Renault-Geely Amorfo-Motor mit 98,2 Prozent Wirkungsgrad für Hybridantriebe

Ein Elektromotor aus einer ungewöhnlichen Materialkombination lässt die Autoindustrie aufhorchen – und weckt Erwartungen an deutlich effizientere Hybridantriebe.

Renault und der chinesische Konzern Geely haben über ihr Gemeinschaftsunternehmen Horse einen Elektromotor präsentiert, der nach eigenen Angaben einen Wirkungsgrad von bis zu 98,2 Prozent erzielt. Was zunächst wie ein Laborrekord klingt, soll künftig in gewöhnlichen Hybrid- und Plug-in-Hybridmodellen eingesetzt werden und dort den Energiebedarf schrittweise senken.

Was hinter dem neuen Renault-Geely-Motor steckt

Horse ist ein Gemeinschaftsunternehmen von Renault und Geely, das sich vollständig auf Antriebstechnik konzentriert. Dort entstand ein Aggregat mit der internen Bezeichnung „Amorfo“. Seine Besonderheit ist weder ein besonders leistungsstarker Magnet noch eine ungewöhnliche Kühlung, sondern ein eher unscheinbares, technisch jedoch hochkomplexes Bauteil: der Stator.

Der Stator bildet den feststehenden Teil des Elektromotors, während sich der Rotor in ihm bewegt. Üblicherweise werden Statoren aus laminiertem, kristallinem Elektroblech gefertigt. Horse verfolgt dagegen einen anderen Ansatz und verwendet amorphen Stahl, also ein Metall mit ungeordneter atomarer Struktur.

Der neue Motor erreicht laut Hersteller einen Wirkungsgrad von 98,2 Prozent – ein Wert, der selbst im Vergleich zu modernen E-Antrieben deutlich heraussticht.

Diese ungeordnete Materialstruktur soll vermeiden, dass bei schnell wechselnden Magnetfeldern zu viele energiezehrende Wirbelströme entstehen. Ziel ist es letztlich, jedes Zehntel Watt einzusparen, das andernfalls als Wärme verloren geht.

Extrem dünne Statorbleche im Amorfo-Motor

Neben dem Werkstoff spielt vor allem die Stärke der Bleche eine entscheidende Rolle, aus denen der Stator aufgebaut ist. Horse nennt eine Dicke von lediglich 0,025 Millimetern. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar misst meist zwischen 0,05 und 0,08 Millimetern. In konventionellen Motoren kommen Bleche zum Einsatz, die ungefähr zehnmal dicker sind.

Durch diese enorme Verringerung der Materialstärke sinken die Wirbelstromverluste im Metall deutlich. Geringere Verluste führen zu weniger Wärme, wodurch aus derselben elektrischen Energiemenge mehr Antriebsleistung nutzbar wird.

• Stärke der Statorbleche: 0,025 mm
• Interne Verlustreduktion im Motor: bis zu 50 %
• Angekündigter Wirkungsgrad: 98,2 %
• Leistung: 190 PS
• Drehmoment: 360 Nm

Leistungswerte dieser Art eignen sich besonders für kompakte und mittelgroße Fahrzeuge mit Hybrid- oder Range-Extender-Antrieb. Genau in diesem Segment sieht Horse den Motor: nicht als puren Sportantrieb, sondern als Baustein für mehr Effizienz in der Großserie.

Was 98,2 Prozent Wirkungsgrad in der Praxis bedeuten

Schon heutige Elektroantriebe arbeiten sehr effizient. Abhängig von Bauweise und Betriebspunkt erreichen viele Motoren Werte zwischen etwa 93 und 97 Prozent. Ein Anstieg auf 98,2 Prozent erscheint daher zunächst gering. Fachleute wissen jedoch, dass jeder zusätzliche Fortschritt deutlich schwieriger und kostspieliger wird, je näher ein System an die letzten Prozentpunkte herankommt.

Mit der neuen Technik stellt Horse eine Halbierung der motorinternen Verluste in Aussicht. Das bedeutet nicht, dass sich der Energieverbrauch des gesamten Autos halbiert, da der Motor nur ein Bestandteil des Antriebssystems ist. Sein Beitrag soll dennoch messbar sein.

Auf Systemebene erwartet Horse etwa ein Prozent weniger Energieverbrauch – wenig fürs einzelne Auto, viel im Maßstab von Millionen Fahrzeugen.

Für ein einzelnes Fahrzeug mag ein Prozent im Alltag kaum ins Gewicht fallen. Über 15 Jahre Nutzung, hohe jährliche Fahrleistungen und große Fahrzeugflotten gerechnet, summieren sich daraus jedoch gewaltige Energiemengen. Für Hersteller sind jedes Zehntelliter Kraftstoff und jede Kilowattstunde wichtig, um Flottenziele und CO₂-Vorgaben zu erfüllen.

Labor und Realität: Wie belastbar sind die Zahlen?

Die genannten 98,2 Prozent beruhen auf Messungen des Herstellers. Solche Tests werden üblicherweise unter idealisierten Laborbedingungen durchgeführt: bei exakt festgelegter Temperatur, optimalem Lastpunkt, ohne Alterung und mit perfekt abgestimmter Peripherie.

Auf der Straße verändern sich die Voraussetzungen fortlaufend. Ein Motor arbeitet nur selten im besten Wirkungsgradbereich, Materialien werden warm und kühlen wieder ab, während Magnete und Isolierungen altern. Viele Ingenieure kennen diesen Unterschied: Werte vom Prüfstand wirken oft besser als jene Daten, die später im Alltagsbetrieb erfasst werden.

Renault und Geely verraten bislang weder, in welchem Modell noch ab wann der Motor serienmäßig eingesetzt werden soll. Fest steht lediglich, dass er bereits im Produktportfolio von Horse aufgeführt ist. Damit könnte er theoretisch allen Marken der beteiligten Gruppen zur Verfügung stehen – darunter Renault, Dacia, mögliche Renault-Partner sowie Geely-Marken wie Volvo oder Lotus.

Warum chinesische Konzerne beim Antrieb aufdrehen

In den zurückliegenden Jahren prägten japanische und europäische Hersteller den Markt für effiziente Antriebe. Toyota und Honda setzten mit Hybridmotoren Maßstäbe, während deutsche Premiumhersteller mit ausgefeilten Elektromaschinen überzeugten. Chinesische Marken wollen dieses Feld inzwischen nicht mehr anderen überlassen.

Hersteller wie Dongfeng und Changan kündigten zuletzt Verbrennungsmotoren mit Wirkungsgraden nahe 50 Prozent an – ein ausgesprochen hoher Wert für Ottomotoren. BYD stellte zudem einen Elektromotor vor, der als besonders innovativ gilt und auf extrem niedrigen Verbrauch ausgelegt ist.

Der Amorfo-Motor reiht sich in eine Welle neuer Antriebskonzepte ein, mit denen vor allem asiatische Hersteller Effizienzrekorde jagen.

Für Renault ist die Zusammenarbeit mit Geely sowie die Ausgliederung der Antriebstechnik in Horse ein strategischer Schritt. Entwicklungskosten lassen sich teilen, Know-how bündeln und neue Anforderungen schneller umsetzen. Der Einsatz amorphen Stahls im Stator ist ein Ergebnis dieser Allianz.

Was amorpher Stahl eigentlich ist

Der Ausdruck „amorph“ klingt zunächst theoretisch. In der Werkstoffkunde beschreibt er Materialien, deren Atome nicht in regelmäßigen Kristallgittern angeordnet sind, sondern eher ungeordnet verteilt vorliegen. Glas ist ein klassisches Beispiel für einen amorphen Stoff.

In Elektromotoren ergeben sich daraus zwei Vorteile:

• Magnetische Eigenschaften können präziser abgestimmt werden.
• Verluste durch wechselnde Magnetfelder sinken, weil weniger geordnete „Kanäle“ für Wirbelströme entstehen.

Der Nachteil liegt in der anspruchsvollen und teuren Fertigung dieser Bleche. Die dünnen Schichten müssen äußerst präzise hergestellt, gestanzt und gestapelt werden. Für die Massenproduktion ist das eine echte Herausforderung.

Was der neue Motor für Hybridfahrer bedeuten kann

Wer bereits einen Hybrid oder Plug-in-Hybrid nutzt, nimmt Effizienzsteigerungen häufig zuerst durch einen ruhigeren Lauf und weniger Wärmeentwicklung wahr. Hat der Motor geringere innere Verluste, kann die Kühlung kleiner ausgelegt werden, Lüfter müssen seltener mit maximaler Leistung arbeiten und das gesamte System läuft weniger belastet.

Hinzu kommt der schrittweise Effekt auf den Verbrauch. Wird je 100 Kilometer etwas weniger Energie benötigt, kann die elektrische Reichweite im Hybridbetrieb steigen. Im Idealfall bleibt das Fahrzeug länger im E-Modus, der Verbrenner schaltet sich seltener zu und seine Komponenten verschleißen langsamer.

Entscheidend wird sein, wie Hersteller den Motor in das Gesamtsystem integrieren:

• als Hauptantrieb in Vollhybriden
• als E-Motor in Plug-in-Hybriden mit größerer Batterie
• als Bestandteil eines Range-Extender-Konzepts, bei dem ein kleiner Verbrenner ausschließlich als Generator arbeitet

Wie sich Effizienz im Alltag bemerkbar machen könnte

Am Ende interessieren Fahrer vor allem die Kosten für Strom oder Kraftstoff, nicht die Nachkommastelle im Datenblatt. Ein um ein Prozent geringerer Energieverbrauch kann im Alltag bedeuten, mit einer Tankfüllung oder Akkuladung einige Dutzend Kilometer weiter zu kommen.

Insbesondere bei Unternehmensflotten mit tausenden Fahrzeugen kann sich ein solcher scheinbar kleiner Vorteil rasch auszahlen. Weniger Energie senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern reduziert auch die Emissionen über den gesamten Lebenszyklus der Fahrzeuge. Dadurch gewinnen Hersteller Spielraum, stärkere Versionen anzubieten, ohne ihre Flottenziele zu gefährden.

Technikinteressierte werden aufmerksam verfolgen, wie sich der Motor später in unabhängigen Tests bewährt. Sollten die realen Werte auch nur annähernd an die angekündigte Effizienz heranreichen, könnte der Amorfo-Motor zur Vorlage für kommende Generationen von Elektroantrieben werden.