Průlomový elektromotor s účinností 98,2 procenta

Společnost Horse Powertrain právě představila revoluční elektromotor z amorfní oceli, který dosahuje rekordní účinnosti 98,2 procenta. Jde o technologický skok, který mění pravidla hry v oblasti elektromobility.

Za tímto průlomem stojí Horse Powertrain – podnik spoluvlastněný automobilovými giganty Geely a Renault. Součástí této skupiny je také švédská divize Aurobay, dříve známá jako motorová divize Volvo Cars ve Skövde. Nový pohonný agregát nese název „Amorphous Motor" a jeho základ tvoří materiál s velmi zvláštními vlastnostmi.

Co je amorfní ocel a proč je tak výjimečná?

Amorfní ocel je slitina, která na rozdíl od běžné oceli postrádá krystalickou strukturu. Zatímco u klasického oceli jsou atomy uspořádány do pravidelných řad, amorfní varianta připomíná na atomární úrovni spíše sklo – atomy jsou rozmístěny chaoticky a neuspořádaně.

Tato zdánlivě malá odlišnost má obrovský praktický dopad. Magnetická pole se skrze takový materiál pohybují téměř bez odporu, což výrazně snižuje energetické ztráty přeměněné v teplo.

Tajemství tkví v tloušťce plátků pouhých 0,025 mm

Klíčem k výjimečnému výkonu motoru je konstrukce statoru – tedy pevné části elektromotoru. Místo běžných ocelových plátků používá Horse Powertrain lamely z amorfní oceli o tloušťce pouhých 0,025 milimetru. To je desetina tloušťky plátků v konvenčních elektromotorech.

Proč na tom záleží? Rychle se měnící magnetické pole vytváří v kovu malé vnitřní proudové víry – takzvané vířivé proudy. Ty jsou největším nepřítelem elektromotoru, protože generují pouze teplo, aniž by přispívaly k výkonu. Extrémně tenké lamely tyto vířivé proudy doslova „udusí" dříve, než stačí ukrást energii.

Amorfní ocel vs. tradiční křemíková ocel – srovnání

Tradiční křemíková ocel: Atomy leží v pravidelných řadách. Při pohybu magnetických polí narážejí na hranice mezi krystaly, což způsobuje takzvané hysterezní ztráty – třecí odpor na atomární úrovni, který se přeměňuje v teplo.
Amorfní ocel: Vzniká extrémně rychlým ochlazením roztavené oceli – rychlostí přibližně milion stupňů za sekundu. Atomy nestihnou zaujmout pravidelné pozice a ztuhnou v neuspořádané, sklovité struktuře. Bez krystalových hranic se magnetická pole pohybují téměř bez odporu.
Tloušťka plátků v běžném statoru: standardně 0,25–0,35 mm, což vířivým proudům poskytuje dostatek prostoru.
Tloušťka plátků u Horse Powertrain: pouhých 0,025 mm – tenčí než lidský vlas – a vířivé proudy jednoduše nemají kde vzniknout.

Výsledek: železné ztráty se snížily na polovinu

Kombinace amorfní struktury a extrémně tenkých lamel snižuje takzvané železné ztráty v motoru na polovinu oproti konvenčním řešením. Motor tak prakticky neplýtvá energií na zahřívání okolí.

Na první pohled se může zdát, že zlepšení účinnosti o pár procentních bodů není žádná sláva. Ve světě automobilů je to ale zásadní pokrok. Horse Powertrain uvádí, že nový motor snižuje celkovou spotřebu energie vozidla o 1 procento – a to je při sériové výrobě velmi podstatná hodnota.

Technické parametry nového motoru

Účinnost: 98,2 % (nejlepší v oboru).
Výkon: 140 kW (190 koní).
Točivý moment: 360 Nm.

Kde všude najde tento motor uplatnění?

Viceprezident pro technický rozvoj společnosti Horse Powertrain Ingo Scholten k tomu říká:

„Tato inovace je ideálním nástrojem pro pohon nové generace vysoce účinných range extenderů (REEX), hybridů a plug-in hybridů."

Jinými slovy – technologie není určena jen pro čistě elektrická auta. Největší přínos se očekává právě u hybridních pohonných soustav, kde každé procento účinnosti přímo ovlivňuje spotřebu paliva i elektrický dojezd.

Kdo za Horse Powertrain stojí?

Společnost Horse Powertrain vlastní ze 45 procent Geely a ze stejného podílu Renault Group. Zbývajících 10 procent drží ropný gigant Aramco. Sídlo firmy se nachází v Londýně, avšak silné výrobní zázemí má podnik ve Švédsku prostřednictvím divize Aurobay.

Právě propojení s Aurobay – původní motorovou divizí Volvo Cars – dodává Horse Powertrain hluboké inženýrské know-how, které se v tomto projektu zřetelně projevuje.