Nový elektromotor slibuje téměř dokonalou účinnost
Společný motorářský podnik Renaultu a čínského Geely představil elektromotor, který ztrácí jen minimum energie. Takzvaný motor Amorfo dosahuje účinnosti 98,2 procenta a je určen pro hybridní pohonné systémy. Čísla znějí úžasně, ale praxe teprve ukáže, zda slib obstojí.
Renault a Geely vsázejí na extrémně efektivní pohon
Renault a Geely spojily své aktivity v oblasti pohonných jednotek do společného podniku s názvem Horse. Právě v rámci tohoto uskupení vznikl nový elektromotor zaměřený především na hybridní vozy a modely s takzvaným range extenderem, kde malý spalovací motor slouží jako generátor elektrické energie.
Podle Horse dosahuje nový motor energetické účinnosti 98,2 procenta za ideálních podmínek. To znamená, že ze 100 jednotek přivedené elektrické energie se více než 98 jednotek přemění na mechanickou hnací sílu. Zbytek se rozptýlí jako teplo a jiné ztráty.
Motor Amorfo se podle Horse přibližuje na samou hranici toho, co se fyzikálně zdá být dosažitelné u sériově vyráběného elektromotoru.
Pro srovnání: běžné elektromotory v automobilech se pohybují přibližně mezi 93 a 97 procenty, v závislosti na otáčkách, zatížení a teplotě. Rozdíl vypadá nepatrně, ale v odvětví, kde výrobci bojují o desetiny procenta, jde o zásadní skok.
Průlom díky speciální oceli ve statoru
Jádro inovace spočívá ve statoru, tedy pevné části elektromotoru. Horse pro něj využívá speciální druh oceli s takzvanou amorfní strukturou. Zatímco tradiční motorová ocel má krystalickou mřížku, atomy v tomto materiálu jsou uspořádány mnohem náhodněji.
Tato zdánlivě drobná změna má zásadní dopad na magnetické vlastnosti. Magnetické siločáry v motoru normálně vyvolávají v kovu vířivé proudy — malé elektrické proudy, které nevykonávají žádnou užitečnou práci a přeměňují se jednoduše na teplo. Čím více vířivých proudů, tím větší ztráty.
Motor Amorfo tento problém řeší dvěma způsoby:
- použitím amorfní oceli s příznivými magnetickými vlastnostmi
- extrémně tenkými lamelami ve statoru
Tenčí než lidský vlas
Nejpozoruhodnější detail: kovové plátky (lamely), z nichž je stator sestaven, mají tloušťku pouhých 0,025 milimetru. To je přibližně desetkrát méně než u běžného elektromotoru a tenčí než průměrný lidský vlas.
Čím tenčí lamely, tím menší prostor pro vznik vířivých proudů. To snižuje ztráty v kovu a zvyšuje celkovou účinnost motoru. Horse tvrdí, že interní ztráty motoru se tímto způsobem sníží přibližně na polovinu.
S ocelovými plátky o tloušťce 0,025 milimetru využívá motor Amorfo téměř každý elektron optimálně — něco, co se dosud dařilo hlavně v laboratořích.
Výkon a točivý moment: vhodné pro moderní hybridy
Nový motor se nenabízí jen s lákavými čísly účinnosti. Horse uvádí také konkrétní výkonové parametry:
| Parametr | Motor Amorfo |
|---|---|
| Výkon | 190 koní |
| Točivý moment | 360 Nm |
| Využití | Hybridy a systémy s range extenderem |
| Účinnost | 98,2 procenta (údaj výrobce) |
S výkonem 190 koní a točivým momentem 360 Nm se motor pohybuje v oblasti, kde operuje většina středně velkých hybridních SUV a rodinných vozů. Motor může přímo pohánět kola nebo fungovat jako generátor v sériovém hybridu, kde pohon kol zajišťuje výhradně elektromotor a spalovací motor vyrábí elektřinu.
Z testovací stolice na silnici: jak realistická jsou čísla?
Uváděných 98,2 procenta vychází z měření na testovací stolici za kontrolovaných podmínek. V reálném provozu musí motor zvládat chladné zimy, horká léta, proměnlivé zatížení i opotřebení.
Automobiloví novináři a nezávislé laboratoře pravidelně zaznamenávají velké rozdíly mezi specifikacemi v katalogu a skutečným chováním vozů na silnici. Platí to nejen pro spotřebu a dojezd, ale také pro účinnost komponent jako jsou motory a měniče.
Horse zatím nesdělilo, v jakém produkčním modelu se motor Amorfo poprvé objeví ani kdy ho zákazníci najdou v showroomech. Motor je nicméně již oficiálně zařazen do produktového katalogu Horse, což znamená, že značky skupiny Renault a Geely — například Renault samotný nebo třeba Volvo — ho mohou v relativně krátké době naplánovat do budoucích modelů.
Jen 1 procento nižší spotřeba – má to smysl?
Na úrovni celého systému je úspora nižší, než jakou samotné číslo účinnosti motoru naznačuje. Pro kompletní hybridní pohon Horse hovoří o přibližně 1 procentu nižší spotřeby energie. To zní skromně, zvláště pokud jako spotřebitel sledujete především litry na 100 kilometrů nebo měsíční náklady na nabíjení.
Přesto právě toto procento nabývá na váze v masovém měřítku. Nahradíte-li ve světovém vozovém parku čítajícím miliony vozů standardní motor o málo efektivnější variantou, ušetří se tím obrovské množství paliva a elektřiny, a tedy také sníží emise CO₂. Pro výrobce automobilů může být takový rozdíl navíc právě tím rozhodujícím argumentem, který modelu umožní splnit stále přísnější evropské normy.
- O 1 procento nižší spotřeba u vozového parku čítajícího milion automobilů může snadno znamenat úsporu stovek gigawatthodin.
- Dílčí úspory v účinnosti se sčítají s pokroky v aerodynamice, pneumatikové technologii a optimalizaci softwaru.
- Vysoká účinnost znamená méně odpadního tepla, a tedy potenciálně nižší nároky na chlazení a menší opotřebení.
V době, kdy jsou cíle v oblasti CO₂ stále přísnější, může zdánlivě malý rozdíl vytvořit právě dostatek prostoru k tomu, aby byl model déle prodejný.
Proč čínští výrobci nyní tak intenzivně pracují na pohonné technice
Oznámení Horse zapadá do širšího trendu. Čínští výrobci masivně investují do technologie motorů a baterií, oboru, který dlouho ovládali japonští a evropští hráči. Společnosti jako BYD v poslední době představily vlastní vysoce účinné elektromotory a další značky pracují na spalovacích motorech s dosud nevídanými termickými účinnostmi blížícími se 50 procentům.
Tento závod se netočí jen kolem prestiže, ale také kolem nákladů a tržní síly. Kdo dokáže dodat nejúčinnější pohonný systém, prodává atraktivnější hybridy a elektromobily — zejména v zemích s vysokými cenami energií nebo přísnými emisními normami.
Co to znamená pro řidiče?
Pro běžné řidiče se v krátkodobém horizontu mnoho nemění — motor Amorfo zatím není součástí žádného konkrétního sériového modelu. Přesto tento vývoj naznačuje, jakým směrem se pohonné systémy v nadcházejících letech vydají:
- Hybridy budou postupně úspornější, aniž by řidič musel měnit svůj styl jízdy.
- Vysoká účinnost může umožnit zmenšení baterie nebo palivové nádrže, což sníží hmotnost vozu.
- Nižší tepelné ztráty snižují zátěž chladicích systémů a potenciálně i nároky na údržbu.
Z technického hlediska se dobře navržený elektromotor přibližuje hranici toho, co je matematicky možné. Přechod například z 97 na 98,2 procenta si vyžaduje rozsáhlý výzkum, drahé materiály a precizní výrobu. Cena použité amorfní oceli a extrémně tenkých lamel proto bude hrát klíčovou roli v tom, zda se takový motor dostane do kompaktních městských vozů, nebo zůstane výsadou dražších modelů a plug-in hybridů.
Co vlastně účinnost v automobilu konkrétně znamená?
Účinnost vyjadřuje poměr mezi tím, co do systému vložíte, a tím, co z něj užitečně dostanete. U elektromotoru jde o vztah mezi elektrickou energií a mechanickou hnací silou. Spalovací motor je v tomto ohledu výrazně méně efektivní — v optimálních podmínkách dosahuje obvykle jen 35 až 40 procent. Zbytek se ztrácí jako teplo výfukovými plyny a chladicím systémem.
Vysoce účinný elektromotor proto usnadňuje optimální využití malých baterií v hybridních vozech. Starší plug-in hybridy mohly mít v praxi větší ztráty v motoru a elektronice než v samotné baterii. Motor jako Amorfo tuto rovnováhu posouvá, takže každá kilowatthodina z akumulátoru se lépe přemění na pohyb vpřed.
Kdo v současné době zvažuje koupi nového vozu, měl by u nových generací hybridů věnovat pozornost pohonným konceptům a technickým tvrzením výrobců. Nejde jen o oficiální spotřebu, ale také o to, jak výrobci účinnost dokládají — použité materiály, typ motoru a jeho kombinace s převodovkou a elektronikou poskytují reálnější obraz toho, jak úsporný vůz bude v každodenních kolonách, na dálnici i při krátkých cestách po městě.
