Technologie, která obrací elektromotor naruby
Drtivá většina dnešních elektromobilů používá radiální elektromotory. Magnetické pole v nich proudí kolmo k ose otáčení — od středu ven, podobně jako paprsky jízdního kola. Axiální motor funguje úplně jinak: magnetický tok proudí rovněžně s osou, skrze dva rotorové disky, které zleva a zprava svírají stator jako sendvič.
Výsledek? Motor, který je při stejném výkonu dramaticky kratší a lehčí. Zatímco běžný elektromotor vpředu zabírá v délce 30–40 centimetrů, axiální jednotka Mercedesu má na šířku necelých 9 centimetrů. Zadní motory jsou ještě subtilnější — každý zhruba 8 centimetrů. Tři takové motory pohánějí nové AMG GT a dohromady zaberou méně místa než jeden konvenční.
O tom, proč se axiální motory dosud nedostaly do běžných elektromobilů, jsme psali už dříve. Odpověď byla jednoduchá: jejich výroba je pekelně složitá. Teď Mercedes ukázal, že i to jde překonat — a ve velkém.
98 kroků, 35 světových novinek a přes 30 patentů
Výrobní proces v Marienfelde nemá v automobilovém světě obdoby. Celkem 98 výrobních kroků, z toho 65 Mercedes používá vůbec poprvé a 35 procesů je celosvětově nevídaných. Společnost kvůli nim podala více než 30 patentových přihlášek. Na ploše 30 000 metrů čtverečních, ve třech halách a na sedmi linkách, se spojuje laserová technika, umělá inteligence a řemeslná preciznost.
Klíčovou výzvou bylo například vinutí statoru. Aby se do stejného prostoru dostalo více mědi a zvýšila se hustota výkonu, používá Mercedes obdélníkový drát namísto tradičního kulatého. Ten je však třeba ohýbat do extrémně těsných rádiusů — bez pomačkání, bez poškození izolace, bez zúžení průřezu. Mercedes společně s partnery vyvinul speciální proces, který kombinuje maximální přesnost s průmyslovou rychlostí — něco, co dosud nikdo nezvládl.
Ještě náročnější je propojování cívek. Každý konec musí být spojen se správným vodičem v extrémně stísněném prostoru, aniž by okolní plastové díly utrpěly tepelné poškození. Řešením je vysoce přesný laser, který dodá minimum energie přesně na místo svaru. Proces trvá zlomek sekundy a AI optická kontrola jej dokumentuje v reálném čase.
"Svatba": když se potkají magnety o síle 900 kilogramů
Nejpůsobivější okamžik celé výroby nese v interní hantýrce Mercedesu přiléhavé jméno: "svatba". V tomto kroku je stator — srdce motoru — vtlačován mezi dva rotorové disky osazené permanentními magnety. Ty ovšem nejsou žádní drobečkové: během montáže působí magnetické síly až 9 kilonewtonů, což odpovídá zhruba 900 kilogramům.
Aby motor fungoval, musí stator zůstat přesně v magnetické středové rovině s tolerancí menší než 0,1 milimetru — tedy přibližně na tloušťku lidského vlasu. V poslední půlsekundě procesu přebírá řízení speciální algoritmus, který polohu koriguje vysokofrekvenčními řídicími impulzy. Není to o hrubé síle — je to o inteligenci, senzorech a absolutní preciznosti.
Z britského startupu do německé průmyslové legendy
Axiální motor Mercedesu nevznikl na rýsovacím prkně ve Stuttgartu. Jeho technologické základy položila britská firma YASA (zkratka z "Yokeless And Segmented Armature"), specialista na extrémně kompaktní vysoko-výkonné motory. Když Mercedes v roce 2021 YASA plně odkoupil, bylo jasné, že s technologií myslí naprosto vážně.
Od akvizice prošel motor zásadním přepracováním — jak v samotné konstrukci, tak ve výrobních postupech — aby splnil nároky automobilové velkosériové výroby s jejími požadavky na odolnost, životnost a opakovatelnou kvalitu. Když jsme o motoru YASA psali poprvé, vážil 13 kilogramů a dával 1 000 koní. Tehdy to byla technologická perlička pro fajnšmekry. Dnes je z toho sériový produkt vyráběný na sedmi linkách.
První ostré nasazení: AMG GT se třemi motory
Prvním sériovým vozem s novými axiálními motory je Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé. A inženýři z Affalterbachu nešetřili: vůz dostal hned tři axiální jednotky — jednu na přední nápravě, dvě vzadu. Každá náprava je integrována do takzvané High Performance Electric Drive Unit (HP.EDU), která spojuje motor s kompaktní planetovou převodovkou v jediném pouzdře.
Výsledná čísla vyrážejí dech: 0–100 km/h za 2,1 sekundy, maximální rychlost 300 km/h (s paketem Driver's Package). Pro srovnání: Bugatti Veyron, ještě před patnácti lety absolutní král rychlosti, zvládal stovku za 2,5 sekundy. Že AMG myslí výkon smrtelně vážně, dokázalo ostatně už loni — technologický demonstrátor CONCEPT AMG GT XX zajel na okruhu v Nardò rekordních 40 000 kilometrů za 7 dní a 13 hodin a stanovil 25 dlouhodobých rekordů.
Co to znamená pro elektromobilitu — nejen tu prémiovou
První nasazení míří do špičkového AMG, ale důsledky sahají mnohem dál. Axiální motor zásadně mění možnosti, jak může být elektromobil uspořádán. Díky minimální délce motorů získávají konstruktéři nebývalou svobodu: více místa pro baterie, pro kabinu, pro zavazadelník.
Lehčí motory znamenají nižší hmotnost vozu — a v elektromobilitě je každý ušetřený kilogram znát. Buď delší dojezd při stejné baterii, nebo menší, levnější baterie při stejném dojezdu. V sázce je i něco dalšího: pokud se podaří výrobu zefektivnit a zlevnit, axiální motory mohou jednou pohánět i dostupnější elektromobily.
Mercedes není jediný, kdo na technologii pracuje. Audi použilo axiální motory v supersportu Nuvolari, Ferrari s nimi koketuje v modelu Luce. Ale Mercedes je první, kdo ji dotáhl do velkosériové produkce. A to je zásadní rozdíl: prototyp umí postavit každý. Sériová linka za desítky, ne-li stovky milionů eur — to je skutečný test odhodlání.
"Se zahájením velkosériové výroby axiálního motoru v Berlíně-Marienfelde přivádíme průkopnickou inovaci do průmyslové reality," řekl při spuštění výroby Michael Schiebe, člen představenstva Mercedes-Benz odpovědný za výrobu, kvalitu a dodavatelský řetězec. "Vysíláme tím silný signál technologického vedení, provozní excelence a transformace automobilového průmyslu v Německu."
Slavnostního spuštění se zúčastnil i německý spolkový ministr dopravy Patrick Schnieder a berlínská senátorka Ute Bonde — účast, která jen podtrhuje politický význam okamžiku pro německý průmysl. A symbolika místa je silná: továrna v Marienfelde funguje od roku 1902, tedy přes 120 let. Dřív se tu montovaly spalovací motory. Dnes se tu píše budoucnost elektromobility.
