Renault prezentuje silnik elektryczny o sprawności 98,2 procent i zapowiada przełom w hybrydach

Renault wspólnie z chińskim partnerem wprowadza silnik elektryczny, który ma działać wydajniej niż wszystko, co dziś jeździ w hybrydach.

Nowa jednostka, rozwijana w ramach spółki Horse, kusi sprawnością na poziomie 98,2% i nietypową konstrukcją z użyciem stali amorficznej. Brzmi bardzo technicznie, ale w praktyce chodzi o jedno: mniejsze straty energii, a w efekcie niższe zużycie prądu i paliwa w autach ze wsparciem elektrycznym.

Renault i Geely chcą odebrać inicjatywę Azji w napędach

Przez lata w dziedzinie napędów hybrydowych i wysokosprawnych silników dominowały głównie marki japońskie i część producentów europejskich. Od około roku do gry agresywnie weszły koncerny z Chin, prezentując coraz bardziej zaawansowane rozwiązania.

Pokazały się już:

• silniki spalinowe zbliżające się do 50% sprawności termicznej,
• nowatorskie silniki elektryczne w autach hybrydowych i elektrycznych,
• zintegrowane układy napędowe ograniczające straty energii w całym łańcuchu.

W takim otoczeniu Renault wraz z chińskim Geely utworzyły spółkę Horse, skupioną wyłącznie na systemach napędowych. To właśnie ona zaprezentowała nowy silnik oznaczony nazwą Amorfo, który ma stać się mocnym argumentem w segmencie hybryd.

Przeczytaj również: Nowy trik na stacjach paliw: prosił o 5 zł, kierowca zapłacił 90

Silnik Amorfo i nietypowa stal amorficzna

Najciekawszy element konstrukcji to materiał, z którego wykonano stojan, czyli nieruchomą część silnika elektrycznego odpowiedzialną za generowanie pola magnetycznego. Zamiast klasycznego, krystalicznego stopu stali zastosowano stal amorficzną o nieuporządkowanej strukturze atomów.

Silnik Amorfo wykorzystuje stal amorficzną, która ogranicza straty magnetyczne, a w efekcie pozwala wycisnąć z energii elektrycznej więcej użytecznej pracy.

Tego typu materiał zachowuje się inaczej niż zwykła stal. Dzięki specyficznej strukturze zmniejsza zjawiska niekorzystne przy zmiennym polu magnetycznym, jak histereza czy straty rdzeniowe. To właśnie w tych obszarach inżynierowie Horse szukali oszczędności, zamiast po raz kolejny zwiększać moc i prędkość obrotową samego silnika.

Przeczytaj również: Słowenia jako pierwsza w UE wprowadza limity na tankowanie paliwa

Blacha cieńsza niż ludzki włos

Drugim kluczowym elementem jest grubość blach, z których zbudowano stojan. W nowej jednostce każda „warstwa” ma zaledwie 0,025 milimetra, czyli około dziesięciokrotnie mniej niż w typowym silniku stosowanym dziś w samochodach.

Tak cienkie paski metalu wyraźnie ograniczają prądy wirowe powstające w rdzeniu. To właśnie prądy wirowe odpowiadają za znaczną część strat energii w silnikach elektrycznych. Im mniejsze, tym więcej energii zamienia się w ruch, a nie w ciepło.

Przeczytaj również: Hiszpania wygrywa z Waze: nowe „niewidzialne” radary łapią kierowców z daleka

Według danych Horse wewnętrzne straty w silniku Amorfo spadły o około 50% w porównaniu z klasyczną konstrukcją, co ma przekładać się na sprawność 98,2%.

Dla porównania większość obecnie stosowanych silników trakcyjnych osiąga w typowym zakresie pracy sprawność w okolicach 93–97%. Różnica 1–2 punktów procentowych może wydawać się symboliczna, ale w inżynierii napędów to już solidny krok naprzód.

Moc i parametry dla realnych aut, nie tylko laboratoriów

Silnik Amorfo nie jest jedynie ciekawostką z laboratorium. Horse podaje, że jednostka osiąga około 190 KM i 360 Nm momentu obrotowego. To wartości w pełni wystarczające do napędu klasycznego SUV-a, większego kompakta czy sedana z układem hybrydowym.

To sprawia, że nowy napęd może trafić zarówno do klasycznych hybryd szeregowych czy równoległych, jak i do aut z tzw. przedłużaczem zasięgu, gdzie silnik spalinowy pracuje głównie jako generator.

Dane z laboratorium a rzeczywista jazda

Należy pamiętać, że wszystkie wspomniane wartości pochodzą z pomiarów prowadzonych przez producenta w warunkach laboratoryjnych. W codziennej eksploatacji na sprawność napędu wpływają zmieniająca się temperatura, obciążenie, sposób jazdy oraz starzenie się materiałów.

Także sama konfiguracja układu hybrydowego – oprogramowanie, przekładnia, falownik, akumulator – może poprawić lub zniwelować przewagę superwydajnego silnika. Horse nie zdradza jeszcze, w jakim modelu zobaczymy Amorfo jako pierwszy, ani kiedy dokładnie rozpocznie się jego seryjne zastosowanie.

Między wynikami z hamowni a odczuwalną oszczędnością paliwa na drodze zawsze pojawia się dystans. Prawdziwym testem będą dopiero auta klientów.

Realny zysk tylko o 1%? Dla inżynierów to dużo

Według wewnętrznych szacunków Horse zastosowanie silnika Amorfo w kompletnym napędzie hybrydowym obniża zużycie energii o około 1%. Nie brzmi imponująco, gdy patrzy się na pojedynczy samochód.

Jeżeli jednak taki napęd trafi do setek tysięcy lub milionów aut, oszczędności robią się wyraźne: mniej spalonego paliwa, niższa emisja CO₂ w całym cyklu życia pojazdów oraz mniejsze obciążenie sieci energetycznej w przypadku hybryd plug-in.

Trzeba też pamiętać, że konstruktorzy wyciskają z napędów hybrydowych kolejne ułamki procenta sprawności na różnych poziomach – od baterii, przez elektronikę mocy, po aerodynamikę nadwozia. Silnik o wyższej sprawności dołącza do tej układanki jako jeden z ważnych klocków.

Dla kogo jest ten silnik i gdzie może trafić?

Amorfo pojawił się już oficjalnie w ofercie spółki Horse. Otwiera to drogę do zastosowania go w przyszłych modelach marek należących do grupy Renault oraz powiązanych z Geely.

Najbardziej oczywiści kandydaci to:

• nowe generacje hybrydowych modeli Renault i Dacii,
• samochody marek powiązanych z Geely, na przykład Volvo czy inne brandy koncernu,
• auta z napędem mieszanym, gdzie silnik elektryczny pełni główną rolę, a spalinowy działa bardziej jako uzupełnienie.

Wprowadzenie takiej technologii do szerokiej produkcji wymaga czasu, dostosowania linii montażowych, przeszkolenia dostawców i zbudowania łańcucha dostaw dla stali amorficznej. To kolejne wyzwanie – sam projekt techniczny to dopiero początek drogi.

Czym różni się stal amorficzna od zwykłej?

Dla kierowcy pojęcie stali amorficznej brzmi dość abstrakcyjnie, ale kryje się za nim prosta idea. W tradycyjnej stali atomy układają się w powtarzalne struktury – kryształy. W wersji amorficznej ten porządek znika, a atomy są rozmieszczone bardziej chaotycznie.

Taki materiał:

• lepiej znosi szybkie zmiany pola magnetycznego,
• ma mniejsze straty związane z magnesowaniem i rozmagnesowywaniem,
• umożliwia stosowanie cieńszych blach w konstrukcji stojana.

Od strony praktycznej to po prostu sposób, by z tej samej ilości energii elektrycznej uzyskać nieco więcej momentu obrotowego, a mniej ciepła. W napędzie samochodu przekłada się to na zasięg i spalanie, bez konieczności montowania większej baterii czy mocniejszego silnika spalinowego.

Co może z tego wyniknąć dla zwykłego kierowcy?

Z punktu widzenia użytkownika auta hybrydowego różnica nie przełoży się na spektakularne wartości w katalogu. Nie ma co liczyć na to, że spalanie nagle spadnie o kilka litrów. Bardziej realny scenariusz to nieco niższe zużycie paliwa przy takim samym stylu jazdy, zwłaszcza w ruchu miejskim i podmiejskim, gdzie hybryda często korzysta z napędu elektrycznego.

Ciekawiej wygląda to w skali całej branży. Każdy procent sprawności odzyskany w silniku pozwala konstruktorom na pewne kompromisy w innych obszarach, np. zastosowanie mniejszej baterii przy zachowaniu podobnego zasięgu na prądzie. To z kolei obniża koszt produkcji, masę auta i zużycie surowców.

W tle toczy się też rywalizacja o to, kto dostarczy producentom najbardziej efektywne napędy. Jeśli rozwiązanie Horse faktycznie potwierdzi parametry w realnych warunkach, w niedługim czasie inni gracze będą musieli odpowiedzieć własnymi interpretacjami stali amorficznej czy podobnych technologii. Hybrydy mogą dzięki temu jeszcze przez długi czas pozostać atrakcyjną alternatywą dla aut spalinowych i czysto elektrycznych.