Elektromotor s účinností 98,2 %: je to skutečný průlom?
Renault ve spolupráci s čínským partnerem představuje pohonnou jednotku, která v laboratorních podmínkách ztrácí jen nepatrné množství energie. Pokud se tyto výsledky potvrdí v reálném provozu, konkurenti budou muset výrazně přidat.
Pod společnou značkou Horse vznikl elektromotor určený pro hybridní vozidla, který při testech dosahuje účinnosti 98,2 %. To je lepší výsledek než u většiny dnes vyráběných pohonných jednotek. Klíčem k tomuto výkonu je nový typ oceli použité ve statoru.
Motor Amorfo: společný projekt Renault a Geely
Horse je společnost founded Renaultem a čínským koncernem Geely, jejímž úkolem je vývoj moderních pohonných soustav. Nejnovějším výsledkem práce tamních inženýrů je motor s názvem Amorfo, navržený především pro hybridy a vozidla s tzv. prodloužovačem dojezdu.
Název není náhodný. Odkazuje na materiál statoru — použita byla amorfní ocel s neuspořádanou atomovou strukturou. V klasických motorech se naproti tomu používá krystalická ocel, kde jsou atomy uspořádány do pravidelné mřížky.
Motor Amorfo má dosahovat účinnosti 98,2 %, což podle údajů společnosti Horse znamená přibližně o polovinu nižší vnitřní ztráty než u typického elektrického pohonu.
Podle společnosti se přitom nejedná o pouhý marketingový tah. Fyzikální vlastnosti amorfní oceli umožňují omezit ztráty způsobené působením magnetického pole, zejména při vysokých pracovních frekvencích.
Plech tenčí než lidský vlas
Nejpozoruhodnějším parametrem je 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 vozidel.
Takto tenké vrstvy pomáhají potlačit tzv. vířivé proudy. Jde o jev, při němž se v kovu indukují nežádoucí proudy, jež se přeměňují v teplo a způsobují energetické ztráty. Čím tenčí jsou jednotlivé vrstvy, tím menší tento jev je a tím účinněji pohon přeměňuje elektrický proud v pohyb.
Horse deklaruje snížení ztrát v samotném motoru o přibližně 50 % v porovnání s referenční konstrukcí, přičemž parametry výkonu a točivého momentu zůstávají zachovány.
Podle zveřejněných dat rozvíjí Amorfo výkon 190 koní a točivý moment 360 Nm. To jsou hodnoty zcela dostačující pro hybridní SUV, kompaktní vozy i větší limuzíny s elektrickým asistováním.
Jak si tento výsledek stojí ve srovnání s ostatními motory?
Současné elektrické pohony v osobních automobilech dosahují zpravidla účinnosti mezi 93 a 97 %. Rozdíly závisejí na zatížení, teplotě, otáčkách a konkrétní konstrukci.
| Typ motoru | Typický rozsah účinnosti |
|---|---|
| Klasický elektrický pohon v automobilu | 93–97 % |
| Nové, vysoce efektivní konstrukce | přibližně 97–98 % |
| Amorfo od Horse (deklarováno) | 98,2 % |
Nárůst o 1–2 procentní body na papíře nepůsobí tak dramaticky jako například zdvojení výkonu. V oblasti energetické efektivity však každé procento představuje reální úspory — zejména hovoříme-li o velkých vozových parcích a milionech ujetých kilometrů.
Laboratoř versus každodenní realita na silnici
Celkový obraz komplikují podmínky měření. Uváděná účinnost 98,2 % pochází z firemních testů prováděných v přísně kontrolovaných podmínkách. V každodenním provozu vstupují do hry faktory, které lze na zkušební stolici jen těžko dokonale napodobit:
- změny teploty — od zimového mrazu po rozpálený asfalt,
- 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 dosahovanou v určitém rozsahu provozu, nikoli průměr za celý jízdní cyklus. Nezávislé laboratoře přitom často dosahují výsledků nižších, než jaké prezentují reklamní materiály. Horse zatím neupřesnil, v jakých vozidlech a v jaké konfiguraci bude tento motor nasazen — posouzení jeho chování v sériovém vozidle je proto zatím obtížné.
Reálná úspora energie: přibližně 1 % v celém systému
Společnost stojící za tímto projektem odhaduje, že po zohlednění celé hybridní soustavy — včetně baterie, měniče, převodovky a ostatního příslušenství — dosahuje úspora energie přibližně 1 %. Tato hodnota již odráží reálný provoz vozidla.
Snížení spotřeby energie v hybridním vozidle o 1 % vypadá v měřítku jednoho automobilu nenápadně, ale v měřítku tisíců kusů se promítne do obrovského množství ušetřeného proudu nebo paliva.
Při ročním nájezdu 20–30 tisíc kilometrů, u firemních flotil a při dlouhé době používání začíná takový přínos hrát skutečnou roli — jak pro řidiče, tak pro bilanci emisí CO₂. Pro výrobce má váhu každý zlomek procenta, protože může usnadnit plnění stále přísnějších norem energetické účinnosti.
Komu bude nový pohon určen?
Motor Amorfo je již zařazen do katalogu společnosti Horse. To znamená, že zákazníci firmy 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 také další firmy patřící do skupiny Geely, například Volvo. Tento typ motoru se hodí zejména pro novou generaci plug-in hybridů, u nichž je prioritou nízká spotřeba energie, nikoli rekordní výkon.
Proč výrobci soupeří v účinnosti?
Trh s automobilovými pohony se mění rychleji než před deseti lety. Vedle baterií a řídící elektroniky se právě motory staly hlavním bojištěm. Čínské značky představují stále sofistikovanější konstrukce — od spalovacích motorů s rekordně vysokou účinností po inovativní elektrické pohony.
Evropské a japonské firmy, které po léta v oblasti pohonných soustav dominovaly, musejí reagovat. Uvedení motoru s velmi vysokou účinností je způsob, jak si udržet pozici a ukázat, že v technické oblasti mají stále co říct.
Co z toho získá řidič?
Pokud se deklarované hodnoty potvrdí v sériových vozidlech, uživatel si v každodenním provozu všimne především nižší spotřeby energie. V případě hybridu to může znamenat méně tankování za rok nebo delší dojezd na jednom nabití trakční baterie.
Druhý přínos spočívá v menším množství tepla uvolňovaného přímo v motoru. Efektivnější pohon se méně zahřívá, takže chladicí systém může pracovat s menším zatížením. To zase umožňuje zjednodušit konstrukci celého vozidla nebo snížit hmotnost některých dílů.
Stojí za zmínku, že vývoj motorů ovlivňuje celou architekturu vozidla. Se zlepšováním účinnosti se často mění i řídicí software, strategie rekuperace energie při brzdění nebo volba převodovky. Konečný výsledek řidič pocítí jako plynulejší chod pohonu a lepší odezvu na pedál plynu.
Jak správně číst čísla uváděná u elektrických pohonů?
Pro mnohé lidi jsou procenta účinnosti poměrně abstraktní údaje. Snadno nabyde dojmu, že rozdíl mezi 96 a 98,2 % není podstatný. Ve skutečnosti každá energetická ztráta v pohonu znamená dodatečné kilowatthodiny, které musejí pocházet z baterie nebo být spáleny ve spalovacím motoru spolupracujícím s elektrickým.
U automobilu, který za celou dobu provozu najede 200 tisíc kilometrů, se rozdíly v řádu 1–2 % mohou výrazně nakumulovat. Promítají se jak do nákladů na provoz, tak do uhlíkové stopy konkrétního vozu. Pro výrobce jde zároveň o nástroj budování konkurenční výhody — zejména tehdy, když lze podobných parametrů výkonu a dojezdu 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 zbytečně plýtvá. Právě proto jsou projekty jako Amorfo jedním z dílků větší skládačky, jejímž cílem jsou úspornější a technicky propracovanější hybridní a elektrická auta.
