Et fransk-kinesisk samarbejde gør krav på historiens mest effektive elmotor til hybridbiler
Et joint venture mellem to bilgiganter hævder at have udviklet den mest effektive elmotor nogensinde – specifikt designet til hybride drivlinjer. Og tallene bag påstanden er svære at ignorere.
I en tid, hvor producenterne kæmper om hvert eneste procentpoint i virkningsgrad, præsenterer Horse – det fælles drivlinje-selskab ejet af Renault og Geely – en ny elmotor, der ifølge egne målinger omsætter hele 98,2 procent af den tilførte energi til fremdrift. Det lyder måske som en teknisk detalje, men konsekvenserne for brændstofforbrug, økonomi og lovgivning kan vise sig at være meget store.
Renault og Geely sigter efter rekordvirkningsgrad med ny hybridmotor
Den nye motor bærer navnet Amorfo og er udviklet til hybride køretøjer samt såkaldte range-extender-løsninger. Det er altså ikke en muskelmotor til hyperbiler – det er et effektivt arbejdsredskab til hverdagsbiler, fra plug-in hybrider til modeller, der bruger en forbrændingsmotor som generator.
Mens konkurrenterne primært konkurrerer på batteriteknologi og software, har Horse valgt at fokusere på et lidt mindre glamourøst, men afgørende element: motorens elektromagnetiske hjerte. Og her gemmer sig overraskende nok stadig betydelige forbedringspotentialer.
Amorfo-motoren opnår ifølge Horse en samlet virkningsgrad på 98,2 procent, mens almindelige elmotorer typisk ligger et sted mellem 93 og 97 procent.
Motoren leverer 190 hk og 360 Nm drejningsmoment. Det placerer den præcist i segmentet for mellemstore personbiler og SUV'er, der sælges som hybrider i Europa og Kina. Fokus er tydeligt ikke på rå kraft, men på maksimal effektivitet.
Hemmeligheden gemmer sig i ultratynde stålplader omkring spolerne
Det tekniske omdrejningspunkt i denne motor er statormaterialet: en amorf ståltype med en uordnet atomstruktur. På almindeligt dansk: det er ikke klassisk krystallinsk stål, men en slags metalglaspræget materiale, der reagerer anderledes på magnetfelter.
Tyndere end et menneskehår
I en almindelig elmotors stator sidder der normalt stablede stållameller, der leder magnetfeltet. I Amorfo-motoren er disse lameller ekstremt tynde – kun 0,025 millimeter. Det er cirka ti gange tyndere end i en gennemsnitlig elmotor og faktisk tyndere end et menneskehår.
- Statorlameltykkelse: 0,025 mm
- Typisk tykkelse i almindelige motorer: ca. 0,25 mm
- Reduktion af interne tab: op til 50 procent ifølge Horse
- Oplyst samlet virkningsgrad: 98,2 procent
De tyndere lameller reducerer de såkaldte hvirvelstrømme i metallet markant. Netop hvirvelstrømme er en af de primære årsager til varmeudvikling og dermed energitab i elmotorer. Færre tab betyder, at en større andel af den elektriske energi faktisk når frem til drivakslen.
Ved at halvere hvirvelstrømstabene skubber Horse virkningsgraden forbi det, der i dag er standard i masseproduktion.
Laboratorierekord er flot – hverdagsbrug bliver den rigtige prøve
De opgivne 98,2 procent stammer fra målinger under kontrollerede forhold. Det er branchepraksis, men det fortæller ikke hele historien om, hvordan motoren klarer sig i koldt vintervejr, i tæt bytrafik eller efter mange års intensiv brug.
I virkelige biler spiller faktorer som opvarmning, køling, dellastbetingelser, omformere og transmission alle ind. Det samlede drivlinjerendement ligger derfor altid lavere end motorens topvirkningsgrad alene. Producenter fremhæver gerne toppræstationer, mens bilister i praksis mærker adfærden over titusindvis af kilometer.
Hertil kommer, at Horse endnu ikke har afsløret, i hvilken produktionsmodel Amorfo debuterer. Der er ingen lanceringsdato, intet specifikt Renault- eller Geely-model er nævnt, og heller ingen information om produktionsvolumen. Motoren figurerer dog allerede i Horse's katalog og er dermed tilgængelig for mærker inden for Renault- og Geely-koncernen – herunder Renault selv, Dacia, Volvo og muligvis en række kinesiske mærker.
Kun 1 procent besparelse i forbrug – er det egentlig værd at jagte?
Ifølge Horse's egne beregninger giver Amorfo-motoren i et komplet hybridsystem en energibesparelse på cirka 1 procent. På individuelt bilniveau lyder det beskedent: en bil, der normalt bruger 6,0 liter pr. 100 km, falder til omkring 5,94 liter.
I stor skala ser billedet anderledes ud. Forestil dig et mærke, der sælger to millioner hybrider om året, og disse biler kører i gennemsnit 200.000 kilometer i løbet af deres levetid. Så handler det pludselig om hundredvis af millioner liter brændstof og enorme mængder elektricitet, der aldrig forbruges. For producenterne tæller der desuden noget andet: hvert brøkdel af en procent lavere CO₂-udledning hjælper med at overholde stadig skrappere emissionskrav, uden at man nødvendigvis behøver montere markant dyrere batteripakker.
For bilisten føles 1 procent forskel næppe spektakulær, men for regnskabet og lovgivningen kan det være præcis det, der holder en model salgbar.
Derfor jagter producenterne virkningsgrad så hårdt lige nu
Kapløbet om effektive drivlinjer er accelereret kraftigt de seneste år. Kinesiske mærker kaster sig over forbrændingsmotorer med næsten 50 procents termisk virkningsgrad, mens andre lancerer nye elmotorkonstruktioner. Renault og Geely har via Horse valgt primært at forfine selve elmotoren og arbejde med materialeinnovation frem for udelukkende at stole på softwaretricks i energistyringen.
For hybride drivlinjer er dette særlig relevant. I en fuldt elektrisk bil er det primært batteriet, der afgør rækkevidden. I en hybridbil arbejder elmotoren hyppigt under skiftende forhold – den skal smidigt kunne skifte mellem støtte, rekuperation og kortere elektriske ture. Enhver effektivitetsgevinst hjælper direkte med at sænke forbruget og reducere varmeudviklingen i drivlinjen.
Hvad betyder det for bilister og markedet?
Den, der snart overvejer en ny Renault-hybrid eller et mærke tilknyttet Renault- eller Geely-koncernen, kan meget vel få denne motor under motorhjelmen uden at vide det. Markedsføringen vil snarere tale om lavere udledning, bedre effektivitet eller en moderne hybridplatform end om amorft stål og lameltykkelser.
For markedet peger denne udvikling frem for alt på en overordnet tendens: store spring i forbrug eller rækkevidde bliver sjældnere, og gevinsten ligger i stigende grad i mange små optimeringer. Det kan for eksempel være:
- Smartere køling af elmotor og omformer
- Lavere intern modstand i batteri og kabler
- Letvægtsmaterialer i karosseri og chassis
- Software, der begrænser energispild ved dellast
For den, der ikke er hjemme i elektroteknik: virkningsgrad angiver, hvor stor en del af den tilførte energi der faktisk udfører nyttigt arbejde. Ved 98,2 procent går kun 1,8 procent tabt som varme og andre tab i selve motoren. Det lyder næsten perfekt – men i den samlede kæde fra stikkontakt eller brændstoftank til de roterende hjul lægger forskellige tab sig oven i hinanden. Netop derfor forfølger ingeniører hvert lille fremskridt med stor iver.
I praksis kan en mere effektiv motor også køre mere lydsvagt og køligere, fordi der skal bortledes mindre varme. Det sparer på kølesystemer og kan på sigt føre til mere kompakte drivlinjer. Samtidig opstår der nye udfordringer: ekstremt tyndt stål er vanskeligere at producere, mere følsomt over for tolerancer og kræver tilpassede produktionslinjer. Den endelige salgspris på bilen afgør i sidste ende, om disse innovationer virkelig slår igennem i masseproduktionen.
