Horses nya elmotor höjer ribban rejält

Företaget Horse, som ägs gemensamt av Renault och Geely, har lanserat en elmotor framtagen främst för hybridfordon. Motorns verkningsgrad når nivåer som dagens framdrivningsenheter vanligtvis inte kan uppnå.

Medan vanliga elmotorer i bilar presterar en verkningsgrad mellan 93 och 97 procent, lovar den nya konstruktionen kallad Amorfo hela 98,2 procent. Detta innebär att betydligt mindre energi förvandlas till värme, och att mer kraft faktiskt används för att driva hjulen framåt. Kinesiska koncerner har under det senaste året satsat enormt på utveckling av drivenheter — ett område som länge dominerats av japanska och europeiska märken. Vi har sett bensinmotorer med verkningsgrad nära 50 procent, nya elektriska konstruktioner, och nu kliver Horse in på arenan med ett markant bidrag.

Vad är amorft stål och varför föredrar ingenjörerna det

Amorfo-motorn är konstruerad med ett tydligt mål: att minimera den energiförlust som i vanliga elmotorer uppstår i form av värme. Ingenjörerna har använt ovanliga material och extremt tunna plåtar för att begränsa virvelströmmar inne i statorn. Resultatet är en enhet med 190 hästkrafter och ett vridmoment på 360 Nm, som passar både laddhybrider och fordon där förbränningsmotorn enbart fungerar som generator.

Nyckeln till den höga verkningsgraden ligger i det material som statorn är tillverkad av. Istället för klassiskt kristallint stål valde ingenjörerna amorft stål. I denna metall är atomerna arrangerade oordnat, vilket förändrar materialets elektromagnetiska egenskaper markant. I en vanlig stålkärna uppstår virvelströmmar som omvandlar en del av energin till värme. Amorft stål minskar detta fenomen avsevärt, så mycket mindre energi går förlorad.

Ett annat anmärkningsvärt drag är tjockleken på de plåtar som statorn är uppbyggd av. Varje lager är endast 0,025 millimeter tjockt — ungefär tio gånger tunnare än i de typiska elmotorer som används i bilar idag. Så tunna lager begränsar virvelströmmarna kraftigt, vilket är en av de främsta orsakerna till energiförlust i elektriska maskiner. Tillverkaren uppger att de interna förlusterna är reducerade med cirka 50 procent jämfört med nuvarande serieproducerade enheter.

190 hk och 360 Nm från en motor för vardagsbruk

Amorfo är inte bara ett ingenjörsmässigt skyltfönster. Det är en fullt funktionell drivningsenhet med specifikationer som motsvarar vanliga laddhybrider och fordon med range extender. I praktiken kommer föraren inte att se någon 98,2-procents-notifikation i instrumentpanelen. Skillnaden visar sig gradvis: lite lägre bränsleförbrukning i hybridläge, något lägre energiförbrukning i elektriskt läge och mindre värmeutveckling i drivsystemet.

Plåttjocklek i Amorfo: 0,025 millimeter
Typisk tjocklek i serieproducerad motor: ca 0,25 millimeter
Deklarerad reduktion av interna förluster: 50 procent
Total verkningsgrad: 98,2 procent
Effekt: 190 hästkrafter
Vridmoment: 360 Nm

Ingenjörerna hos Horse har ännu inte avslöjat när och i vilka modeller den nya motorn kommer att dyka upp. Den mest uppenbara första kunden är Renault-gruppen med märken som Renault, Dacia och Alpine, men andra företag i Geely-gruppen — inklusive Volvo — har också tillgång till Horses katalog.

Laboratorievärden kontra körning på riktiga vägar

Alla de siffror som Horse för närvarande presenterar kommer från mätningar under laboratorieförhållanden. Det är ideala omgivningar med konstant temperatur, kontrollerad belastning, nya material och utan slitage eller föroreningar. Skillnaden mellan sådana förhållanden och daglig drift är helt normal i bilindustrin. Motorer arbetar i frost och värme, under varierande belastning, med plötsliga accelerationer och inbromsningar, och materialen förlorar med tiden sina ursprungliga egenskaper. Först mätningar utförda på färdiga fordon i normal drift kommer att visa om 98,2 procent inte förblir främst ett marknadsföringsslogan.

98,2 procents verkningsgrad låter imponerande, men i verklig körning blir det avgörande hur mycket som finns kvar efter flera års användning. Biltillverkare har i åratal jagat varje tiondels procent i verkningsgrad genom att ändra lindningarna, magneterna, styrelektroniken eller kylsystemet. Nu träder själva kärnmaterialet in i ekvationen, vilket öppnar ett helt nytt optimeringsområde. De centrala frågorna är: vad kostar det att producera så tunna amorfa plåtar i hundratusentals motorer per år, och hur komplicerad är formgivning och montering? Om processen visar sig dyr och felbenägen kan teknologin förbli förbehållen dyrare modeller.

En besparing på en procent låter liten — men betyder faktiskt mycket

Tillverkaren bedömer att användning av Amorfo-motorn i ett komplett hybriddrivsystem kommer att minska energiförbrukningen med cirka en procent. För en förare som håller koll på bränsleräkningen eller laddningskostnaderna är det inte en stor siffra. Mätt på en tankfyllning eller en månads körning kan skillnaden nästan vara omärkbar. Sett i ett större perspektiv är bilden en annan. Om ett sådant drivsystem hittar vägen till hundratusentals — och på sikt miljontals — bilar, börjar varje enskild procent representera enorma mängder bränsle och elektricitet som tidigare helt enkelt gick förlorad som värme.

Lägre bränsleförbrukning hos flotthybrider (tjänstebilar, taxibilar)
Mindre belastning på elnätet vid laddning av laddningsfordon
Lättare uppfyllelse av utsläppsnormer för hela modellserier
Mindre värme i drivsystemet, vilket kan förlänga komponenternas livslängd

Det är just sådana mindre optimeringar som avgör om en tillverkare kan uppfylla stränga CO₂-normer utan drastiska prishöjningar eller reducerad prestanda. För den genomsnittlige användaren är tre konsekvenser viktigast. Hybridbilar och bilar med range extender kommer att uppnå några procent mer räckvidd på bränsle eller energi över ett års körning. Tillverkare får en extra buffert för att kombinera kraftfulla motorer med stränga utsläppsnormer. Högre motorverkningsgrad kan minska kraven på kylsystemen, vilket förenklar utvecklingen av kompakta drivlinor.

Vad betyder det egentligen för den vanliga bilisten

Det är värt att skilja mellan två saker: motorns verkningsgrad och hela bilens verkningsgrad. Inte ens den mest perfekta elektriska enheten kan kompensera för en mycket tung kaross, ogynnsam aerodynamik, rullmotstånd eller en ineffektiv växellåda. Endast en välstämd kombination — lätt konstruktion, välutvecklad hybrid och effektiv motor — ger verkliga besparingar på vägen. Renault och Geely visar att kampen om varje enskild procent i drivlinor långt ifrån är över.

För den svenska bilisten är den mest intressanta frågan när och i vilka modeller som säljs här vi kommer att se enheter med en lösning som Amorfo. Om priserna inte stiger markant och felfrekvensen förblir låg, skulle hårtunnt amorft stål kunna bli en av vardagsmotoriseringens tysta hjältar. Kanske är det just denna lilla förbättring som hjälper hybridbilar att behålla sin position mellan rent elektriska bilar och klassiska förbränningsmotorer.