Renault a Geely vsázejí na efektivitu, nikoli na okázalá čísla
Když přemýšlíme o elektromobilech, většinou nás jako první napadne výkon, zrychlení nebo dojezd. Přitom účinnost elektromotoru hraje přinejmenším stejně důležitou roli. Každé procento ztráty přímo znamená méně kilometrů ze stejné baterie, nebo vyšší spotřebu paliva u hybridů.
Společný podnik Horse, který vznikl spoluprací Renaultu a čínského Geely, nyní představuje nový elektromotor s interním označením Amorfo. Nejde o techniku z konceptního vozu, ale o sériově použitelnou pohonnou jednotku, která figuruje v katalogu společnosti Horse. Kromě značek Renault ji mohou odebírat i další výrobci ze skupiny Geely, například Volvo.
Horse deklaruje účinnost 98,2 %, zatímco běžné elektromotory se pohybují mezi 93 a 97 %.
Pár procentních bodů zní skromně. V měřítku milionů vozidel a miliard najetých kilometrů však tento rozdíl představuje obrovské množství ušetřené energie.
Základ inovace: amorfní ocel ve statoru
Klíčová vlastnost tohoto motoru nespočívá v elektronice ani softwaru, ale ve zvoleném materiálu pro stator — nepohyblivou část obklopující rotor, která vytváří magnetické pole. Místo klasické krystalické oceli využívá Horse takzvanou amorfní ocel.
U běžné oceli jsou atomy uspořádány do pevné, pravidelné krystalové mřížky. U amorfní oceli toto uspořádání chybí — atomy jsou rozmístěny náhodněji. Na první pohled jde o detail, ale magnetické vlastnosti materiálu se tím zásadně mění. Materiál ztrácí méně energie při nepřetržitém střídání magnetického pole, což je přesně to, co se v elektromotoru neustále děje.
Tenčí než lidský vlas
Stator se skládá z extrémně tenkých ocelových lamel. U motoru Amorfo mají tyto plátky tloušťku pouhých 0,025 milimetru — přibližně desetkrát méně než u běžného elektromotoru a dokonce méně než průměrný lidský vlas.
Tato mimořádná tenkost omezuje takzvané vířivé proudy: malé elektrické proudy, které se rozběhnou přímo kovem při vystavení střídavému magnetickému poli. Za normálních okolností spotřebovávají energii, aniž by jakkoli přispívaly k pohonu vozidla.
- Materiál: amorfní ocel místo klasické elektrotechnické oceli
- Tloušťka lamel: 0,025 mm (přibližně desetkrát méně než obvykle)
- Cíl: snížit vnitřní ztráty motoru na polovinu oproti konvenčním motorům
- Deklarovaná účinnost: maximálně 98,2 %
Horse hovoří o halvování vnitřních ztrát motoru. V praxi to znamená, že téměř veškerá elektrická energie přivedená do motoru se skutečně přemění v hnací sílu, namísto aby se rozptylovala jako teplo.
Výkon a točivý moment: ideální pro moderní hybridy
Motor Amorfo není jen úsporný — nabízí také výkony, které pro většinu vozů plně postačují. Maximální výkon se pohybuje kolem 190 koní a točivý moment dosahuje 360 Nm. To jej řadí do stejné kategorie jako pohonné jednotky mnoha současných plug-in hybridů a elektrických modelů s pohonem přední nebo zadní nápravy.
Pro úsporné rodinné vozy je to víc než dostatek. Výrobce může motor nasadit v různých konfiguracích:
- jako hlavní pohon v plug-in hybridu
- jako elektromotor v sériovém hybridu s range extenderem
- nebo jako motor přední či zadní nápravy v čistě elektrickém voze
Díky vysoké účinnosti si výrobce může vybrat: buď zachovat stejnou kapacitu baterie a získat trochu větší dojezd, nebo osadit o něco menší baterii, která ujede stejnou vzdálenost. U hybridů pak může být nádrž menší nebo se sníží spotřeba — aniž by to zákazník pocítil na jízdních vlastnostech.
V praxi: přibližně o 1 % nižší spotřeba
Na úrovni celého systému — tedy kompletní hybridní pohonné soustavy se spalovacím motorem, měničem, baterií a převodovkou — Horse očekává, že celková spotřeba energie klesne přibližně o 1 %. Zní to skromně, ale v automobilovém průmyslu jsou právě takovéto malé kroky realistickou cestou ke snižování emisí.
Zisk jednoho procenta se zdá být nepatrný. Aplikovaný na miliony vozidel a miliardy kilometrů však nakonec ušetří gigantická množství energie.
Je důležité zdůraznit: hodnota 98,2 % je špičkový výsledek naměřený za ideálních podmínek na zkušebním stavu. V každodenním provozu hrají roli faktory jako teplota, zatížení, otáčky a stárnutí materiálů. Skutečný přínos tak může být o něco nižší.
Laboratoř versus každodenní dopravní zácpa
Výrobci automobilů testují motory a pohonné soustavy za přísně kontrolovaných podmínek. To dává smysl, protože jen tak lze různé konstrukce spravedlivě porovnat. Auto ale jen zřídka jezdí za ideálních podmínek — zimní mráz, letní vedra, kolony, krátké jízdy, těžký náklad nebo přívěs za autem obraz výrazně mění.
Nezávislé testovací instituce pravidelně zaznamenávají odchylky mezi továrními údaji a skutečnými výsledky. U tohoto motoru tomu nebude jinak. Dokud první modely s touto technologií nevyjdou na trh a nezměří je nezávislé redakce a kontrolní instituce, zůstane hodnota 98,2 % především teoretickou veličinou.
Proč výrobci vynakládají tolik úsilí kvůli jedinému procentu
Automobilky po celém světě čelí tlaku na snižování spotřeby paliva a emisí CO₂. To platí i pro hybridy a elektromobily, protože výroba baterií a energetický mix stále způsobují značné emise. Malá zlepšení účinnosti pohonné soustavy se proto přímo promítají do celkové ekologické stopy vozidla.
U průměrného hybridu spotřebovávajícího například 6 litrů na 100 kilometrů může 1% zlepšení ušetřit přibližně 0,06 litru na 100 km. Za 200 000 kilometrů je to zhruba 120 litrů benzinu na jedno auto. Když takový motor pohání statisíce nebo miliony vozidel, jedná se v součtu o miliony litrů paliva, které nikdy neopustí čerpací stanici.
| Účinnost motoru | Dopad na spotřebu energie (orientačně) |
|---|---|
| 94 % | současný standard, větší ztráty ve formě tepla |
| 97 % | úsporný moderní motor, nižší spotřební ztráty |
| 98,2 % | rekordní úroveň, nejviditelnější přínos ve velkých vozových parcích |
Navíc přísnější normy v Evropě, Číně a dalších regionech nutí výrobce využít každé dostupné procento. Technologie jako amorfní ocel mohou rozhodnout o tom, zda budoucím požadavkům výrobce vyhoví, nebo nikoli.
Co to znamená pro řidiče v nadcházejících letech
Horse zatím nezveřejnil, ve kterém konkrétním modelu se motor Amorfo jako první objeví, ani v jakém časovém horizontu. Motor nicméně figuruje v katalogu společného podniku, což znamená, že technologie je v zásadě připravena pro sériovou výrobu a může se objevit v příštích generacích hybridů značek Renault a Geely.
Pro řidiče se to pravděpodobně neprojeví jako spektakulární nové funkce, ale jako o něco nižší spotřeba a emise. Na displeji si toho všimnete jako zlomku méně kWh na 100 km u elektrické varianty, nebo několika desetin litru méně paliva u hybridu.
Co přesně je účinnost motoru?
Pojem účinnost se objevuje velmi často, ale bývá abstraktní. U elektromotoru jde o poměr mezi elektrickou energií, kterou do něj přivádíte, a mechanickou energií, která z něj vystupuje jako hnací síla na hřídeli.
Stoprocentní účinnost by znamenala, že se veškerá energie přemění v pohyb — bez jakýchkoli tepelných ztrát nebo tření. Ve skutečnosti je to nedosažitelné. Moderní elektromotory se svými 93 až 97 % se však již překvapivě blíží ideálu. Krok směrem ke 98 % ukazuje, jak vyspělá tato technologie je, a kolik úsilí každý zbývající procentní bod vyžaduje.
Pokud uvažujete o elektrickém nebo hybridním voze, může být užitečné nesoustředit se jen na kapacitu baterie nebo výkon. Mimořádně účinná pohonná soustava s o něco menší baterií může v praxi dojezdem konkurovat většímu akumulátoru s méně efektivním pohonem — přičemž auto zůstane levnější a lehčí.
