Een klein vliegwiel van zo’n tien kilo is het hoofdbestanddeel van het systeem dat Van Berkel ontwikkelde in een project onder regie van kennisbedrijf Drivetrain Innovations BV (DTI). Dat wiel wordt gekoppeld aan een continu-variabele versnellingsbak. Bij afremmen slaat de auto de bewegingsenergie op in het vliegwiel, dat daardoor heel snel gaat draaien. Met die energie trekt de auto daarna weer op. Als het vliegwiel leeg is, neemt de verbrandingsmotor het over. Door slimme regeltechniek slaat de auto daarnaast ook energie op in het vliegwiel op momenten dat verbrandingsmotor efficiënt werkt, bijvoorbeeld bij optrekken. Daardoor kan het vliegwiel de aandrijving overnemen op momenten dat de verbrandingsmotor niet efficiënt loopt, bijvoorbeeld bij lage snelheden. Ook hierdoor stijgt de efficiëntie. De totale energiebesparing kan oplopen tot dertig procent, blijkt uit het onderzoek.

Vooral automobilisten die veel in de stad rijden en snel optrekken en afremmen, besparen met dit nieuwe systeem veel op de brandstof. Een auto met dit vliegwiel gaat de consument naar verwachting ongeveer duizend euro extra kosten. Een vergelijkbaar hybride systeem met een elektromotor en batterijen is tot vijf keer zo duur.

Het TU/e-onderzoek was niet gericht op het maken van een zo zuinig mogelijke auto, maar op een optimale verhouding tussen de meerprijs en de zuinigheid. Hybride auto’s met een elektromotor hebben veel batterijen aan boord. Dit omdat er in batterijen weliswaar veel energie zit, maar ze hebben weinig vermogen. Daardoor zijn veel dure, zware batterijen nodig om goed te kunnen optrekken. Bij een vliegwiel is het precies andersom: het heeft veel vermogen, maar weinig opslagcapaciteit. Bovendien gaat er bij batterijen energie verloren bij de omzetting van chemische batterij-energie naar bewegingsenergie, en terug. Dat verlies heeft het vliegwiel niet.

Het vliegwiel-idee is overigens niet nieuw, de uitvoering en aansturing wel. Van Berkel: “Vooral in de jaren tachtig en negentig was het een populair onderzoeksthema. Maar de cvt-techniek was toen nog niet ver genoeg ontwikkeld om het betaalbaar te houden.” De ‘vloeiende’ continu-variabele transmissie is overigens noodzakelijk voor een vliegwiel; het is niet compatibel met een handgeschakelde auto.

Een cruciaal aspect is de techniek om het grote vermogen in het vliegwiel soepel weer af te geven aan de auto. De koppeling en de continu-variabele versnellingsbak moeten hiervoor optimaal afgestemd zijn. Van Berkel heeft deze maand de regeltechniek op een testbank zover gekregen dat comfortabel optrekken mogelijk is. “Hiermee kunnen we zeggen dat het werkt”, aldus de onderzoeker.

Hij gaat het systeem nu testen en verder ontwikkelen in een echte auto. Punch Powertrain wil het systeem binnen enkele jaren productieklaar hebben. Doel is vooral de snelgroeiende Chinese groeimarkt. Het bedrijf verwacht met de nieuwe Nederlandse technologie honderdduizenden exemplaren te kunnen gaan afzetten.

Koos van Berkel doet zijn onderzoek bij prof.dr.ir. Maarten Steinbuch, hoogleraar Control Systems Technology, aan de TU/e-faculteit Werktuigbouwkunde. Hij verwacht hierop in de tweede helft van 2013 te promoveren. Naast DTI en Punch Powertrain zijn de bedrijven Bosch, CCM en SKF betrokken. Het onderzoek krijgt overheidsfinanciering uit de regeling Pieken in de Delta.