Renault og en kinesisk samarbejdspartner har afsløret et drev, der i laboratorietests næsten ikke mister noget energi overhovedet.
Hvis resultaterne holder i praksis, vil konkurrenterne være nødt til at sætte tempoet op.
Under det fælles brand Horse er der udviklet en elektrisk motor til hybridbiler, som i tests opnår en virkningsgrad på 98,2%. Det er bedre end langt de fleste nuværende motorer på markedet, og hemmeligheden bag er en helt ny type stål i statoren.
Amorfo-motoren: Et fælles projekt mellem Renault og Geely
Horse er et selskab grundlagt af Renault og den kinesiske gigant Geely med fokus på at udvikle næste generations drivliner. Det seneste resultat af ingeniørernes arbejde er en motor ved navn Amorfo, som primært er designet til hybridbiler og køretøjer med såkaldt range extender-teknologi.
Navnet er ikke tilfældigt valgt. Det henviser direkte til det materiale, statoren er lavet af — amorf stål, altså stål med en uordnet atomstruktur. I konventionelle motorer anvendes krystallinsk stål, hvor atomerne er arrangeret i et regelmæssigt gitter.
Amorfo-motoren forventes at opnå en virkningsgrad på 98,2%, hvilket ifølge Horse svarer til halvt så store interne tab sammenlignet med en typisk elektrisk motor.
Selskabet understreger, at dette ikke blot er et marketingtrick. De fysiske egenskaber ved amorf stål reducerer energitab forårsaget af magnetfeltet, især ved høje arbejdsfrekvenser.
Plader tyndere end et menneskehår
Noget af det mest imponerende ved konstruktionen er tykkelsen på de lameller, statoren er bygget op af. Hver enkelt plade er kun 0,025 millimeter tyk — det er omkring ti gange tyndere end i typiske elektriske motorer til biler.
Så tynde lag hjælper med at begrænse såkaldte hvirvelstrømme. Det er et fænomen, hvor uønskede strømme induceres i metallet og omdannes til varme, hvilket resulterer i energitab. Jo tyndere elementerne er, desto svagere bliver dette fænomen, og desto mere effektivt omsætter motoren strøm til bevægelse.
Horse opgiver en reduktion af motorens egne tab på cirka 50% sammenlignet med en referencekonstruktion, uden at det går ud over effekt eller drejningsmoment.
Ifølge de offentliggjorte data leverer Amorfo 190 hestekræfter og 360 Nm. Det er fuldt ud tilstrækkeligt til hybride SUV'er, kompaktbiler og større sedaner med elektrisk assistance.
Hvordan klarer den sig i forhold til andre motorer?
Moderne elektriske motorer i personbiler opnår typisk en virkningsgrad på mellem 93 og 97%. Forskellen afhænger af belastning, temperatur, omdrejningstal og den specifikke konstruktion.
| Motortype | Typisk virkningsgradinterval |
|---|---|
| Klassisk elektrisk motor i bil | 93–97% |
| Nye, højtydende konstruktioner | cirka 97–98% |
| Amorfo fra Horse (oplyst værdi) | 98,2% |
En stigning på 1–2 procentpoint lyder måske ikke af meget, men inden for energieffektivitet er hvert eneste procent reelle besparelser — især når man taler om store flåder af køretøjer og millioner af kørte kilometer.
Laboratorium kontra virkelighed på vejen
Det samlede billede kompliceres dog af målingsforholdene. Den opgivne virkningsgrad på 98,2% stammer fra virksomhedens egne tests under nøje kontrollerede betingelser. I daglig brug opstår der faktorer, som er svære at genskabe perfekt på et testbænk:
- temperaturudsving — fra vinterfrost til glohed asfalt,
- drift ved delvis belastning frem for i ét enkelt optimalt arbejdspunkt,
- aldring af materialer, herunder isolering og selve stålet,
- spændingsudsving og varierende kapacitet i trækkebatteriet.
Producenter opgiver som regel den maksimale virkningsgrad opnået inden for et bestemt arbejdsområde og ikke et gennemsnit over en hel kørecyklus. Uafhængige laboratorier kommer ofte frem til lavere tal end reklamematerialet antyder. Horse har endnu ikke oplyst, i hvilke biler og hvilken konfiguration motoren vil blive anvendt, så det er vanskeligt at vurdere, hvordan den vil opføre sig i et færdigt køretøj.
Reel energibesparelse: cirka 1% i hele systemet
Det selskab, der styrer projektet, anslår, at den samlede energibesparelse — når man medregner hele hybridsystemet inklusive batteri, inverter, gearkasse og øvrigt tilbehør — ligger på cirka 1%. Denne tal relaterer sig altså til reel drift af køretøjet.
En reduktion i et hybridkøretøjs energiforbrug på 1% virker ubetydelig for én enkelt bil, men i en skala på tusindvis af eksemplarer svarer det til enormt store mængder sparet strøm eller brændstof.
Med en årlig kørsel på 20–30.000 kilometer, firmaflåder og lang levetid begynder den slags gevinst at betyde noget — både for bilisterne og for CO₂-regnskabet. For producenterne tæller enhver brøkdel af en procent, da det kan gøre det lettere at overholde stadig strammere krav til energieffektivitet.
Hvem skal bruge den nye motor?
Amorfo-motoren figurerer allerede i Horse's produktkatalog, hvilket betyder, at selskabets kunder til enhver tid kan bestille den til deres projekter. Den første modtager vil sandsynligvis være Renault selv sammen med tilknyttede mærker.
Andre virksomheder under Geely-gruppen, som eksempelvis Volvo, er ligeledes oplagte kandidater. Denne type motor passer særligt godt til en ny generation plug-in-hybridbiler, hvor lav energiforbrug prioriteres over rekordeffekt.
Hvorfor kappes producenterne om virkningsgraden?
Markedet for bildrivliner ændrer sig hurtigere end for ti år siden. Ud over batterier og styringselektronik er netop motorerne blevet et centralt konkurrenceparameter. Kinesiske mærker præsenterer stadig mere avancerede konstruktioner — fra forbrændingsmotorer med rekordvirkningsgrad til banebrydende elektriske drev.
Europæiske og japanske virksomheder, som i årevis dominerede inden for drivliner, er nødt til at reagere. At lancere en motor med særdeles høj virkningsgrad er en måde at forsvare sin position og vise, at man stadig har noget vigtigt at bidrage med teknisk set.
Hvad betyder det for bilisten?
Hvis løfterne holder stik i produktionsbiler, vil brugeren primært mærke et lavere energiforbrug i hverdagskørslen. For en hybridbil kan det betyde færre tankstop om året eller længere rækkevidde på en enkelt opladning af trækkebatteriet.
En anden fordel er, at motoren udvikler mindre varme. En mere effektiv motor varmer mindre op, så kølesystemet kan arbejde under lettere forhold. Det giver til gengæld mulighed for at forenkle køretøjets konstruktion eller reducere vægten af visse komponenter.
Det er desuden værd at huske, at motorudvikling påvirker hele køretøjsarkitekturen. Forbedret virkningsgrad ledsages ofte af ændringer i styresoftware, regenerativ bremsningsstrategi og gearvalgsstrategi. Slutresultatet vil bilisten opleve som et mere flydende drev og bedre respons på speederpedalen.
Sådan forstår du tallene bag elektriske drev
For mange mennesker er procenter for virkningsgrad ret abstrakte størrelser. Det er let at tro, at forskellen mellem 96% og 98,2% er ligegyldig. Men i virkeligheden betyder hvert energitab i drevet ekstra kilowattimer, der skal trækkes fra batteriet eller forbrændes i den forbrændingsmotor, der arbejder sammen med den elektriske.
I en bil, der kører 200.000 km i løbet af sin levetid, kan forskelle på 1–2% akkumulere sig til betragtelige summer. Det afspejles både i driftsomkostninger og i det enkelte køretøjs CO₂-aftryk. For producenterne er det desuden et konkurrenceværktøj — især når lignende ydeevne og rækkevidde kan opnås med et mindre batteri.
Fra brugerens perspektiv er det fornuftigt at kigge ikke kun på effekt og drejningsmoment, men også på, hvordan producenten beskriver drivets og det samlede systems virkningsgrad. En motor med rekordparametre rækker ikke alene, hvis resten af køretøjet — fra dæk til aerodynamik — spilder energi. Projekter som Amorfo er derfor ét element i et større puslespil, der i sidste ende skal føre til mere energiøkonomiske og gennemarbejdede hybrid- og elbiler.
