En ny type stålforbindelse og ekstremt tynde plader gør det muligt at reducere energitab i hybridbiler med næsten halvdelen. Teknologien kommer fra det fælles selskab Horse, ejet af Renault og Geely.
Kinesiske bilkoncerner har i det seneste år investeret massivt i drivlinjeteknologi, et område der traditionelt har været domineret af japanske og europæiske producenter. Der er dukket forbrændingsmotorer op med virkningsgrader tæt på 50 procent, og nu præsenterer det fælles selskab Horse, ejet af Renault og Geely, en elektrisk motor der sætter nye standarder.
Den nye elektriske motor kaldes Amorfo og er primært designet til hybridbiler. Hele konstruktionen er underlagt ét formål: at minimere energitab, som i almindelige elektriske motorer spredes som varme. Ifølge producenten opnår Amorfo en effektivitet på 98,2 procent, hvilket er højere end de fleste nuværende motorer, der typisk ligger mellem 93 og 97 procent.
Amorft stål gør forskellen i statoren
Nøglen ligger i materialet anvendt til statorens konstruktion. I stedet for klassisk krystallinsk stål har ingeniørerne valgt amorft stål. I denne type stål er atomerne arrangeret på en uordnet måde, hvilket markant ændrer materialets elektromagnetiske egenskaber.
Elektriske motorer arbejder i kraftige magnetfelter. I almindeligt stål opstår hvirvelstrømme, der omdanner en del af energien til varme. Amorft stål begrænser disse fænomener, så der spildes mindre energi. Forskere har længe vidst om amorfe legeringers fordele, men først nu er teknologien klar til masseproduktion i bilindustrien.
Det andet spektakulære element er tykkelsen af de plader, som statoren er bygget af. Hver enkelt plade måler kun 0,025 millimeter. Det er cirka ti gange tyndere end i typiske elektriske motorer, der anvendes i biler i dag.
Plader tyndere end menneskehår reducerer tab drastisk
De ekstremt tynde lag begrænser hvirvelstrømme i metallet, som er en af hovedårsagerne til energitab i elektriske maskiner. Færre hvirvelstrømme betyder mindre varme og mere brugbar kraft på motorakslen. Ingeniørerne hos Horse har beregnet, at denne konstruktion reducerer interne tab med op til 50 procent.
De vigtigste tekniske data ser sådan ud:
- pladernes tykkelse i Amorfo: 0,025 millimeter
- typisk tykkelse i seriemotorer: cirka 0,25 millimeter
- deklareret reduktion af interne tab: 50 procent
- total effektivitet: 98,2 procent
- maksimal effekt: 190 hestekræfter
- maksimalt drejningsmoment: 360 newtonmeter
Med 190 hestekræfter og 360 newtonmeter er Amorfo ikke blot en laboratorieopvisning. Det er en fuldgyldig drivlinje, der passer til plug-in hybridbiler, men også til biler hvor forbrændingsmotoren fungerer som generator, mens hjulene udelukkende drives af den elektriske motor.
Laboratoriedata kontra virkeligheden på vejen
Man skal dog være ærlig: alle de tal, som Horse i dag bryster sig af, stammer fra målinger under laboratoriebetingelser. Det er en ideel situation med konstant temperatur, kontrolleret belastning, friske materialer og ingen slid eller snavs.
Forskel mellem et sådant miljø og daglig brug er normen i bilindustrien. Motorer arbejder i frost og varme, under varierende belastning, med pludselige accelerationer og opbremsninger, og materialer mister over årene deres oprindelige egenskaber. Først når målinger udføres på færdige biler, vil det være muligt at vurdere, om 98,2 procent ikke primært forbliver et marketingbudskab.
I praksis vil du som chauffør ikke se teksten “98,2 procent effektivitet” på instrumentbrættet. Forskellen vil være spredt over tid: lidt lavere brændstofforbrug i hybridbilen, en smule mindre energiforbrug i elektrisk tilstand, mindre varme genereret i drivlinjen. Eksperter understreger, at forskellen mellem laboratoriepræstationer og daglig brug ofte er betydelig.
Horse har endnu ikke afsløret, hvornår og i hvilke modeller vi vil se den nye motor. Den naturlige første kunde synes at være Renault-gruppen, altså mærkerne Renault, Dacia eller Alpine, men andre firmaer fra Geely-gruppen, herunder Volvo, har også adgang til Horse-kataloget.
En procent besparelse lyder af lidt, men betyder meget
Producenten estimerer, at anvendelsen af Amorfo i en komplet hybriddrivlinje vil reducere energiforbruget med cirka én procent. For en chauffør, der kigger på brændstofregningen eller omkostningerne til opladning, er det ikke et stort tal. I skalaen af en enkelt tank eller en måneds kørsel kan indtryk være næsten umærkelige.
Lad os se på det bredere. Hvis en sådan drivlinje kommer i hundredtusindvis, og på længere sigt i millioner af biler, begynder hver procent at oversætte sig til enorme mængder ubrugt brændstof og elektricitet, som tidligere simpelthen blev spildt som varme. Forskere og ingeniører fra europæiske universiteter påpeger, at små optimeringer i effektivitet er afgørende for at opfylde fremtidens emissionsnormer.
Fordele ved højere motoreffektivitet omfatter:
- lavere brændstofforbrug i flådekøretøjer som firmabiler og taxaer
- mindre belastning af elnettet ved opladning af plug-in biler
- lettere opfyldelse af emissionsnormer for hele modelrækker
- mindre varme i drivlinjen, hvilket kan forbedre komponenters holdbarhed
- reducerede driftsomkostninger over bilens levetid
- bedre muligheder for at kombinere stærke motorer med strenge miljøkrav
Netop sådanne små optimeringer afgør, om en producent kan opfylde strenge CO₂-normer uden at hæve priserne dramatisk eller begrænse effekten i sine modeller. For dig som forbruger betyder det potentielt lavere driftsomkostninger uden at gå på kompromis med køreegenskaber.
Bliver amorft stål den nye standard i bilindustrien
Det mest interessante ved hele historien er teknologiens skaleringspotentiale. Hvis amorft stål som stator-materiale viser sig i masseproduktion, vil andre firmaer meget hurtigt følge efter. I årevis har bilproducenter søgt hver tiendedel procent effektivitet ved at ændre viklinger, magneter, styringselektronik eller køling. Her kommer selve kernematerialet i spil, hvilket åbner et nyt område for optimering.
De centrale spørgsmål er: hvor meget koster produktionen af så tynde amorfe plader i skalaen af hundredtusindvis af motorer årligt, og hvor kompliceret er formning og montering. Hvis processen viser sig dyr og følsom over for fejl, kan teknologien forblive domænet for dyrere modeller eller versioner fokuseret på maksimal effektivitet.
For dig som gennemsnitlig bilist vil de tre vigtigste konsekvenser være: Hybridbiler og biler med rækkeviddeforlænger vil opnå flere procenters rækkevidde på brændstof eller energi i løbet af et års kørsel. Producenter får en ekstra margin til at kombinere kraftige motorer med strenge emissionsnormer. Højere motoreffektivitet kan reducere krav til kølesystemer, hvilket letter designet af kompakte drivlinjer.
Det er også værd at skelne mellem to ting: motorens effektivitet og hele bilens effektivitet. Selv den mest raffinerede elektriske motor kan ikke kompensere for et meget tungt karrosseri, ugunstig aerodynamik, rullemodstand eller en ineffektiv gearkasse. Først et koordineret sæt med let konstruktion, velkalibreret hybrid og effektiv motor giver reelle besparinger på vejen.
Hvad betyder det konkret for danske bilister
Renault og Geely viser, at kampen om hver procent i drivlinjer endnu ikke er slut. For danske bilister vil det mest interessante være, hvornår og i hvilke modeller solgt i danske forhandlere vi ser enheder, der bruger en løsning som Amorfo. Hvis priserne ikke skyder i vejret, og pålidelig forbliver høj, kan det hårfine amorfe stål blive en af de stille helte i hverdagens bilisme. Eksperter forventer, at teknologien først vil dukke op i premium-modeller, før den spreder sig til massemarkedet.
