Renault og Geely sigter efter effektivitet frem for imponerende tal
Når folk tænker på elbiler, kigger de typisk på ydelse, acceleration og rækkevidde. Men elmotorens virkningsgrad spiller en mindst lige så afgørende rolle. Hvert eneste procentpoint i tab betyder direkte færre kilometer fra det samme batteri – eller højere brændstofforbrug i en hybrid.
I kampen om effektivitet præsenterer joint venturet Horse – et samarbejde mellem Renault og kinesiske Geely – nu en ny motor med det interne navn Amorfo. Det er ikke konceptbilsteknologi, men et seriøst drivlinsystem, der allerede er opført i Horse's katalog og dermed klar til serieproduktion. Renaults mærker er de oplagte aftager, men også andre Geely-mærker som Volvo kan benytte teknologien.
Horse hævder en virkningsgrad på 98,2 procent, mens almindelige elmotorer typisk ligger et sted mellem 93 og 97 procent.
De få procentpoint lyder beskedne, men fordelt over millioner af køretøjer og mange års brug udgør de enorme mængder sparet energi og brændstof.
Kernen i innovationen: amorft stål i statoren
Det særlige ved denne motor ligger ikke i elektronikken eller softwaren, men derimod i det materiale, der anvendes i statoren – den stillestående del rundt om rotoren, som genererer det magnetiske felt. I stedet for klassisk krystallinsk stål bruger Horse såkaldt amorft stål.
I almindeligt stål er atomerne arrangeret i en fast, ordnet krystalstruktur. I amorft stål er denne orden fraværende – atomerne sidder mere tilfældigt i forhold til hinanden. Det lyder som en teknisk detalje, men det ændrer de magnetiske egenskaber markant. Materialet mister langt mindre energi, når det magnetiske felt skifter konstant – præcis som det sker inde i en elmotor.
Tyndere end et menneskehår
Statoren er opbygget af ekstremt tynde stållameller. I Amorfo-motoren er disse plader kun 0,025 millimeter tykke. Det er cirka ti gange tyndere end i en gennemsnitlig elmotor – og faktisk tyndere end et almindeligt menneskehår.
Denne ekstreme tyndhed begrænser de såkaldte hvirvelstrømstab: små elektriske strømme, der løber gennem selve metallet, når det udsættes for et skiftende magnetisk felt. Normalt koster det energi uden at bidrage til fremdriften.
- Materiale: amorft stål i stedet for klassisk elektrisk stål
- Lameltykkelse: 0,025 mm (cirka ti gange tyndere end normalt)
- Mål: halvere de interne tab sammenlignet med konventionelle motorer
- Påstand: maksimal virkningsgrad på 98,2 procent
Horse taler om en halvering af motorens interne tab. I praksis betyder det, at næsten al den elektriske energi, der sendes ind i motoren, faktisk omsættes til fremdrift – frem for at forsvinde som varme.
Ydelse og moment: velegnet til moderne hybrider
Amorfo-motoren er ikke blot effektiv – den leverer også tal, der er mere end tilstrækkelige til mange biler. Maksimalydelsen ligger omkring 190 hk med 360 Nm moment. Det placerer motoren i samme kategori som drivlinjerne i mange nuværende plug-in-hybrider og elbiler med for- eller baghjulstræk.
Til en praktisk familiebil er det rigeligt. En producent kan anvende motoren:
- som primær fremdrift i en plug-in-hybrid
- som elmotor i en seriehybrid med range-extender
- eller som for- eller bagakselmotor i et fuldt elektrisk model
Takket være den høje virkningsgrad kan en producent enten beholde den samme batteristørrelse og opnå lidt ekstra rækkevidde – eller montere et lidt mindre batteri, der tilbagelægger den samme distance. I hybridtilfældet kan tanken gøres en smule mindre, eller forbruget falde, uden at kunden mærker nogen forskel i køreegenskaberne.
I praksis: cirka 1 procent lavere energiforbrug
På systemniveau – altså i en komplet hybrid-drivlinje med forbrændingsmotor, omformer, batteri og transmission – forventer Horse, at det samlede energiforbrug falder med cirka 1 procent. Det lyder beskedent, men inden for bilindustrien er sådanne skridt ofte den realistiske vej mod lavere udledninger.
En gevinst på 1 procent lyder lille, men anvendt på millioner af biler og milliarder af kilometer summerer det sig til gigantiske mængder sparet energi.
Det er vigtigt at understrege: de 98,2 procent er en topsværdi målt under ideelle forhold på en testbænk. I daglig brug spiller faktorer som temperatur, belastning, omdrejningstal og materialernes aldring en rolle. Den reelle gevinst kan derfor falde en smule lavere ud.
Laboratorium versus daglig myldretidskø
Bilproducenter tester motorer og drivlinjer under nøje kontrollerede betingelser – logisk nok, da det giver mulighed for en fair sammenligning af forskellige konstruktioner. Men en bil kører sjældent under perfekte forhold: vinterfrost, varme sommerdage, trafikpropper, korte ture, tung last eller en campingvogn bag bilen ændrer billedet.
Uafhængige testinstitutter ser ofte afvigelser mellem fabrikstal og resultater i den virkelige verden. Det vil sandsynligvis ikke være anderledes med denne motor. Indtil de første modeller med denne teknologi rammer markedet og er grundigt testet af redaktioner og godkendelsesinstitutter, forbliver de 98,2 procent primært en teoretisk størrelse.
Hvorfor producenter bruger så meget energi på én procents gevinst
Globalt er bilproducenter under pres for at reducere brændstofforbrug og CO₂-udledning. Det gælder også for hybrider og elbiler, eftersom produktionen af batterier og strømmikset stadig medfører betydelige emissioner. Selv små effektivitetsforbedringer i drivlinjen giver derfor direkte udslag i det samlede miljøaftryk.
For en gennemsnitlig hybrid, der bruger for eksempel 6 liter per 100 kilometer, kan en forbedring på 1 procent spare omtrent 0,06 liter per 100 kilometer. Over 200.000 kilometer svarer det til godt 120 liter benzin per bil. Når hundredtusindvis eller millioner af køretøjer bruger en sådan motor, løber det op til millioner af liter brændstof, der aldrig pumpes ud.
| Motorvirkningsgrad | Effekt på energiforbrug (vejledende) |
|---|---|
| 94% | nuværende standard, mere tab som varme |
| 97% | effektiv moderne motor, reduceret forbrugstab |
| 98,2% | rekordniveau, mærkbart særligt i stor flådeskala |
Hertil kommer, at skrappere normer i Europa, Kina og andre regioner tvinger producenterne til at gribe hvert procentpoint, der er opnåeligt. Teknikker som amorft stål kan udgøre forskellen mellem netop at opfylde eller netop falde igennem fremtidige krav.
Hvad betyder det for bilister i de kommende år?
Horse har endnu ikke afsløret, i hvilken konkret model Amorfo-motoren vil debutere, eller hvornår det sker. Men motoren er opført i joint venturets katalog, hvilket indebærer, at teknologien principielt er produktionsklar og kan dukke op i kommende generationer af hybrider fra Renault og Geely-mærker.
For bilister vil det sandsynligvis ikke vise sig som spektakulære nye funktioner, men snarere som lidt lavere forbrugs- og udledningstal. På displayet oplever man gevinsten som en anelse færre kWh per 100 kilometer i en elektrisk variant – eller nogle tiendedele liter brændstof mindre i en hybrid.
Forklaring: hvad er motorvirkningsgrad egentlig?
Begrebet virkningsgrad dukker ofte op, men kan virke abstrakt. For en elmotor handler det om forholdet mellem den elektriske energi, der sendes ind, og den mekaniske energi, der kommer ud som fremdrift på akslen.
En virkningsgrad på 100 procent ville betyde, at al energi omsættes til bevægelse uden noget som helst varmetab eller friktion. I den virkelige verden er det ikke muligt. Alligevel kommer moderne elmotorer med 93 til 97 procent allerede bemærkelsesværdigt tæt på. Steget mod 98 procent viser, hvor raffineret teknologien allerede er – og hvor stor en indsats det kræver at erobre det sidste procentpoint.
For den, der overvejer en el- eller hybridbil, kan det være klogt ikke kun at kigge på batteristørrelse eller hestekræfter, men også på hvor effektivt drivlinjen omsætter energi. Et lidt mindre batteri kombineret med en ekstremt effektiv motor kan i praksis nå lige så langt som et større batteri med en mindre effektiv drivlinje – mens bilen forbliver billigere og lettere.
