Elektriska superbilar letar efter sätt att ta bort vikt och kyla ner sig

Tunga batterier och överhettade motorer är hinder när nischtillverkare som Ferrari elektrifierar sina bilmodeller.

OXFORD, England — Ferrari och Mercedes-Benz är bland de biltillverkare som vänder sig till nystartade företag som det Daimler-ägda elmotorföretaget YASA för att få expertis och teknik för att lösa de unika utmaningarna med att elektrifiera superbilar.

Hastigheten har alltid varit av största vikt för superbilstillverkarna, och nu tävlar de om att bli elektriska innan klimatpolitiken förbjuder deras förbränningsmotorer i regioner som Europa, där tillsynsmyndigheterna planerar att tillåta att endast bilar med nollutsläpp säljs efter 2035.

Men batterier är oerhört tunga och elmotorer överhettas om de körs för hårt – stora problem för en nischindustri som tar ut hundratusentals dollar för lättviktsbilar som är utformade för både banan och vägen.

I år köpte Daimler YASA, som har utvecklat en högpresterande elmotor med ”axialt flöde” som väger 23 kg, vilket är en bråkdel av en nästan 300 kg tung V-12-motor i en Ferrari, och som har ungefär samma storlek och form som en ratt.

YASA tillverkar redan motorer för Ferrari, den svenska superbilstillverkaren Koenigsegg samt ett icke namngivet brittiskt superbilsföretag. Det kommer nu att leverera till det högpresterande AMG-märket hos Daimler, som äger Mercedes.

Saietta är baserat bara några kilometer från YASA, som ligger i den engelska staden Oxford, och har utvecklat en serie vattenkylda axialflödesmotorer.

Företaget förbereder sig för att tillverka motorer för den stora asiatiska motorcykelmarknaden, men berättade för Reuters att det hade skapat en större prototyp och förde samtal med en tillverkare av hyperbilar, och att två andra hade visat intresse.

”Dessa tillverkare kan förbränningsmotorer framåt, bakåt och ut och in”, säger Graham Lenden, Chief Commercial Officer på Saietta. ”Men de känner inte till elektriska drivlinor och vad de letar efter är någon som håller dem i handen.”

Detta är dock ett outforskat område, eftersom det ännu inte finns någon tydlig färdplan för elbilar för högpresterande fordon. Superbilstillverkarna kommer att behöva investera miljarder dollar för att överleva när förbränningsmotorerna försvinner, utan någon garanti för att den teknik de inför kommer att löna sig på lång sikt.

Vikten är fienden

Superbilar och hyperbilar i den högsta kategorin – båda sportbilar med prestanda på gränsen till professionell tävlingsnivå – är en mycket lönsam och kapitalintensiv nischmarknad för biltillverkarna.

Konsultföretaget AlixPartners och dataföretaget IHS Markit uppskattar att mer än 152 000 sportbilar av ”lyx” och ”superlyx” med ett pris mellan 137 000 och 13,7 miljoner dollar kommer att säljas globalt år 2021, och att marknaden förväntas öka med nästan 50 procent till 223 000 bilar år 2026.

YASA:s grundare Woolmer sade dock att hans företags långsiktiga uppdrag från Daimler var att få ner kostnaderna i framtida versioner av sin motor så att biltillverkaren kan använda dem i hela sitt bilsortiment när den övergår till elbilar.

”Fordonsteknik skalas inte till volym över en natt, man brukar börja med premiumnischsektorer”, säger Woolmer.

Tillverkarna av högpresterande elbilar måste i slutändan hitta sätt att utveckla lättare och kraftfullare batterier.

Men eftersom dagens batteriteknik inte kan konkurrera med bensinmotorns uthålliga kraft, omprövar de också allt från elmotorer till material för karosserier.

Axialflödesmotorer är platta, runda enheter – kallade ”pannkakor” – som är lättare och effektivare än konventionella cylindriska ”radialflödesmotorer”, eller ”korvar”.

YASA:s motor är oljekyld, vilket innebär att den aldrig blir överhettad och är mycket effektivare än en konventionell motor, säger Tim Woolmer, som utvecklade enheten som en del av sin doktorsexamen vid Oxfords universitet och sedan grundade företaget 2009.

Eftersom motorn är effektivare kan den förlänga räckvidden för ett elfordon med upp till 7 procent, och eftersom den använder mindre energi kan biltillverkarna ta bort en del av de tunga batterierna och minska fordonets vikt med upp till 10 procent, tillade han.

YASA har en liten anläggning vid sitt huvudkontor i Oxford där man tillverkar motorer för Ferraris SF90 Stradale och 296 GTB hybridmodeller samt testmotorer för AMG. Daimler undersöker hur man kan skala upp denna produktion vid sina egna fabriker.

YASA:s vd Chris Harris sade att dess förvärv av det tyska företaget inte hade avslutat dess arbete med kunder som Ferrari.

”De vill att vi ska fortsätta att arbeta med våra superbilskunder eftersom det är det som är ledande”, tillade han. ”När tekniken mognar kan den sprida sig vidare.”

Ferraris teknikchef Michael Leiters beskrev YASA-motorn i sina hybridmodeller som en ”fordonsnyhet” och tillade att den italienska sportbilstillverkaren skulle stödja sig på leverantörernas tekniska expertis i sin strävan att bli elektrisk.

Om man inte har råd med en elektrisk superbil kan man köpa motsvarigheten inom elscooter som är en så kallad fatbike, kolla in dom på Elscooter-Fatbike.se hur cool är inte dom!

Batterirevolution behövs

Bilföretagen ser också bortom motorer i sina planer för viktminskning.

Mate Rimac, vd för den kroatiska tillverkaren av elektriska hyperbilar Rimac, sade att både chassit och karossen i C-Two-modellen är gjorda av kolfiber och att batterierna utgör en del av bilens struktur för att spara vikt.

Företaget, som håller på att bilda ett samriskföretag med Volkswagenkoncernens lyxiga sportbilsenhet Porsche som kommer att inkludera VW:s varumärke Bugatti, använder också ”torque vectoring” för att öka prestandan – motorer i hjulen för att hjälpa till att ta kurvor.

Den brittiska sportbilstillverkaren Lotus har utvecklat en ny elektrisk plattform med lätta aluminiumlegeringar som minskar fordonets strukturella vikt med 37 procent och förbereder sin första helelektriska hyperbil.

Lotus, som ägs av kinesiska Geely och malaysiska Etika Automotive, är också verksamt som leverantör och ingenjör till andra biltillverkare. Företaget befinner sig i långt framskridna samtal om att leverera plattformen till en annan biltillverkare och har fått intresseanmälningar från flera andra, sade verkställande direktör Matt Windle.

”Med tanke på kostnaden och hastigheten för elektrifiering är samarbete den rätta vägen att gå”, sade Windle.

Den kinesiska biltillverkaren FAW har gått samman med det amerikanska ingenjörs- och designföretaget Silk EV för att bilda Silk-FAW-företaget, som planerar att bygga elektriska sportbilar i Italien.

Företaget använder kolfiberkomponenter för fordonets chassi och satsar på en motor med hög varvtalseffekt med hjälp av kopparledningsteknik från flyg- och rymdsektorn för att minska motorns vikt med 20 procent, men undersöker även andra alternativ.

”Viktbesparing är ännu viktigare än högre effekt”, säger Roberto Fedeli, Silk-FAW:s vice ordförande för innovation och teknik.

Att minska vikten och använda effektivare motorer kan vara tillräckligt för de flesta rika sportbilsköpare som använder sina fordon för rekreation eller för att pendla och som sannolikt inte vill köra flera höghastighetsrundor på en racerbana.

De som gör det kan få vänta länge.

”Om inte batterierna genomgår en massiv revolution kommer man aldrig att kunna transportera den mängd energi som en bränsletank kan transportera”, säger YASA:s grundare Woolmer.

”För tävlingar av längre slag kommer det att dröja ett tag.”