Renault præsenterer elmotor med rekordvirkningsgrad: Det gemmer sig bag tallene

Renault og Geely gentænker elmotoren fra bunden

Et hidtil relativt ukendt fællesforetagende mellem Renault og Geely skaber pludselig stor røre i bilindustrien. Under projektnavnet „Amorfo" præsenterer ingeniørerne en elmotor, der angiveligt opnår en virkningsgrad på hele 98,2 procent. Bag det tørre tal gemmer sig et imponerende teknologispring — men spørgsmålet melder sig straks: Hvor meget af det mærkes reelt på landevejen?

Fællesvirksomheden bag motoren hedder Horse og er et samarbejde mellem Renault og den kinesiske bilkoncern Geely. Horse er specialiseret i drivsystemer — alt det, der rent faktisk sætter køretøjer i bevægelse. Mens mange bilmærker retter blikket mod batterier og software, går Horse til kernen: selve motoren. Og her er der stadig potentiale for at spare strøm.

Hvad gør amorf stål så særligt?

Amorfo-motoren anvender et usædvanligt materiale i statoren — den stillestående del af motoren, hvor magnetfeltet skabes. Det drejer sig om amorf stål, og det er netop dette materiale, der giver motoren dens ekstraordinære egenskaber.

Amorf betyder, at atomerne i materialet ikke er arrangeret i et regelmæssigt krystalnet, men derimod tilsyneladende uordentligt. Denne „uorden" er ingen fejl — tværtimod er det en fordel. Den ændrer stålens magnetiske egenskaber markant og reducerer de tab, der normalt opstår i magnetfeltet.

Med amorf stål i statoren falder tabene i magnetfeltet — motoren udnytter den tilførte elektriske energi målbart bedre.

En del af den energi, man tilfører en elmotor, går normalt tabt som varme og hvirvelstrømme. Optimeres materialet i statoren, kan netop disse tab reduceres betydeligt — og resultatet er en højere virkningsgrad.

Tyndere end et menneskehår

Det andet tekniske trick ligger i produktionen af statorpladerne. De metalliske lameller, som statoren er opbygget af, er i denne konstruktion kun 0,025 millimeter tykke — altså en tiendedel af, hvad der er almindeligt i mange konventionelle elmotorer.

Til sammenligning: Et gennemsnitligt menneskehår er mellem 0,05 og 0,08 millimeter tykt afhængigt af personen. Pladerne i Amorfo-motoren er altså markant tyndere end et enkelt hår.

• Statorpladetykkelse i Amorfo: 0,025 mm
• Typisk statorpladetykkelse: ca. 0,25 mm
• Reduktion af tab i motoren: ifølge producenten ca. 50 %
• Samlet virkningsgrad: 98,2 %

Denne ekstreme finhed begrænser dannelsen af hvirvelstrømme i metallet. Hvirvelstrømme regnes for en af de vigtigste tabskilder i elmotorer. Når de reduceres, omsætter motoren en større andel af den tilførte elektriske energi til nyttig mekanisk kraft.

Hvad betyder 98,2 procent virkningsgrad i praksis?

Nutidens elmotorer i seriekøretøjer opnår typisk mellem 93 og 97 procent virkningsgrad alt efter konstruktion og driftssituation. Det lyder allerede meget højt — og det er det. At presse endnu et halvt eller helt procentpoint ud af en motor kræver ekstremt præcist ingeniørarbejde.

Springet fra 97 til 98,2 procent virker lille, men betyder i realiteten: mindre spildvarme, færre tab og ved stor skala enorme energibesparelser samlet set.

Amorfo-motoren yder ifølge Horse 190 hk og leverer 360 Newtonmeter drejningsmoment. Dermed passer den godt til større fuldhibrider eller plug-in-hybrider, men også til range extender-løsninger, hvor en forbrændingsmotor fungerer som generator, mens en elmotor driver hjulene. Ydelsesdataene placerer den klart i middelklassesegmentet.

Hybridsystemer vinder „kun" omkring ét procent

Ser man på effekten på hele køretøjet, bliver billedet nuanceret. Det er ikke alene motoren, der bestemmer det samlede forbrug — det er samspillet mellem batteri, effektelektronik, gearkasse, dæk og køremønster.

Horse regner med en energibesparelse på cirka ét procent for et komplet hybridsystem. Ved første øjekast lyder det måske ikke af meget. De fleste bilister ville næppe mærke en sådan forskel i hverdagen.

Men dimensionen ændrer sig fuldstændigt, når man ser på den samlede bilflåde. Forestil dig millioner af køretøjer verden over, der kører med en lidt mere effektiv motor og tilbagelægger titusinder af kilometer hvert år. Så summer det ekstra procent sig over tid til enorme mængder strøm, der slet ikke behøver at produceres eller forbruges.

Derfor glæder ingeniører sig over små procentsatser

Inden for drivsystemer gælder det, at de store spring allerede er taget. Fra de første eldrev til nutidens seriekøretøjer har industrien gennemgået mange optimeringstrin. Hvert yderligere fremskridt kræver uforholdsmæssigt meget udviklingsarbejde.

Ét procent lavere energiforbrug kan derfor være et stærkt argument for producenter — eksempelvis i CO₂-regnskaber, ved flådemål eller på markeder med strenge effektivitetskrav.

Laboratorieværdier vs. virkelighed: Hvor troværdige er tallene?

Et punkt skaber altid skepsis i tekniske kredse: De imponerende virkningsgradstall stammer fra laboratoriemålinger. Her kører motorer under ideelle forhold med optimale temperaturer og præcist definerede belastningspunkter. På landevejen ser det anderledes ud.

Temperaturudsving, dellast, kørsel i trafikpropper, høj luftfugtighed eller materialealdring kan trykke virkningsgraden mærkbart. Uafhængige testcenter dokumenterer regelmæssigt, at seriekøretøjer ikke altid lever op til fabrikanternes oplyste værdier under alle scenarier.

Horse erkender, at der endnu ikke foreligger præcise oplysninger om, i hvilken model og hvornår Amorfo-motoren kommer i serieproduktion.

Teknologien er markedsnær — men den praktiske prøve udestår stadig. Først når motoren er monteret i rigtige biler og måles uafhængigt, kan man vurdere, hvor meget af laboratoriefordelene der reelt kan overføres til offentlig trafik.

Hvem kan komme til at bruge højteknologimotoren?

Det er interessant at se på potentielle kunder. Da Horse er et fælles selskab mellem Renault og Geely, står deres mærker øverst på listen: Renault selv, muligvis Dacia på sigt, samt mærker fra Geely-universet som Volvo og andre datterselskaber.

Motoren optræder allerede i Horse's officielle produktkatalog. Det betyder, at den ikke blot er et forskningsprojekt — den er principielt klar til bestilling. Nu er det koncernstrategien, der afgør, hvilke modelrækker teknologien først implementeres i — sandsynligvis dyrere hybrider, hvor effektivitetsfordele og teknologisk forspring kan markedsføres effektivt.

Hvad får den enkelte bilist konkret ud af det?

For den individuelle bilist er den direkte effekt relativt beskeden. Ved en sparsom plug-in-hybrid kunne én procent effektivitetsgevinst i el-kørselsdelen betyde, at strømforbruget eksempelvis falder fra 18 til cirka 17,8 kWh pr. 100 kilometer. Det sparer blot få øre pr. 100 kilometer.

Mere interessant bliver effekten ved køretøjer med mange driftstimer — som firmabilsflåder, deleordningsbiler eller taxaer. Her summer mange tusinde driftstimer sig op. Lavere energitab i motoren reducerer driftsomkostningerne, mindsker spildvarmen og aflaster kølesystemerne — hvilket igen kan forbedre driftssikkerheden.

Baggrund: Hvad måler „virkningsgrad" egentlig for en elmotor?

Begrebet virkningsgrad skaber ofte forvirring. Det beskriver forholdet mellem den afgivne mekaniske effekt og den optagne elektriske effekt. Opnår en motor 98,2 procent, går kun 1,8 procent af energien tabt som varme, friktion eller magnetisk hysterese.

Vigtigt at forstå: Denne værdi gælder altid kun for ét bestemt driftspunkt — eksempelvis ved en defineret omdrejningshastighed og belastning. Kører en bil med en helt anden omdrejningshastighed eller med meget lidt effekt i bymiljø, kan den faktiske virkningsgrad ligge markant lavere. Producenter vælger derfor typisk et særligt gunstigt punkt til deres officielle oplysninger.

For forbrugere tæller det i sidste ende mest: energiforbrug pr. 100 kilometer — og det opstår som et samspil af alle komponenter. En mere effektiv motor er én brik i puslespillet, men langt fra den eneste.

Hvad udviklingen afslører om drivlinemarkedet

Horse's offensive viser, at konkurrencen om effektive drev er ved at forskyde sig. Længe gjaldt japanske og visse europæiske producenter som referencen inden for hybridteknologi. Nu træder kinesiske koncerner frem med egne højteknikløsninger — både inden for forbrændingsmotorer og eldrev.

Renault positionerer sig med fælles projektet som brobygger: vestlig ekspertise og kinesisk produktionskraft skal tilsammen sætte nye standarder. For markedet betyder det mere konkurrence på effektivitet, større pres på etablerede udbydere — og i bedste fald motorer, der rækker længere med mindre energi.

Den der planlægger en ny bil med elektrificeret drev, behøver ikke sætte sig ind i alle tekniske detaljer. Men en overordnet forståelse er nyttig: Tyndere statorplader, specialstål og optimerede magnetkredsløb er ikke tomme marketingfloskler — de er effektive løftestænger. De er med til at afgøre, hvor langt batteriet rækker, og hvor lavt forbruget bliver i hybridkørsel.