Čínské automobilky udávají tempo ve vývoji baterií a na trh posílají modely, které se nabíjejí stále rychleji. Jak si ale vedou v konstrukci samotného elektromotoru? Tým z technické univerzity RWTH Aachen porovnal 115 pohonných jednotek z čínských, evropských a amerických aut. Rozdíly se ukázaly mimo jiné v použitých materiálech a ve volbě konstrukce motoru.
Jedním z nejvýraznějších posunů posledních let je růst otáček. U starších jednotek ve srovnání se maximální hodnoty pohybovaly zhruba od 8 000 do 17 000 otáček za minutu. Nejnovější motory překračují hranici 20 000 a některé zvládnou i více než 30 000 otáček za minutu. Z vyšších otáček mohou konstruktéři těžit i u auta, od kterého nikdo nečeká sportovní výkony. Potřebný výkon totiž mohou dostat z menšího a lehčího motoru.
Takové řešení ovšem zvyšuje nároky na přesnost výroby, chlazení i převodové ústrojí. Přínos je přesto v číslech dobře vidět. U zkoumaných synchronních motorů s permanentními magnety vzrostl průměrný špičkový výkon na kilogram hmotnosti z 1,68 kW/kg u jednotek z roku 2019 na 2,43 kW/kg u modelů z let 2024 a 2025. Rozdíl činí přibližně 45 procent. Tento vývoj byl patrný u motorů z Číny, Evropy i Spojených států.
Mohlo by vás zajímat
Výzkumníci rozebrali a porovnali jednotky z 80 elektrifikovaných aut modelových ročníků 2019 až 2025. Sledovali konstrukci, výkonové parametry, použité materiály i výrobní technologie a výsledky zveřejnili v odborném časopise Energies. Podrobně se věnovali čínským pohonům. Při porovnání s evropskými a americkými jednotkami se ukázalo, že výrobci na všech třech trzích vycházejí z podobných konstrukčních principů.
Čína zkouší odlehčit skříň motoru
Jeden z rozdílů se ukázal na vnějším plášti motoru. Někteří čínští výrobci začali zkoušet skříně z hořčíkových slitin, které mohou být přibližně o 20 až 30 procent lehčí než běžné hliníkové. Úspora se týká hmotnosti skříně a promítá se i do hmotnosti celé jednotky. V porovnávaném souboru se s tímto materiálem vědci setkali výhradně u čínských motorů.
Vývoj je znát i na chlazení. Z třinácti zkoumaných elektromotorů modelového ročníku 2025 jich klasické vodní chlazení používalo už jen šest. Odklon od tohoto řešení se přitom projevil napříč trhy. S rostoucími otáčkami a výkonem, který se konstruktéři snaží dostat z menší jednotky, se odvádění tepla stává jedním z důležitých úkolů při návrhu pohonu.
Proč BMW a Renault volí jinou cestu
V celém souboru výrazně převažovaly synchronní elektromotory s permanentními magnety. Vědci jich napočítali 95. Dalších 20 jednotek bylo asynchronních. Ty se obejdou bez permanentních magnetů, v širokém rozsahu provozních režimů však zpravidla dosahují nižší účinnosti.
V čínské části vzorku chyběl synchronní motor s elektricky buzeným rotorem. Tuto koncepci používají například BMW a Renault, protože jim umožňuje obejít se bez prvků vzácných zemin potřebných pro výrobu permanentních magnetů. Čínské automobilky mají k těmto surovinám i k hotovým magnetům díky domácímu průmyslu snazší přístup. Důvodů pro volbu konkrétního motoru je tak víc. Vedle výkonu a účinnosti záleží na ceně výroby, dostupnosti materiálů a na tom, na které dodavatele se výrobce může při velkosériové výrobě spolehnout.
Větší rozdíl může řidič poznat u baterie
Ještě před několika lety se na čínská auta v Evropě často hledělo s despektem. Dnes přicházejí čínské automobilky s jedním elektromobilem za druhým a parametry některých z nich jsou pro evropskou konkurenci těžko dosažitelné. Srovnání z Cách ukazuje, proč je při hodnocení tohoto náskoku důležité rozlišovat jednotlivé části auta. V konstrukci elektromotorů mají evropští i američtí výrobci k dispozici obdobná řešení jako čínská konkurence a dokážou vyvíjet jednotky se srovnatelně vyspělou technikou.
Samotný elektromotor může za optimálních podmínek dosáhnout účinnosti přes 95 procent. Pro další skokové zlepšení tak zbývá poměrně málo prostoru. U baterie je prostor pro změnu větší a výsledek řidič pocítí v běžném provozu. Vyšší energetická hustota může prodloužit dojezd nebo snížit hmotnost auta, rychlejší nabíjení zkrátí zastávky na delších cestách a cena i životnost baterie ovlivňují, kolik bude auto stát při koupi a během používání.
Mohlo by vás zajímat
Ve vývoji a výrobě baterií má Čína silnou pozici. U elektromotorů se otázka pro evropské automobilky přesouvá z konstrukčních kanceláří do továren. Špičkový motor vyvinout umějí. O jejich konkurenceschopnosti rozhodne také to, zda ho zvládnou vyrábět stejně efektivně, v podobných objemech a za srovnatelné náklady jako čínští soupeři.
