och KERS jämfört med en sexcylindrig turbomotor med samma effekt.
Lätt, billig och klimatsmart teknik
Tekniken uppgavs vara lätt, billig och mycket miljövänlig. Derek Crabb sade så här: ”Vi är den första tillverkaren som tillämpat svänghjulstekniken på bakaxeln i en bil utrustad med en förbränningsmotor på framhjulen. Efter de senaste framgångsrika testerna är nästa steg att utvärdera hur tekniken kan implementeras i våra kommande bilmodeller.”
Testbilen som man använde var en S60 och accelerationstiden kapades rejält. 0–100 km/h gick på 5,5 sekunder. I april 2013 provkör vår reporter Thomas Berggren systemet och skriver: ”Vi vill ha det nu!”
Volvo berättade också att kostnaden för ett KERS-system bara är en fjärdedel av ett hybridsystem med elmotor och batterier.
Kraften kan användas för att göra bilen snabbare eller snålare.
I mars 2014 var det dags för ännu ett pressmeddelande där man berättade om samarbetspartnern Flybrid Automotive och hur KERS-tekniken kapade så väl förbrukning som avgasutsläpp.
Tekniken ansågs vara ”finansiellt sund och mycket effektiv”. Sedan blev det tyst, men i juli 2017 gick Volvos vd Håkan Samuelsson ut med det berömda uttalandet som fick många att tro att Volvo enbart skulle bygga elbilar från 2019.
”Från 2019 kommer alla nya Volvomodeller som lanseras vara utrustade med en elmotor. Mellan åren 2019 och 2021 kommer fem renodlade elbilar, varav tre kommer att vara Volvomodeller och två elektrifierade prestandabilar från Polestar.”
”Dessa fem bilar kommer kompletteras av ett antal bensin- respektive dieselbaserade laddhybrider och 48-volts mildhybrider och utgör då det bredaste utbudet av elektrifierade bilar som någon biltillverkare på marknaden kan erbjuda.”
Alltså inte ett ord om KERS, men den tekniken kan ”gömmas” i begreppet mildhybrid.
Uppgift: Lansering i år
Nu skriver vi 2019 och i år är det faktiskt dags för KERS. Enligt våra uppgifter har introduktionen av 48-voltssystemen sammankopplats med den nya generationen av Volvos motorfamilj som kallas VEA Gen 3. Det blir helt nya motorer där till och med motorfästena är förändrade, för att det ska vara möjligt att bygga in en elmotor mellan förbränningsmotorn och växellådan.
Våra uppgifter säger dessutom att den nya VEA-motorn kommer i så väl bensinutförande som i dieseldrivet utförande. Avsevärt snålare och renare.
Volvo har alltså inte avlivat dieselmotortekniken, även om det är mycket osannolikt att det kommer en generation fyra för dieseldrift. Även Volkswagen har tidigare kommunicerat att man inte kommer vidareutveckla förbränningsmotortekniken efter 2026.
Stämmer våra uppgifter börjar man alltså tillverka en KERS-variant redan under våren 2019. Kanske visar man upp tekniken på årets Genèvesalong?
Volvo blir då först med KERS-tekniken i vanliga bilar och det blir ett stort genombrott och ett effektivt sätt att slippa köpa dyra batterier till alla bilmodeller.
Vi vet inte hur långt man kommit med vidareutvecklingen av tekniken men Volvos ingenjörer spekulerade redan 2014 i att tekniken skulle kunna byggas in i framvagnen i stället för i bakaxeln som på prototyperna man visade upp. Den installationen uppgavs vara 40 procent billigare än i bakaxeln vilket då beräknades vara en sjättedel av kostnaden för en elektrisk hybrid.
Volvos beräkningar sade också att KERS är betydligt mycket mer effektivt än batterihybridsystem när det gäller att överföra bromsenergi till ett batteri och sedan tillbaka till en elmotor. Systemet är rent mekaniskt och de enda förlusterna sker i växellådan.
Det är även möjligt att ladda svänghjulet från förbränningsmotorn om man vill ha maximala prestanda och det här öppnar för att KERS skulle kunna passa extra bra i bilar med mindre motorer. Inget säger att systemet måste begränsas till 80 hästkrafter. I artiklar från 2014 nämns 100 kW, det vill säga 136 hästkrafter.
Stämmer dessa siffor tar Volvo ett stort steg mot att klara framtida koldioxidutsläppskrav samtidigt som man kan erbjuda en unik och väldigt spännande teknisk lösning.
Thomas Berggren provkörde KERS-tekniken i april 2013
”Bygg den nu!”
• Hur känns KERS-systemet?
”Vi kör på Volvos provbana i Torslanda, det är en härlig vårdag och det känns lite som att det våras för Volvo just nu – när KERS går in och ger den Volvo S60 T5 jag kör en helt annan karaktär. Den här T5:an känns plötsligt som en T6 eller något ännu vassare. Volvo säger att accelerationstiden till 100 km/h förbättras med två sekunder och det känns som det vore alldeles sant.”
• Vad är nytt?
”Volvo har monterat ett Flywheel KERS-svänghjul på bakaxeln som via en liten CVT-låda kopplas till drivaxlar bak, bilen är alltså fyrhjulsdriven när KERS jobbar. Fram sitter den vanliga T5-motorn på 254 hästar kopplad till en automatlåda men när KERS går in får man plötsligt 80 hästar ytterligare, om nu KERS är fulladdad med bromsenergi.”
”Det vi inte visste förut är att Volvo tänkt sig att systemet ska få olika lägen, alltså att man kan välja mellan exempelvis ”sport” eller ”eco”. Uppladdningen sker lite olika beroende på vilket läge jag kör i, i ”sport” laddar den upp sig hela tiden även om jag inte bromsar.”
• Känns det speciellt på något sätt?
”Nej, egentligen inte, bortsett från att man har mer kraft. Systemet jobbar omärkligt, sömlöst och utan ryck eller andra konstigheter. Däremot låter det en hel del, men detta är en prototyp och Volvo säger att när det kommer i produktion kommer systemet vara ljuddämpat.”