Elektromotor s účinností 98,2 %: Renault a Geely míří na špici
Renault ve spolupráci s čínským partnerem představuje pohonnou jednotku, která v laboratorních podmínkách ztrácí jen minimum energie. Pokud se výsledky potvrdí v praxi, konkurenti budou muset výrazně přidat.
Pod společnou značkou Horse vznikl elektromotor určený pro hybridní automobily, který při testech dosahuje účinnosti 98,2 %. To je lepší výsledek než u většiny současných pohonných jednotek. Klíčem k tomuto výkonu je nový typ oceli použitý ve statoru.
Motor Amorfo: společný projekt Renault a Geely
Horse je společnost založená Renaultem a čínským koncernem Geely, zaměřená na vývoj moderních pohonných systémů. Nejnovějším výsledkem práce jejich inženýrů je motor nazvaný Amorfo, určený především pro hybridy a automobily s takzvaným extenderem dojezdu.
Název není náhodný. Odkazuje na materiál statoru – použita byla amorfní ocel s neurovnanou atomovou strukturou. V klasických motorech se naproti tomu používá krystalická ocel, v níž jsou atomy uspořádány do pravidelné mřížky.
Motor Amorfo má dosahovat účinnosti 98,2 %, což podle údajů společnosti Horse znamená o polovinu nižší vnitřní ztráty než u typické elektrické pohonné jednotky.
Podle společnosti nejde o pouhý marketingový tah. Fyzikální vlastnosti amorfní oceli umožňují omezit ztráty způsobené působením magnetického pole, a to zejména při vysokých pracovních frekvencích.
Plíšek tenčí než lidský vlas
Nejpůsobivěji zní tloušťka jednotlivých vrstev, z nichž je stator sestaven. Každý plíšek měří pouhých 0,025 milimetru. To je přibližně desetkrát méně než u typických elektromotorů montovaných do osobních automobilů.
Takto tenké vrstvy pomáhají omezit takzvané vířivé proudy. Jde o jev, při němž se v kovu indukují nežádoucí proudové toky, které se přeměňují v teplo a způsobují energetické ztráty. Čím tenčí vrstva, tím slabší tento jev a tím efektivněji pohon přeměňuje elektrický proud na pohyb.
Horse deklaruje snížení ztrát přímo v motoru o přibližně 50 % ve srovnání s referenční konstrukcí, přičemž parametry výkonu a točivého momentu zůstávají zachovány.
Podle zveřejněných údajů vyvíjí Amorfo výkon 190 koní a točivý moment 360 Nm. To jsou hodnoty plně dostačující pro hybridní SUV, kompaktní vozy nebo větší limuzíny s elektrickým asistováním.
Jak si tento výsledek stojí v porovnání s ostatními motory?
Současné elektrické pohony v osobních automobilech dosahují zpravidla účinnosti v rozmezí 93 až 97 %. Rozdíly závisí na zatížení, teplotě, otáčkách a konkrétním provedení pohonu.
| Typ motoru | Typický rozsah účinnosti |
|---|---|
| Klasický elektromotor v automobilu | 93–97 % |
| Nové, vysoce efektivní konstrukce | přibližně 97–98 % |
| Amorfo od Horse (deklarovaná hodnota) | 98,2 % |
Na papíře nepůsobí nárůst o 1–2 procentní body tak ohromujícím dojmem jako například zdvojnásobení výkonu. Jenže v oblasti energetické účinnosti má každé procento reálný dopad – zvláště když uvažujeme o velkých flotách vozidel a milionech ujetých kilometrů.
Laboratoř versus realita na silnici
Celkový obraz komplikují podmínky měření. Uváděná účinnost 98,2 % pochází z firemních testů prováděných za přísně kontrolovaných podmínek. V každodenním provozu přistupují faktory, které lze na zkušebním stanovišti jen obtížně věrně simulovat:
- výkyvy teplot – od zimního mrazu po rozpálený asfalt,
- práce při částečném zatížení, nikoli pouze v jednom optimálním bodě,
- stárnutí materiálů, včetně izolace a samotné oceli,
- kolísání napětí a výkonnosti trakční baterie.
Výrobci obvykle uvádějí maximální účinnost dosahovanou v určitém rozsahu provozu, nikoliv průměr celého jízdního cyklu. Nezávislé laboratoře přitom často dosahují nižších výsledků, než jaké jsou uváděny v propagačních materiálech. Horse zatím nespecifikuje, v jakých vozech a v jaké konfiguraci bude motor nasazen, takže jeho chování v hotovém vozidle nelze zatím spolehlivě posoudit.
Reálná úspora energie: přibližně 1 % celého systému
Společnost provozující projekt odhaduje, že po zohlednění celého hybridního systému – včetně baterie, měniče, převodovky a ostatního příslušenství – dosahuje úspora energie přibližně 1 %. Tato hodnota se již vztahuje k reálnému provozu vozidla.
Snížení energetické náročnosti hybridu o 1 % vypadá v měřítku jednoho auta nenápadně, ale v měřítku tisíců kusů se promítá do obrovského množství ušetřeného proudu nebo paliva.
Při ročním nájezdu kolem 20–30 tisíc kilometrů, firemních flotách a dlouhé době používání začíná být takový zisk podstatný – jak pro řidiče, tak pro bilanci emisí CO₂. Pro výrobce hraje roli každý zlomek procenta, protože jim pomáhá plnit stále přísnější normy energetické účinnosti.
Komu bude nový pohon určen?
Motor Amorfo je již uveden v katalogu Horse. To znamená, že zákazníci společnosti si jej mohou kdykoli objednat pro své projekty. Prvním odběratelem bude s největší pravděpodobností samotný koncern Renault spolu se svými přidruženými značkami.
V úvahu přicházejí rovněž další firmy ze skupiny Geely, například Volvo. Tento typ motoru se hodí zejména pro novou generaci plug-in hybridů, u nichž je prioritou nízká spotřeba energie, a nikoli rekordní výkon.
Proč výrobci soupeří o každé procento účinnosti?
Trh s automobilovými pohony se mění rychleji než před deseti lety. Vedle baterií a řídící elektroniky se právě motory staly hlavním bojištěm technické konkurence. Čínské značky představují stále sofistikovanější konstrukce – od spalovacích motorů s rekordní účinností až po inovativní elektrické pohony.
Evropské a japonské firmy, jež po léta v oblasti pohonných jednotek dominovaly, musí reagovat. Uvedení motoru s velmi vysokou účinností je způsob, jak si udržet pozici a dokázat, že mají v oblasti techniky stále co říci.
Co z toho bude mít řidič?
Pokud se deklarované hodnoty potvrdí v sériových vozech, uživatel zaregistruje především nižší spotřebu energie při každodenní jízdě. U hybridu to může znamenat méně návštěv čerpací stanice za rok nebo delší dojezd na jedno nabití trakční baterie.
Druhým přínosem je menší množství tepla vznikajícího přímo v motoru. Efektivnější pohon se tolik nezahřívá, takže chladicí systém může pracovat s nižším zatížením. To zase umožňuje zjednodušit konstrukci celého vozidla nebo snížit hmotnost některých komponent.
Stojí také za zmínku, že vývoj motorů ovlivňuje celou architekturu vozidla. Spolu se zlepšením účinnosti přicházejí obvykle změny v řídícím softwaru, strategii rekuperace energie při brzdění nebo ve volbě převodovky. Konečný efekt řidič pocítí jako plynulejší chod pohonu a lepší odezvu na pedál akcelerátoru.
Jak správně chápat čísla uváděná u elektrických pohonů?
Pro mnoho lidí jsou procentuální hodnoty účinnosti poměrně abstraktní údaje. Snadno nabyde dojmu, že rozdíl mezi 96 a 98,2 % není podstatný. Ve skutečnosti každá energetická ztráta v pohonu znamená další kilowatthodiny, které je třeba odebrat z baterie nebo spálit ve spalovacím motoru spolupracujícím s elektrickým.
U vozu, který za celou dobu provozu najede 200 tisíc kilometrů, se rozdíly v řádu 1–2 % mohou postupně kumulovat. Promítá se to jak do provozních nákladů, tak do uhlíkové stopy konkrétního auta. Pro výrobce je to zároveň nástroj budování konkurenční výhody – zejména tehdy, když podobných parametrů výkonu a dojezdu lze dosáhnout s menší baterií.
Z pohledu uživatele se vyplatí sledovat nejen výkon a točivý moment, ale také to, jak výrobce popisuje účinnost pohonu a celého systému. Ani motor s rekordními parametry nestačí, pokud zbytek vozidla – od pneumatik po aerodynamiku – energii plýtvá. Proto jsou projekty jako Amorfo jedním z dílků větší skládačky, jejímž cílem je přinést úspornější a propracovanější hybridní i elektrické automobily.
