Renault og Geely præsenterer elmotor med rekordvirkningsgrad – det gemmer sig bag tallet

Renault og Geely jagter effektivitetskronen

Et joint venture mellem Renault og Geely har netop annonceret en teknisk rekord: en elmotor til hybridkøretøjer med en opgivet virkningsgrad på 98,2 procent. Bag dette tal skjuler sig ikke blot smart ingeniørkunst, men også et helt nyt materiale i motorens hjerte – og en lang række spørgsmål om, hvor meget der faktisk kan mærkes i hverdagen.

I løbet af det seneste år har de store bilkoncerner intensiveret arbejdet med effektivitet bag kulisserne. Japanske og europæiske producenter har længe sat standarden inden for motor- og drivlineteknologi. Men nu blander kinesiske koncerner som BYD, Dongfeng og Changan sig massivt og præsenterer løbende nye rekordværdier.

Drivlinesafdelingen Horse træder frem

I dette konkurrencefelt positionerer drivlineselskabet Horse sig nu – et fællesforetagende ejet af Renault og Geely. Deres seneste satsning er en elmotor ved navn Amorfo, der primært er målrettet hybridbiler og såkaldte range extenders, altså forbrændingsmotorer der fungerer som strømgeneratorer i elbiler.

Motoren Amorfo angives at opnå en virkningsgrad på 98,2 procent – et tal der er ekstremt højt, selv sammenlignet med moderne elmotorer.

Til sammenligning ligger almindelige elmotorer typisk mellem 93 og 97 procent afhængigt af konstruktion og anvendelse. Det lyder måske som et lille skridt, men inden for drivlineteknologi er det bemærkelsesværdigt – særligt når millioner af køretøjer kører med den pågældende motor.

Hemmeligheden i statoren: amorf stål frem for klassiske laminater

Det innovative ved den nye motor ligger i materialet i statoren – den faste del, hvor magnetfeltet opbygges. Horse bruger ikke konventionelt, krystallinsk elektroplåt, men i stedet amorf stål. Atomerne i dette materiale er uordnede, ligesom i glas, og sidder ikke i et fast krystalgitter.

Denne struktur ændrer de magnetiske egenskaber markant:

• Lavere tab i magnetfeltet
• Mindre opvarmning
• Reduceret energiforbrug ved samme effekt

Særligt imponerende er tykkelsen på laminaterne: Statorens plader er kun 0,025 millimeter tykke. Det er cirka ti gange tyndere end i mange nuværende elmotorer – og markant finere end et menneskehår.

Ekstremt tynde lameller reducerer hvirvelstrømmene i metallet kraftigt – og det er netop disse strømme, der sluger en betragtelig del af energien i konventionelle motorer. Horse taler om en intern reduktion af tab på cirka 50 procent i selve motoren, hvilket i sidste ende giver den samlede virkningsgrad på 98,2 procent.

Hvad leverer 190 hk og 360 Nm i praksis?

Rent teknisk befinder motoren sig klart inden for et område, der er relevant for moderne hybridbiler. De officielle specifikationer ser således ud:

Med 190 hk og 360 newtonmeter kan en mellemstor SUV eller kompaktsedan sagtens drives frem – især kombineret med en forbrændingsmotor i et hybridtog. Motoren er derfor ikke et isoleret laboratorieeksperiment, men er klart designet til serieproduktion.

Kun 1 procent lavere forbrug – er indsatsen besværet værd?

Set over hele hybridanlægget regner Horse med en energibesparelse på cirka 1 procent. Det lyder umiddelbart skuffende. Den, der læser om "verdens mest effektive elmotor", forventer intuitivt tocifrede besparelser i forbruget.

Den kolde sandhed inden for drivlineteknologi er en anden: I moderne systemer er de store potentialer allerede realiserede. Enhver yderligere fremgang kræver større teknisk og økonomisk indsats, men giver kun få procentpoint ekstra – eller i dette tilfælde netop ét enkelt procent.

1 procent besparelse per køretøj virker lille, men summeret over millioner af biler og mange år udgør det enorme energimængder.

For flådeoperatører, storkunder og koncerner med strenge CO₂-mål er den slags effektivitetsfremskridt langt fra ligegyldige. De kan være afgørende for, om bøder udløses eller undgås.

Laboratorieværdi kontra virkelighed: hvor pålidelige er 98,2 procent?

De opgivne 98,2 procent stammer fra producentens egne målinger under nøje definerede laboratorieforhold. I praksis påvirkes en motors virkningsgrad af en lang række faktorer:

• Drivlinens temperatur
• Lastudsving i bykørsel
• Omdrejningstal på motorveje
• Materialernes og lejernes aldring
• Tab i kraftelektronik og gearkasse

Testbænke måler som regel under ideelle forhold: optimal temperatur, konstante omdrejningstal og definerede lastpunkter. På vejene ændrer betingelserne sig hvert eneste sekund. Derfor vil de reelle virkningsgrader i praksis næsten altid ligge lavere end tallene i databladet.

Hertil kommer, at selv hvis motoren faktisk opnår 98,2 procent, siger det ingenting om det samlede drivlinesystem. I hybridbiler indgår inverter, gearkasse, koblinger og forbrændingsmotor – og alle disse komponenter har deres egne tab.

Hvem bliver de første til at anvende den nye motor?

Det interessante spørgsmål er nu, hvilke bilmærker der faktisk bringer Amorfo-motoren i serieproduktion. Horse leverer primært til:

• Renault og tilhørende mærker
• Virksomheder inden for Geely-koncernen, herunder eksempelvis Volvo og andre datterselskaber
• Øvrige producenter der køber drivlineteknologi udefra

Officielt har Horse endnu ikke offentliggjort, hvilke modeller der som de første vil anvende motoren. Oplagte muligheder er fremtidige plug-in-hybrider eller køretøjer, hvor forbrændingsmotoren udelukkende fungerer som generator.

Et vigtigt signal: Motoren er ifølge selskabet allerede optaget i det officielle produktkatalog. Den eksisterer altså ikke kun som konceptstudie, men er konkret tilgængelig – og det sender et klart budskab til potentielle kunder inden og uden for Renault-universet.

Hvad er amorf stål egentlig for en teknologi?

Mange støder for første gang på begrebet amorf stål i denne sammenhæng. Grundidéen er enkel: Normalt stål har en krystallinsk struktur, hvor atomerne er arrangeret i et fast mønster. I amorf stål mangler denne orden – man kan forenklet kalde det for metallisk glas.

I et magnetfelt giver sådanne materialer en række fordele:

• De lader sig ommagnetisere hurtigere, hvilket er nyttigt ved høje omdrejningstal.
• De forårsager færre hysteresistab – altså mindre "friktion" i magnetfeltet.
• De ekstremt tynde bånd reducerer hvirvelstrømmene, der ellers opvarmer metallet.

Ulempen er, at fremstillingen er kompleks. Stålet produceres typisk som et tyndt bånd med meget høj afkølingshastighed, hvilket driver omkostningerne op og kræver specialiserede forarbejdningsprocesser. Om det kan betale sig i masseproduktion er et af de centrale spørgsmål ved dette koncept.

Reelle fordele for bilister i hverdagen

For dem der blot vil købe og køre en bil, er spørgsmålet enkelt: Kan man overhovedet mærke denne motor i dagligdagen?

Nogle effekter er sandsynlige:

• En smule længere elektrisk rækkevidde i plug-in-hybrider
• Lidt lavere brændstofforbrug, særligt i stop-and-go-trafik
• Muligvis mindre opvarmning af drivlinjen under høj belastning

Mirakelforventninger er dog ikke på sin plads. Den der nu tanker hver anden uge, vil ikke pludselig kunne nøjes med at tanke hver tredje. Mere realistisk er forskelle på få tiendedele liter per 100 kilometer – men stabilt over titusindvis af kilometer.

Hvorfor virkningsgrad alligevel bliver et afgørende salgsargument

Den elektriske drivline er for længst rykket fra nicheprodukt til masseapplikation. Præcis derfor får detaljer som en motors virkningsgrad stadig større betydning. De store gennembrud er allerede gjort – nu handler det om finjustering på mange små fronter:

• Battericeller med marginalt lavere indre modstand
• Kraftelektronik med reducerede koblingstab
• Gearkasser med optimeret lejring og oliepumper
• Lettere undervogne og karrosserier

Horses Amorfo-motor passer præcis ind i dette billede. Det er ingen spektakulær gamechanger der vælter branchen over natten. Den repræsenterer derimod den stille, møjsommelige fremgang i detaljerne, som i sidste ende afgør, hvilket mærke der fører an i kapløbet om lavt forbrug og lang rækkevidde.

Det store spørgsmål er nu, hvilke modeller fra Renault, Volvo eller andre Geely-mærker der inden for et til to år ruller af samlebåndet med denne motor – og hvilke forbrugstal der derefter kan aflæses både på testbænken og i hverdagslivet.