Renault i Geely sięgają po koronę efektywności
Nowy silnik elektryczny opracowany przez Renault i jego chińskiego partnera Geely wywołuje spore poruszenie w branży motoryzacyjnej. Urządzenie ma pracować niemal bez strat energii — ale co tak naprawdę oznacza to dla kierowców na co dzień?
Wspólne przedsięwzięcie obu koncernów ogłosiło właśnie techniczny rekord: silnik elektryczny do napędów hybrydowych osiągający zadeklarowaną sprawność na poziomie 98,2 procent. Za tą liczbą kryje się nie tylko sprytna inżynieria obliczeniowa, lecz przede wszystkim innowacyjny materiał w samym sercu jednostki napędowej — i mnóstwo pytań o to, ile z tego zostanie w codziennej jeździe.
Od ponad roku największe koncerny motoryzacyjne intensywnie pracują nad poprawą efektywności swoich napędów. Przez długi czas japońscy i europejscy producenci wyznaczali standardy w tej dziedzinie. Tymczasem chińskie grupy, takie jak BYD, Dongfeng czy Changan, weszły do tej gry z rozmachem i regularnie ogłaszają kolejne rekordy.
Na tym tle swoją pozycję zaznacza teraz dywizja napędowa Horse — spółka joint venture Renault i Geely. Jej najnowsze dzieło to silnik elektryczny o nazwie „Amorfo", zaprojektowany głównie z myślą o pojazdach hybrydowych i tzw. range extenderach, czyli silnikach spalinowych pełniących rolę generatora prądu w samochodach elektrycznych.
Silnik Amorfo ma osiągać sprawność 98,2 procent — wartość wyjątkowo wysoka nawet na tle nowoczesnych silników elektrycznych dostępnych na rynku.
Dla porównania: typowe silniki elektryczne, w zależności od konstrukcji i zastosowania, osiągają sprawność między 93 a 97 procentami. Może się wydawać, że to mały krok, jednak w technice napędowej jest to wynik naprawdę godny uwagi — zwłaszcza gdy mówimy o milionach pojazdów poruszających się po drogach.
Sekret w stojanie: amorforyczna stal zamiast klasycznych blach
Kluczem do sukcesu nowego silnika jest materiał użyty w stojanie, czyli nieruchomej części, w której wytwarza się pole magnetyczne. Horse zdecydowało się odejść od klasycznej, krystalicznej blachy elektrotechnicznej i zastosować stal amorficzną. Atomy w tym materiale są nieuporządkowane — podobnie jak w szkle, bez stałej sieci krystalicznej.
Ta struktura znacząco zmienia właściwości magnetyczne materiału:
- mniejsze straty w polu magnetycznym
- ograniczone nagrzewanie się elementów
- niższe zapotrzebowanie na energię przy tej samej mocy wyjściowej
Szczególnie imponuje grubość zastosowanych blach: lamele stojana mają zaledwie 0,025 milimetra. To mniej więcej dziesięć razy cieniej niż w wielu współczesnych silnikach elektrycznych — i wyraźnie cieniej niż ludzki włos.
Dzięki ekstremalnie cieniutkim lamelom prądy wirowe w metalu mają być drastycznie zredukowane. To właśnie te prądy pochłaniają w konwencjonalnych silnikach znaczną część energii, zamieniając ją w bezproduktywne ciepło.
Horse deklaruje wewnętrzną redukcję strat w samym silniku o około 50 procent. To właśnie z tego wynika końcowa sprawność ogólna na poziomie 98,2 procent.
Co dają 190 KM i 360 Nm w praktyce?
Pod względem parametrów technicznych silnik wpisuje się wyraźnie w potrzeby nowoczesnych pojazdów hybrydowych. Producent podaje następujące dane:
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Moc maksymalna | 190 KM |
| Moment obrotowy | 360 Nm |
| Obszar zastosowań | hybrydy i range extendery |
| Maksymalna sprawność | 98,2% (wartość laboratoryjna) |
Przy 190 KM i 360 niutonometrach silnik bez problemu porusza średniej wielkości SUV-a lub kompaktową limuzynę — szczególnie w połączeniu z silnikiem spalinowym w układzie hybrydowym. To nie jest akademicki projekt badawczy, lecz jednostka wyraźnie ukierunkowana na produkcję seryjną.
Tylko 1 procent oszczędności — czy to się opłaca?
W odniesieniu do całego układu hybrydowego Horse szacuje oszczędność energii na poziomie około 1 procenta. Na pierwszy rzut oka brzmi to niezbyt imponująco. Ktoś, kto czyta o „najbardziej wydajnym silniku elektrycznym na świecie", instynktownie spodziewa się dwucyfrowych oszczędności w zużyciu paliwa.
Rzeczywistość techniki napędowej jest jednak bardziej trzeźwa: w nowoczesnych układach największe możliwości poprawy zostały już wykorzystane. Każdy kolejny postęp jest droższy i technicznie trudniejszy, a przynosi jedynie kilka punktów procentowych — albo właśnie ten jeden procent.
Jeden procent oszczędności na pojazd wydaje się błahostką, ale zsumowany na milionach samochodów przez wiele lat przekłada się na ogromne ilości zaoszczędzonej energii.
Dla operatorów flot, dużych klientów korporacyjnych czy koncernów zobowiązanych do spełnienia rygorystycznych norm CO₂, tego rodzaju postęp efektywności jest wszystkim, tylko nie bez znaczenia. Może zdecydować o tym, czy zostaną nałożone kary finansowe, czy nie.
Wartość laboratoryjna a codzienność: jak wiarygodne jest 98,2 procent?
Podane 98,2 procent pochodzi z pomiarów producenta wykonanych w precyzyjnie określonych warunkach laboratoryjnych. W praktyce na efektywność silnika wpływa wiele czynników:
- temperatura układu napędowego
- zmiany obciążenia w ruchu miejskim
- zakresy prędkości obrotowych na autostradzie
- starzenie się materiałów i łożysk
- straty w elektronice mocy i skrzyni biegów
Stanowiska badawcze mierzą przeważnie w idealnych warunkach: optymalny zakres temperatur, stała prędkość obrotowa, zdefiniowane punkty obciążenia. Na drodze warunki te zmieniają się co sekundę. Dlatego rzeczywiste sprawności są praktycznie zawsze niższe od marketingowej liczby widniejącej w karcie katalogowej.
Co więcej — nawet jeśli silnik rzeczywiście osiąga 98,2 procent, nie mówi to nic o sprawności całego układu napędowego. W pojazdach hybrydowych dochodzą falowniki, przekładnie, sprzęgła i silnik spalinowy, z których każdy generuje własne straty energii.
Kto jako pierwszy zastosuje nowy silnik?
Intrygujące pozostaje pytanie, które marki rzeczywiście wprowadzą silnik Amorfo do produkcji seryjnej. Horse dostarcza swoje rozwiązania przede wszystkim do:
- Renault i marek z nim powiązanych
- firm z grupy Geely, takich jak Volvo czy inne spółki zależne
- innych producentów kupujących technologię napędową od zewnętrznych dostawców
Oficjalnie Horse nie ujawniło jeszcze, w jakich modelach silnik pojawi się jako pierwszy. Można sobie wyobrazić jego zastosowanie w przyszłych plug-in hybrydach lub w samochodach, w których silnik spalinowy pełni wyłącznie funkcję generatora prądu.
Warto odnotować jeden istotny szczegół: silnik jest już oficjalnie wpisany do katalogu firmy. Nie istnieje wyłącznie jako prototyp koncepcyjny — jest konkretnie dostępny, co stanowi wyraźny sygnał dla potencjalnych klientów zarówno wewnątrz, jak i poza ekosystemem Renault.
Co to właściwie jest amorforyczna stal?
Wielu czytelników może zatrzymać się przy pojęciu „stal amorficzna". Chodzi o to, że zwykła stal ma strukturę krystaliczną — jej atomy ułożone są w regularny wzorzec. W stali amorficznej ten porządek nie istnieje, co pozwala potocznie mówić o „metalicznym szkle".
W polu magnetycznym takie materiały mają kilka istotnych zalet:
- szybciej się namagnesowują i odmagnesowują, co jest korzystne przy wysokich prędkościach obrotowych
- generują mniejsze straty histerezy, czyli mniejsze „tarcie" w polu magnetycznym
- ekstremalnie cienkie taśmy redukują prądy wirowe, które w innym przypadku nagrzewają metal
Jest jednak pewien haczyk: produkcja jest skomplikowana. Stal wytwarza się zazwyczaj w postaci cienkiej taśmy przy bardzo wysokiej prędkości chłodzenia, co podbija koszty i wymaga specjalistycznych procesów obróbki w zakładzie. Czy taka technologia będzie ekonomicznie uzasadniona w produkcji masowej — to jeden z kluczowych znaków zapytania przy tym koncepcie.
Realne korzyści dla kierowców
Dla kogoś, kto po prostu chce kupić samochód i nim jeździć, pojawia się jedno proste pytanie: czy w ogóle można poczuć ten silnik na co dzień?
Kilka efektów jest całkowicie prawdopodobnych:
- nieco większy elektryczny zasięg w przypadku plug-in hybrydów
- minimalnie niższe zużycie paliwa, szczególnie w ruchu miejskim stop-and-go
- możliwe ograniczenie nagrzewania się układu napędowego przy dużym obciążeniu
Nikt jednak nie powinien spodziewać się cudu. Kto teraz tankuje co dwa tygodnie, nie zacznie nagle tankować co trzy. Realistycznie można liczyć na różnice rzędu kilku dziesiątych litra na 100 kilometrów — ale stabilnie, przez dziesiątki tysięcy kilometrów.
Dlaczego efektywność staje się kluczowym argumentem sprzedażowym
Napęd elektryczny dawno przestał być produktem niszowym i stał się rozwiązaniem masowym. Właśnie dlatego szczegóły takie jak sprawność silnika zyskują na znaczeniu. Wielkie skoki zostały już wykonane — teraz liczy się precyzyjne dopracowanie w wielu małych obszarach:
- ogniwa akumulatorów z minimalnie niższą rezystancją wewnętrzną
- elektronika mocy z mniejszymi stratami podczas przełączania
- przekładnie z zoptymalizowanymi łożyskami i pompami oleju
- lżejsze zawieszenia i nadwozia
Silnik Amorfo firmy Horse doskonale wpisuje się w ten obraz. Nie jest spektakularnym przełomem, który wywróci branżę do góry nogami z dnia na dzień. Reprezentuje raczej cichy, żmudny postęp w szczegółach — taki, który w ostatecznym rozrachunku decyduje o tym, która marka wygra wyścig o najniższe zużycie i największy zasięg.
Dla polskiego rynku i szerzej — europejskiego — najciekawsze pozostaje jedno: które modele Renault, Volvo lub innych marek z grupy Geely zjadą za rok czy dwa z taśmy produkcyjnej z tym silnikiem — i jakie wyniki zużycia pokażą zarówno na stanowisku pomiarowym, jak i w codziennej eksploatacji.
