En elmotor med 98,2 procents virkningsgrad – hvad betyder det egentlig?
Renaults fælles motordivision med den kinesiske bilproducent Geely har præsenteret noget bemærkelsesværdigt: en elmotor, der ifølge egne målinger omsætter 98,2 procent af den optagne energi til reel fremdrift. Det lyder måske som en marginal forbedring – men i bilindustrien kan selv den mindste effektivitetsgevinst have enorme konsekvenser i det lange løb.
Renault og Geely satser på mere effektive drivlinjer
Motoren er udviklet af Horse, det selvstændige selskab hvor Renault og Geely har samlet deres ekspertise inden for drivteknologi. Mens meget af branchen fokuserer på større batterier og hurtigere opladning, stiller Horse et mere klassisk spørgsmål: hvordan udnytter man absolut mest muligt af hver kilowattime?
Den nye motor er målrettet hybridbiler og køretøjer med en såkaldt range extender, hvor et mindre batteri kombineres med forbrændingsmotorer eller hjælpeaggregater. Netop i dette segment tæller hvert eneste procentpoint, fordi drivlinjen konstant skifter mellem forskellige energikilder.
Horse oplyser, at den nye elmotor opnår en virkningsgrad på 98,2 procent – højere end næsten alle nuværende seriemotorer.
Til sammenligning ligger de fleste elmotorer i moderne biler et sted mellem 93 og 97 procent. Springet til 98,2 procent virker beskedent på papiret, men inden for de fysiske grænser for, hvad der overhovedet er muligt, er ét ekstra procentpoint faktisk et ganske markant fremskridt.
Hemmeligheden bag motoren: amorft stål i maskinens hjerte
Det mest iøjnefaldende element i denne motor er materialet i statoren – den faste del, der omgiver den roterende rotor. Horse anvender en særlig type amorft stål, som adskiller sig fra traditionelt stål ved ikke at have en ordnet krystalstruktur. Atomerne ligger derimod i en mere uregelmæssig, tilfældig fordeling.
Den ukonventionelle struktur giver materialet helt andre magnetiske egenskaber. Elmotorer arbejder med skiftende magnetfelter, og i normalt stål fører det til hvirvelstrømme og varmetab. Amorft stål begrænser disse hvirvelstrømme betydeligt, så langt mindre energi går tabt som varme.
Tyndere end et hår: hvorfor 0,025 millimeter gør en forskel
Mindst lige så bemærkelsesværdig er tykkelsen på de lameller, som statorkernen er opbygget af. De er blot 0,025 millimeter tykke – omtrent ti gange tyndere end i en almindelig motor. Jo tyndere laminat, desto mindre plads er der til uønskede elektriske strømme inde i metallet.
- Tykkelse på statorlameller: 0,025 mm
- Typisk værdi i konventionelle motorer: ca. 0,25 mm
- Interne tab ifølge Horse: halveret
- Oplyst virkningsgrad: 98,2 procent
Kombinationen af dette specielle materiale og det ekstreme design giver ingeniørerne hos Horse mulighed for at halvere de interne energitab i motoren. Det resulterer ikke kun i højere virkningsgrad, men kan også betyde lavere driftstemperaturer – noget der igen er gunstigt for motorens levetid og kølesystem.
190 hk og 360 Nm: tal der passer til moderne hybrider
Motoren er langt fra et rent teoretisk laboratorieeksperiment – den er en seriøs kandidat til fremtidige volumenmodeller. Den leverer 190 hestekræfter og et drejningsmoment på 360 Nm, hvilket placerer den i samme klasse som mange nuværende plug-in hybrider i mellemklasse-SUV'er og familiebiler.
Kombinationen af kompakt ydelse og høj effektivitet gør motoren attraktiv for bilmærker, der ønsker at overholde stadig strengere udledningskrav – uden nødvendigvis at skifte fuldt ud til store batterielektriske modeller. Hybrider med denne motor bruger en smule mindre brændstof eller strøm, hvilket på flådeniveau kan spare producenterne for millioner i CO₂-bøder.
En effektivitetsgevinst på godt ét procent virker lille pr. bil, men bliver til noget ganske andet, når man ganger den op med millioner af køretøjer over mange års brug.
Imponerende i laboratoriet – endnu ikke bevist på vejen
De omtalte 98,2 procent stammer fra målinger under kontrollerede forhold: en testbænk med ideelle temperaturer, konstant omdrejningstal og præcist indstillet belastning. I virkeligheden møder en motor kulde, varme, regn, slitage, delvist ladede batterier og skiftende kørestile.
Renault og Geely har endnu ikke offentliggjort, hvilken model motoren debuterer i, eller hvornår den rammer forhandlerne. Foreløbig er der altså tale om en teknologi, der er klar til brug – men som endnu ikke er knyttet til et konkret produkt.
Hvad betyder ét ekstra procentpoint i praksis?
Horse selv regner med en energibesparelse på cirka én procent i det samlede hybridsystem under realistiske kørselsforhold. For den enkelte bilist er det næppe noget, man mærker ved tanken eller på elregningen fra måned til måned.
På koncernniveau ser billedet anderledes ud. Forestil dig en fabrikant, der leverer én million hybrider med denne motor. Hvis hver bil over sin levetid eksempelvis forbruger 2.000 kilowatttimer eller nogle hundrede liter brændstof mindre, udgør det en betragtelig besparelse på både råstoffer og CO₂-udledning.
| Aspekt | Typisk elmotor | Ny motor fra Horse |
|---|---|---|
| Virkningsgrad (laboratorium) | 93–97 % | 98,2 % |
| Tykkelse på statorlameller | ≈ 0,25 mm | 0,025 mm |
| Anvendelse | Elektriske og hybride biler | Hybrider og range extender-modeller |
Hvilke mærker kan drage fordel af teknologien
Motoren indgår i Horses produktkatalog, hvilket betyder, at ikke kun Renault selv, men også andre mærker inden for Geely-universet får adgang til den. Det inkluderer eksempelvis Volvo og potentielt en række af koncernens kinesiske bilmærker.
For Renault er det oplagt at anvende teknologien i kommende plug-in hybrider og mere brændstoføkonomiske crossovers. Geely kan bruge den samme motor under helt andre mærkenavne, hvilket fordeler udviklingsomkostningerne på tværs af flere selskaber.
Den tekniske baggrund: hvorfor effektivitet bliver sværere at forbedre
Elmotorer har i årtier været ekstremt effektive. Langt størstedelen af den tilførte energi når allerede frem til hjulene. Det er præcis derfor, at hvert nyt fremskridt bliver dyrere og mere komplekst at opnå. Ingeniørerne har simpelthen færre nemme gevinster tilbage at hente.
Forbedringerne skal nu primært hentes på tre områder:
- Materialevalg til stator og rotor – som brugen af amorft stål
- Minimering af tab i ledninger og elektronik
- Bedre køling, så motoren kan operere længere inden for sit optimale arbejdsområde
Overgangen til ekstremt tynde lameller stiller store krav til produktionen. Så tyndt metal er mere skrøbeligt under stansning, formning og stapling. Derudover skal isolationslagene mellem pladerne være fejlfrie – ellers risikerer man, at effektivitetsgevinsterne delvist ædes op af nye tab.
Hvad det betyder for bilisten og markedet
For den gennemsnitlige bilist forbliver elmotoren en sort boks under motorhjelmen. Alligevel har udviklinger som denne direkte konsekvenser. Biler med mere effektiv teknologi kan opnå samme rækkevidde med et mindre batteri eller en reduceret mængde brændstof – noget der enten kan gøre bilerne billigere eller skabe plads til bedre udstyr uden at forbruget stiger.
For leasingkunder og erhvervsflåder kan selv små gevinster hurtigt løbe op. En besparelse på én til to procent i energiforbrug over titusindvis af kilometer om året kan for store flåder pludselig reducere en betragtelig omkostningspost.
En god måde at forstå effektivitet på er at tænke på det som en slags energilæk, der langsomt lukkes. Hvor ældre forbrændingsmotorer sendte mere end halvdelen af energien ud af udstødningsrøret som spildvarme, nærmer moderne elmotorer sig nu en grænse, hvor næsten al energi ender ved hjulene. Hvert nyt design, der lukker lidt mere af det læk, tiltrækker sig derfor stor opmærksomhed i industrien.
At en traditionel europæisk spiller som Renault vælger at samarbejde med en stor kinesisk koncern om dette, illustrerer, hvor dybt globaliseringen er trængt ind i bilindustrien. Effektivitetsinnovationer opstår ikke længere ét sted eller hos ét mærke – de skabes i komplekse partnerskaber, hvor materialeteknologi, masseproduktion og software smelter sammen.
