Perkembangan mobil listrik saat ini berlangsung sangat pesat, karena mulai menipisnya bahan bakar fosil dan bertambahnya tingkat pemanasan global. Namun dalam prosesnya, mobil listrik memiliki beberapa kendala. Salah satu kendala tersebut adalah dalam pengisian baterai, karena tidak bisa setiap saat mencari tempat untuk mengisi baterai[1]. Sehingga dibutuhkan sistem untuk memulihkan energi secara cepat. Maka dibuatlah suatu system yang bernama Sistem Pemulihan Energi Kinetik atau disebut Kinetic Energy Recovery Systems (K.E.R.S)[1].

Sistem Pemulihan Energi Kinetik atau KERS adalah sebuah sistem penyimpanan energi yang memanfaatkan energi kinetik baik yang terbuang saat terjadi putaran tinggi pada roda gila atau disebut flywheel maupun saat mobil direm. Energi itulah yang diambil, disimpan baik di flywheel maupun baterai, dan kemudian nantinya digunakan lagi untuk menjalankan kendaraan.

Teknologi KERS sudah diperkenalkan, menggunakan flywheel sebagai penyimpan energi (full-mekanis) pada bus tahun 1980 oleh Perusahaan Torotrak[1]. Pada sistem ini kecepatan putaran flywheel sampai 24.000 rpm, namun kapasitas penyimpanan energinya dan power transmission kurang sesuai untuk diterapkan pada kendaraan umum. Pada tahun 2005 teknologi KERS mulai dikembangkan pada mobil Formula One oleh Flybrid yang dilanjutkan pada tahun 2009 sebagai regulasi Formula One, dengan prinsip kerjanya full-mekanis [1,2,3]. Di tahun selanjutnya mulai bermunculan banyak mobil dengan sistem KERS seperti salah satunya Porsche 918 RSR, yaitu pada tahun 2011 dengan menggunakan roda gila (flywheel) sebagai penyimpan energi untuk menggerakkan 2 motor listrik (elektro-mekanikal)[5]. Magneti Marelli, perusahaan pengembang KERS untuk Formula 1, mengembangkan sistem ERS (Energy Recovery System) dimana sistem KERS akan digabung dengan pemulihan energi dari gas pembuangan, untuk menyuplai tenaga untuk motor listrik yang dihubungkan ke driveshaft (poros penggerak)[4]. Dan di masa depan, secara teori, ada pengembangan dimana kendaraan pembangkit sel bahan bakar akan dikawinkan dengan sistem KERS[6].

KERS terdapat dua cara, yaitu secara full-mekanis dan elektrikal.

  • Full Mekanis:

 

Gambar 1. Komponen KERS Full-mekanis (Sumber: motorauthority.com).

Secara full-mekanis, sistem tersebut menggunakan roda gila (flywheel) dan CVT transmission sebagai konfigurasinya. Saat mobil berhenti, ECU (engine control unit) akan memerintahkan kopling (clutch) pada sistem KERS untuk menghubungkan roda gila tersebut dengan poros roda belakang (differential). Roda gigi yang terdapat pada CVT akan menggerakkan dan mempercepat putaran flywheel dengan perbandingan 6:1[1]. Dalam artian, KERS mekanik ini menggunakan energi kinetik untuk menambah performa mesin.

 

Gambar 2. Komponen KERS Elektrikal (Sumber: thecarpeople.co.uk).

Pada KERS elektrikal, ketika direm, energi kinetik tersebut akan dikonversi menjadi energi listrik untuk disimpan dalam baterai. Energi listrik pada baterai tersebut  digunakan untuk memutar motor listrik[1,8]. Motor listrik dimanfaatkan untuk membantu mesin utama untuk berakselerasi atau mengaktifkan perlengkapan mobil, seperti AC dan kelistrikan lainnya[5]. KERS elektrikal ini bersifat hybrid.

KERS memiliki kelebihan, yaitu energi yang terbuang akan digunakan lagi untuk menambah daya mesin mobil tersebut[7]. Namun kelemahannya adalah sistem pemulihannya harus dikontrol oleh kontrol elektronik yang sama dalam mengkontrol mesin, transmisi, kopling, dan diferensial[8]. Dalam sistem tersebut hanya aktif ketika mobil berjalan[8].

Meski begitu, banyak manfaat yang didapat, diantaranya yaitu dapat mengurangi konsumsi bahan bakar, serta mengurangi polusi sehingga mengurangi tingkat pemanasan global.

Kontributor : Muhammad Wibisono Januar (ARE Semester 1 2017/2018)

 

Referensi:

[1] Erfandi Carera, “RANCANG BANGUN ALAT SISTEM PEMULIHAN ENERGI KINETIK

(KERS) UNTUK PENGISIAN ENERGI PADA BATERAI MOBIL LISTRIK,” 2014, [Online]. Available: http://repository.unej.ac.id/bitstream/handle/123456789/69260/Erfandi%20Carera.pdf?sequence=1. [Accessed: October 3, 2017]

[2] RaceCar Engineering, ”F1 KERS: Flybrid,” November 18, 2011. [Online]. Available: http://www.racecar-engineering.com/articles/f1/f1-kers-flybrid/. [Accessed: October 20, 2017].

[3] FIA management, “2009 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATIONS,” December 22, 2006. [Online]. Available: http://www.fia.com/resources/documents/1151088479__2009_F1_TECHNICAL_REGULATIONS.pdf. [Accessed: October 20, 2017].

[4] Porsche AG, “Porsche 918 RSR – racing laboratory with even higher-performance hybrid drive,” 10 January 2010. [Online]. Available: https://www.porsche.com/usa/aboutporsche/pressreleases/pag/?pool=international-de&id=2011-01-10. [Accessed: October 20, 2017].

[5] Magneti Marelli, “KERS (Kinetic Energy Recovery System),” Unknown [Online]. Available: http://www.magnetimarelli.com/excellence/technological-excellences/kers. [Accessed: October 17, 2015].

[6] D’Ovidio G., Masciovecchio C., Rotondale A., “Hydrogen Fuel Cell and KERS Technologies For Powering Urban Bus With Zero Emission Energy Cycle,” POLITECNICO DI TORINO 14-15.09.2015, . [Online]. Available http://sidt.org/2015/wp-content/uploads/2_05.pdf.

[7] Rendi, “Apa Itu KERS dan DRS?,” 15 Juni 2011. [Online]. Available: http://itsallrendifw.blogspot.co.id/2011/06/apa-itu-kers-dan-drs.html. [Accessed: October 17, 2017].