Et joint venture mellem Renault og Geely hævder at have udviklet den mest effektive elmotor til dato – specielt til hybridbiler
Motoren, der bærer navnet Amorfo, opnår ifølge interne målinger en virkningsgrad på 98,2 procent. Det lyder måske som et beskedent fremskridt, men på det hyperkonkurrenceprægede marked for drivlinjer kan selv en lille gevinst have enorme konsekvenser for brændstofforbrug, emissioner og omkostninger i stor skala.
Kinesiske og europæiske mærker i kapløbet om den mest effektive drivlinje
I mange år satte japanske bilmærker standarden inden for effektive motorer og hybridteknologi. Nu trænger kinesiske og europæiske spillere sig aggressivt frem. Fra Kina er der allerede kommet forbrændingsmotorer med næsten 50 procents virkningsgrad samt bemærkelsesværdigt effektive elektriske drivlinjer.
I den sammenhæng præsenterer Horse – den fælles drivlinjedivision under Renault og Geely – nu Amorfo-motoren. Enheden er designet til hybridbiler og range-extender-køretøjer, altså biler hvor en relativt kompakt elmotor skal udnytte hver eneste kWh så optimalt som muligt.
Horses Amorfo-motor når ifølge producenten en virkningsgrad på 98,2 procent, mens nutidens elmotorer typisk ligger mellem 93 og 97 procent.
Hvad adskiller denne elmotor fra alle andre?
Kernen i innovationen handler hverken om software eller køling, men derimod om materialet i statoren – den faste del, der omslutter rotoren. Horse anvender et såkaldt amorft stål, hvis atomer ikke er arrangeret i et ordnet krystalgitter, men i stedet sidder i et uregelmæssigt mønster.
Det lyder abstrakt, men har en meget konkret effekt. Den uregelmæssige struktur ændrer, hvordan materialet opfører sig i et magnetfelt. Det reducerer de såkaldte hysterese- og hvirvelstrømstab, hvilket betyder, at langt mindre energi forsvinder som varme.
Stålplader tyndere end et menneskehår
Statoren består af ultratynde lameller af dette amorfe stål – og med ultratynde menes der virkelig tynde: kun 0,025 millimeter. Til sammenligning er tykkelsen i konventionelle elmotorer cirka ti gange større.
- Lameltykkelse i Amorfo-statoren: 0,025 mm
- Typisk tykkelse i standard elmotorer: ca. 0,25 mm
- Påstået reduktion af interne tab: cirka 50 procent
- Påstået samlet virkningsgrad: 98,2 procent
Så tynde lag mindsker hvirvelstrømmene i stålet markant. Normalt udgør disse hvirvelstrømme en af de største kilder til energitab i elmotorer. Færre hvirvelstrømme giver mindre varmeudvikling – og dermed mere brugbar fremdrift fra den samme mængde energi.
Hvad betyder 98,2 procent i praksis?
Ved første øjekast virker forskellen mellem 97 og 98,2 procent ikke særlig dramatisk. Det er trods alt kun nogle tiendedele af et procentpoint. Alligevel taler Horse om en halvering af motorens interne tab.
For den samlede drivlinje – inklusiv omformer, batteri og en eventuel forbrændingsmotor i en hybrid – svarer fordelen til cirka 1 procent lavere energiforbrug. Det lyder beskedent, men summeret over millioner af biler og mange års daglig brug bliver det til en betragtelig mængde.
En gevinst på 1 procent pr. bil virker marginal, men skaleret op over et helt modelsortiment kan det svare til millioner af liter brændstof eller gigawatttimer strøm sparet.
Ydelse og moment: klar til moderne hybridbiler
Amorfo-motoren er ikke et laboratorieprojekt med minimal ydelse. Horse offentliggør konkrete tal:
- Effekt: 190 hk
- Moment: 360 Nm
- Anvendelse: Hybridbiler og range-extender-køretøjer
- Maksimal virkningsgrad: 98,2%
Med 190 hk og 360 Nm befinder motoren sig præcis i det segment, hvor mange plug-in hybridbiler og elektriske drivlinjer til mellemklassebiler opererer. Det gør den umiddelbart brugbar på eksisterende og kommende platforme hos både Renault og de øvrige mærker inden for Geely-koncernen.
Laboratorietal versus daglig myldretid
Producenten baserer de 98,2 procent på målinger under kontrollerede laboratorieforhold. I virkeligheden konfronteres elmotorer med svingende temperaturer, varierende belastning, materialer der slides over tid og til tider utilstrækkelig køling.
Historisk set viser forbrugs- og effektivitetstal fra testbænken sig ofte mere optimistiske end de reelle resultater på vejen. Det ses gang på gang ved uafhængige tests – både af forbrændingsmotorer og elektriske drivlinjer. Først når de første biler med Amorfo-motoren har kørt et stykke tid, vil det stå klart, hvilken virkningsgrad bilister faktisk opnår i bytrafik, på motorvejen og i vinterfrost.
Hertil kommer, at Horse endnu ikke har oplyst, hvilke modeller der vil få motoren, eller hvornår det sker. Renault kan anvende teknologien i kommende generationer af Clio, Captur, Mégane eller Arkana-hybridbiler, mens Geely-siden giver adgang for mærker som Volvo, Lynk & Co og en række kinesiske labels.
Hvorfor anstrenger producenter sig så meget for 1 procents gevinst?
Bilkoncerner investerer milliarder for at vinde nogle få procentpoint i virkningsgrad. Der er flere gode grunde til det:
- Lavere emissioner: Hvert procent lavere forbrug hjælper med at overholde CO₂-normer og undgå bøder i Europa og Kina.
- Mulighed for mindre batterier: Når en elmotor kører mere effektivt, kan producenten klare sig med et lidt mindre batteri og alligevel opnå samme rækkevidde.
- Færre varmeproblemer: Lavere tab betyder mindre varmeudvikling, simplere køling og potentielt højere driftssikkerhed.
- Lavere driftsomkostninger: Slutbrugerne nyder godt af lavere energi- eller brændstofregninger.
For plug-in hybridbiler spiller endnu et aspekt ind. Mange bilejere kører kun en del af deres kilometer rent elektrisk. Resten tilbagelægges med en kombination af brændstof- og elmotor. Netop her tæller hvert procent effektivitetsgevinst i den elektriske komponent med i det samlede forbrug og den samlede udledning.
Hvordan passer dette ind i Renaults og Geelys elektrificeringsstrategi?
Med Horse har Renault og Geely etableret en selvstændig division, der udelukkende fokuserer på moderne drivlinjesystemer: avancerede forbrændingsmotorer, hybridbiler og effektive elmotorer. Amorfo-motoren er flagskibsproduktet, som joint venture'et bruger til at differentiere sig fra konkurrenterne.
Renault er i Europa under betydeligt pres fra konkurrenter som BYD, Hyundai-Kia og Stellantis, der alle investerer massivt i effektive hybrid- og elbilsplatforme. En mere effektiv elmotor kan hjælpe Renault med at prissætte sine plug-in hybridbiler mere konkurrencedygtigt og samtidig leve op til stadig strengere emissionskrav.
På Geely-siden giver denne teknologi koncernen et ekstra kort på hånden i den globale kamp om drivlinjer. Koncernen ejer mærker som Volvo, Polestar, Lynk & Co og adskillige kinesiske labels. Én avanceret motor, der kan bruges på tværs af mærker og modeller, sænker udviklingsomkostningerne pr. bil markant.
Hvad betyder 98,2 procents virkningsgrad for bilisten?
For den gennemsnitlige bilist omsætter en sådan virkningsgrad sig ikke direkte til spektakulært mange ekstra kilometer på en opladning. Groft estimeret giver 1 procent lavere energiforbrug snarere en besparelse på nogle titusinde kroner om året – afhængigt af årligt kilometertal og energipriser.
Gevinsten bliver for alvor synlig på systemniveau. Forestil dig en producent, der sælger hundredtusindvis af biler om året med denne motor. Så handler det om enorme mængder sparet energi, reduceret CO₂-udledning og potentielt også mindre slid grundet lavere termisk belastning.
For dem, der er nye i emnet, er det nyttigt at betragte virkningsgraden som en slags "fradragspost" på den energi, man putter ind i bilen. Med 98,2 procent omsætter bilen 100 enheder elektrisk energi til godt 98 enheder bevægelse. Resten forsvinder som varme eller andre tab. Hvert ekstra tiendedel af et procent bringer bilen lidt tættere på det teoretiske ideal om en tabsfri motor – selvom det punkt aldrig fuldt ud kan nås.
For hybridbilejere kan en mere effektiv elmotor desuden betyde, at bilen lidt oftere vælger at køre elektrisk i blandede kørselsmodi – ganske enkelt fordi systemet ser større fordel i den elektriske løsning. Sådanne softwareafvejninger hænger uløseligt sammen med den grundlæggende fysik, som Amorfo nu tager et markant skridt fremad i.
