Renault och Geely avslöjar elmotor med rekordeffektivitet – detta döljer sig bakom siffran

Renault och Geely jagar effektivitetskronan

Ett joint venture mellan Renault och Geely har nyligen tillkännagivit en teknisk rekord: en elmotor för hybridfordon med en uppgiven verkningsgrad på 98,2 procent. Bakom denna siffra döljer sig inte bara smart ingenjörskonst, utan även ett helt nytt material i motorns hjärta – och en lång rad frågor om hur mycket som faktiskt märks i vardagen.

Under det senaste året har de stora bilkoncernerna intensifierat arbetet med effektivitet bakom kulisserna. Japanska och europeiska tillverkare har länge satt standarden inom motor- och drivlineteknologi. Men nu blandar sig kinesiska koncerner som BYD, Dongfeng och Changan massivt och presenterar löpande nya rekordvärden.

Drivlinesavdelningen Horse träder fram

I detta konkurrensfält positionerar sig nu drivlineföretaget Horse – ett gemensamt företag ägt av Renault och Geely. Deras senaste satsning är en elmotor vid namn Amorfo, som främst är riktad mot hybridbilar och så kallade range extenders, det vill säga förbränningsmotorer som fungerar som strömgeneratorer i elbilar.

Motorn Amorfo uppges uppnå en verkningsgrad på 98,2 procent – en siffra som är extremt hög, även jämfört med moderna elmotorer.

Till jämförelse ligger vanliga elmotorer typiskt mellan 93 och 97 procent beroende på konstruktion och användning. Det kanske låter som ett litet steg, men inom drivlineteknologi är det anmärkningsvärt – särskilt när miljontals fordon körs med den aktuella motorn.

Hemligheten i statorn: amorft stål framför klassiska laminat

Det innovativa med den nya motorn ligger i materialet i statorn – den fasta delen där magnetfältet byggs upp. Horse använder inte konventionell, kristallin elektroplåt, utan istället amorft stål. Atomerna i detta material är oordnade, precis som i glas, och sitter inte i ett fast kristallgitter.

Denna struktur förändrar de magnetiska egenskaperna markant:

• Lägre förluster i magnetfältet
• Mindre uppvärmning
• Reducerad energiförbrukning vid samma effekt

Särskilt imponerande är tjockleken på laminaten: Statorns skivor är endast 0,025 millimeter tjocka. Det är cirka tio gånger tunnare än i många nuvarande elmotorer – och markant finare än ett människohår.

Extremt tunna lameller minskar virvelströmmarna i metallen kraftigt – och det är just dessa strömmar som slukar en betydande del av energin i konventionella motorer. Horse talar om en intern minskning av förluster på cirka 50 procent i själva motorn, vilket i slutändan ger den totala verkningsgraden på 98,2 procent.

Vad levererar 190 hk och 360 Nm i praktiken?

Rent tekniskt befinner sig motorn klart inom ett område som är relevant för moderna hybridbilar. De officiella specifikationerna ser ut så här:

Med 190 hk och 360 newtonmeter kan en mellanstor SUV eller kompaktsedan gott drivas framåt – speciellt kombinerat med en förbränningsmotor i ett hybridtåg. Motorn är därför inte ett isolerat laboratorieexperiment, utan är tydligt designad för serieproduktion.

Bara 1 procent lägre förbrukning – är insatsen mödan värd?

Sett över hela hybridanläggningen räknar Horse med en energibesparing på cirka 1 procent. Det låter omedelbart nedslående. Den som läser om ”världens mest effektiva elmotor” förväntar sig intuitivt tvåsiffriga besparingar i förbrukningen.

Den kalla sanningen inom drivlineteknologi är en annan: I moderna system är de stora potentialerna redan realiserade. Varje ytterligare framsteg kräver större teknisk och ekonomisk insats, men ger endast några procentenheter extra – eller i detta fall just en enda procent.

1 procent besparing per fordon verkar litet, men summerat över miljoner bilar och många år utgör det enorma energimängder.

För flottoperatörer, storkunder och koncerner med stränga CO₂-mål är den här sortens effektivitetsframsteg långt ifrån likgiltiga. De kan vara avgörande för om böter utlöses eller undviks.

Laboratorievärde kontra verklighet: hur tillförlitliga är 98,2 procent?

De uppgivna 98,2 procenten kommer från tillverkarens egna mätningar under noggrant definierade laboratorieförhållanden. I praktiken påverkas en motors verkningsgrad av en lång rad faktorer:

• Drivlinans temperatur
• Lastvariationer i stadskörning
• Varvtal på motorvägar
• Materialens och lagringens åldrande
• Förluster i kraftelektronik och växellåda

Testbänkar mäter som regel under ideala förhållanden: optimal temperatur, konstanta varvtal och definierade lastpunkter. På vägarna förändras förutsättningarna varje enskild sekund. Därför kommer de verkliga verkningsgraderna i praktiken nästan alltid ligga lägre än siffrorna i databladet.

Därtill kommer att även om motorn faktiskt uppnår 98,2 procent, säger det ingenting om det totala drivlinesystemet. I hybridbilar ingår inverter, växellåda, kopplingar och förbränningsmotor – och alla dessa komponenter har sina egna förluster.

Vem blir först med att använda den nya motorn?

Den intressanta frågan är nu vilka bilmärken som faktiskt för Amorfo-motorn till serieproduktion. Horse levererar primärt till:

• Renault och tillhörande märken
• Företag inom Geely-koncernen, däribland exempelvis Volvo och andra dotterbolag
• Övriga tillverkare som köper drivlineteknologi utifrån

Officiellt har Horse ännu inte offentliggjort vilka modeller som först kommer att använda motorn. Uppenbara möjligheter är framtida laddhybrider eller fordon där förbränningsmotorn uteslutande fungerar som generator.

En viktig signal: Motorn är enligt företaget redan upptagen i den officiella produktkatalogen. Den existerar alltså inte bara som konceptstudie, utan är konkret tillgänglig – och det skickar ett tydligt budskap till potentiella kunder inom och utom Renault-universum.

Vad är egentligen amorft stål för en teknologi?

Många stöter för första gången på begreppet amorft stål i detta sammanhang. Grundidén är enkel: Normalt stål har en kristallin struktur där atomerna är arrangerade i ett fast mönster. I amorft stål saknas denna ordning – man kan förenklat kalla det för metalliskt glas.

I ett magnetfält ger sådana material en rad fördelar:

• De låter sig ommagnetiseras snabbare, vilket är användbart vid höga varvtal.
• De orsakar färre hysteresförluster – det vill säga mindre ”friktion” i magnetfältet.
• De extremt tunna banden minskar virvelströmmarna som annars värmer upp metallen.

Nackdelen är att framställningen är komplex. Stålet produceras typiskt som ett tunt band med mycket hög avkylningshastighet, vilket driver upp kostnaderna och kräver specialiserade bearbetningsprocesser. Om det kan löna sig i massproduktion är en av de centrala frågorna med detta koncept.

Reella fördelar för bilister i vardagen

För dem som bara vill köpa och köra en bil är frågan enkel: Kan man överhuvudtaget märka denna motor i vardagen?

Vissa effekter är sannolika:

• Lite längre elektrisk räckvidd i laddhybrider
• Något lägre bränsleförbrukning, särskilt i stop-and-go-trafik
• Möjligen mindre uppvärmning av drivlinan under hög belastning

Mirakelförväntningar är dock inte på sin plats. Den som nu tankar varannan vecka kommer inte plötsligt kunna nöja sig med att tanka var tredje. Mer realistiskt är skillnader på några tiondels liter per 100 kilometer – men stabilt över tiotusentals kilometer.

Varför verkningsgrad ändå blir ett avgörande säljargument

Den elektriska drivlinan har för länge sedan rört sig från nischprodukt till massapplikation. Just därför får detaljer som en motors verkningsgrad allt större betydelse. De stora genombrotten är redan gjorda – nu handlar det om finjustering på många små fronter:

• Battericeller med marginellt lägre inre motstånd
• Kraftelektronik med reducerade kopplingsförluster
• Växellådor med optimerad lagring och oljepumpar
• Lättare underreden och karosserier

Horse Amorfo-motor passar exakt in i denna bild. Det är ingen spektakulär gamechanger som välter branschen över en natt. Den representerar däremot de tysta, mödosamma framstegen i detaljerna, som i slutändan avgör vilket märke som leder i kapplöpningen om låg förbrukning och lång räckvidd.

Den stora frågan är nu vilka modeller från Renault, Volvo eller andra Geely-märken som inom ett till två år rullar av löpande bandet med denna motor – och vilka förbrukningssiffror som därefter kan avläsas både på testbänken och i vardagslivet.