Renault společně se svým čínským partnerem představuje pohonnou jednotku, která v laboratorních podmínkách ztrácí jen minimum energie.
Pokud se výsledky potvrdí v praxi, konkurence bude muset výrazně přidat na tempu.
Pod společnou značkou Horse vznikl elektrický motor určený pro hybridní automobily, jenž při testech dosahuje účinnosti 98,2 %. To je lepší výsledek než u většiny dnes vyráběných pohonných jednotek. Klíčem k tomuto úspěchu je nový typ oceli použité ve statoru.
Motor Amorfo: společný projekt Renault a Geely
Horse je společnost založená Renaultem a čínským koncernem Geely, jejímž úkolem je vývoj moderních pohonných systémů. Nejnovějším výsledkem práce tamních inženýrů je motor nazvaný Amorfo, určený především pro hybridy a vozidla s tzv. prodlužovačem dojezdu.
Název není náhodný. Odkazuje na materiál statoru – použita byla amorfní ocel s neuspořádanou atomovou strukturou. V klasických motorech se naopak využívá krystalická ocel, kde 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 se rozhodně nejedná o pouhý marketingový trik. Fyzikální vlastnosti amorfní oceli umožňují omezit ztráty spojené s působením magnetického pole, a to zejména při vysokých pracovních frekvencích.
Plech tenčí než lidský vlas
Nejpůsobivěji zní tloušťka jednotlivých vrstev, z nichž je stator složen. Každý plíšek měří pouhých 0,025 milimetru – to je přibližně desetkrát méně než u typických elektromotorů montovaných do osobních automobilů.
Tak tenké vrstvy pomáhají potlačit tzv. vířivé proudy. Jde o jev, při němž se v kovu indukují nežádoucí proudy, které se přeměňují v teplo a způsobují energetické ztráty. Čím tenčí jsou jednotlivé prvky, tím je tento jev slabší a tím efektivněji motor přeměňuje elektrický proud na pohyb.
Horse deklaruje snížení ztrát přímo v motoru o přibližně 50 % v porovnání s referenční konstrukcí, přičemž parametry výkonu a točivého momentu zůstávají zachovány.
Podle zveřejněných dat vyvíjí Amorfo výkon 190 koní a točivý moment 360 Nm. To jsou hodnoty zcela dostačující pro hybridní SUV, kompaktní vozy i větší limuzíny s elektrickým přiháněním.
Jak tento výsledek vypadá v porovnání s ostatními motory?
Současné elektrické pohonné jednotky v osobních automobilech dosahují zpravidla účinnosti v rozmezí 93 až 97 %. Rozdíly závisí na zatížení, teplotě, otáčkách a konkrétním konstrukčním řešení.
| Typ motoru | Typický rozsah účinnosti |
|---|---|
| Klasická elektrická pohonná jednotka v automobilu | 93–97 % |
| Nové, vysoce účinné konstrukce | přibližně 97–98 % |
| Amorfo od Horse (deklarovaná hodnota) | 98,2 % |
Na papíře nárůst o 1–2 procentní body nevypadá tak dramaticky jako například zdvojnásobení výkonu. V oblasti energetické účinnosti však každé procento představuje skutečné úspory – zvláště pokud mluvíme o rozsáhlých vozových parcích a milionech ujetých kilometrů.
Laboratorní podmínky versus reálný provoz
Celkový obrázek komplikují podmínky měření. Uváděná účinnost 98,2 % pochází z testů prováděných samotnou firmou v přísně kontrolovaném prostředí. Při každodenním provozu přistupují faktory, které je na zkušebním stanovišti jen těžko dokonale napodobit:
- výkyvy teploty – od zimního mrazu po rozžhavený asfalt v letním vedru,
- provoz při částečném zatížení namísto jediného optimálního pracovního bodu,
- stárnutí materiálů včetně izolace a samotné oceli,
- kolísání napětí a výkonu trakční baterie.
Výrobci obvykle uvádějí maximální účinnost dosaženou v určitém rozsahu provozu, nikoli průměr z celého jízdního cyklu. Nezávislé laboratoře přitom často dosahují výsledků nižších, než odpovídají reklamním materiálům. Horse zatím neupřesňuje, v jakých vozech ani v jaké konfiguraci bude tento motor nasazen – posouzení jeho chování v hotovém vozidle je proto prozatím obtížné.
Reálná úspora energie: přibližně 1 % v celém systému
Společnost stojící za projektem odhaduje, že po zohlednění celého hybridního systému – včetně baterie, měniče, převodovky a zbývajícího příslušenství – dosahuje úspora energie přibližně 1 %. Tato hodnota se již vztahuje k reálnému provozu vozidla.
Snížení energetické spotřeby hybridu o 1 % může v měřítku jednoho auta působit zanedbatelně, ale v měřítku tisíců kusů se promítá do obrovského množství ušetřené elektřiny nebo paliva.
Při ročním nájezdu v řádu 20–30 tisíc kilometrů, u firemních flotil a při dlouhé době používání začíná tento zisk nabývat na významu – jak pro řidiče, tak pro bilanci emisí CO₂. Pro výrobce má cenu každý zlomek procenta, protože může usnadnit plnění stále přísnějších norem energetické účinnosti.
Kdo nový pohon dostane?
Motor Amorfo je již zařazen do katalogu společnosti Horse. To znamená, že zákazníci firmy si jej mohou kdykoli objednat pro vlastní projekty. Prvním odběratelem bude s největší pravděpodobností samotný koncern Renault spolu se svými přidruženými značkami.
Do úvahy přicházejí také další firmy patřící do kapitálové skupiny Geely, například Volvo. Takový motor se hodí zejména pro novou generaci plug-in hybridů, kde je prioritou nízká spotřeba energie, nikoli rekordní výkon.
Proč výrobci soutěží v účinnosti?
Trh s automobilovými pohony se mění rychleji než před deseti lety. Vedle baterií a řídící elektroniky se právě motory staly hlavním bojištěm konkurence. Čínské značky představují stále propracovanější konstrukce – od spalovacích jednotek s rekordně vysokou účinností po inovativní elektrické pohony.
Evropské a japonské firmy, které po léta dominovaly v oblasti pohonných soustav, musejí reagovat. Uvedení motoru s velmi vysokou účinností je způsob, jak si udržet pozici a dokázat, že mají v oblasti techniky stále co nabídnout.
Co z toho bude mít řidič?
Pokud se deklarované hodnoty potvrdí v sériově vyráběných vozech, uživatel si všimne především nižší spotřeby energie při každodenní jízdě. V případě hybridu to může znamenat méně tankování za rok nebo delší dojezd na jedno nabití trakční baterie.
Druhým přínosem je menší množství tepla vznikajícího přímo v motoru. Účinnější pohon se zahřívá méně, takže chladicí soustava může pracovat s nižším zatížením. To zase umožňuje zjednodušit konstrukci celého vozidla nebo snížit hmotnost některých komponentů.
Stojí za zmínku, že vývoj motorů ovlivňuje celou architekturu vozu. S vylepšením účinnosti se často pojí změny v řídicím softwaru, strategii rekuperace energie při brzdění nebo ve volbě převodového poměru. Konečný efekt pocítí řidič jako plynulejší chod pohonu a lepší odezvu na pedál akcelerátoru.
Jak rozumět číslům uváděným u elektrických pohonů?
Pro mnohé lidi jsou procentuální hodnoty účinnosti poměrně abstraktní data. Snadno nabyde dojmu, že rozdíl mezi 96 a 98,2 % není podstatný. Ve skutečnosti každá energetická ztráta v pohonu znamená další kilowatthodiny, které je nutné odebrat z baterie nebo spálit ve spalovacím motoru spolupracujícím s elektrickým.
U automobilu, který za celou dobu provozu ujede 200 tisíc kilometrů, se rozdíly v řádu 1–2 % dokážou kumulovat. To se projeví jak na nákladech na provoz, tak na uhlíkové stopě jednotlivého vozu. Pro výrobce je to zároveň nástroj k budování konkurenční výhody – zvláště když obdobných parametrů výkonu a dojezdu lze dosáhnout s menší baterií.
Z pohledu uživatele stojí za to sledovat nejen výkon a točivý moment, ale také to, jak výrobce popisuje účinnost pohonu a celého systému. Ani motor se sebelepšími parametry nestačí, pokud zbytek vozidla – od pneumatik po aerodynamiku – plýtvá energií. Proto jsou projekty jako Amorfo jedním z dílků skládačky, která má vést k úspornějším a propracovanějším hybridním i elektrickým vozům.
