Co je axiální elektromotor a proč na něm záleží
Aby bylo jasné, o čem se hovoří: v drtivé většině dnešních elektromobilů – od Tesly po Škodu Enyaq – pracují takzvané radiální elektromotory. Magnetický tok v nich prochází kolmo k ose otáčení, přes válcový vzduchový mezikrok mezi rotorem a statorem. Je to osvědčená, dobře zvládnutá technologie vhodná pro sériovou výrobu.
Axiální motor funguje jinak. Magnetický tok prochází rovnoběžně s osou otáčení, motor má tedy plochu diskového tvaru – odtud anglický přezdívka „pancake motor". Tato geometrie přináší zásadní výhodu: krouticí moment roste s třetí mocninou průměru rotoru, zatímco u radiálního motoru jen s druhou. Výsledkem je výrazně vyšší hustota výkonu při menší hmotnosti.
Jak dramatický je rozdíl v praxi? Britská firma YASA (dceřiná společnost Mercedes-Benz) oznámila v červenci 2025 prototyp axiálního motoru s výkonem 550 kW při hmotnosti pouhých 13,1 kg – hustota výkonu 42 kW/kg. Pro srovnání: špičkový radiální motor Lucid Motors, který platí za jeden z nejlepších na světě, dosahuje 500 kW při hmotnosti 31,4 kg, tedy přibližně 16 kW/kg. Rozdíl je téměř trojnásobný.
Proč tyto motory nejsou v každém elektromobilu
Výkonnostní parametry axiálních motorů jsou přesvědčivé – přesto je jejich průmyslové nasazení minimální. Problém leží v výrobním procesu, konkrétně v navíjení statorových cívek.
Při vyšších otáčkách rotoru trpí axiální motory vířivými proudy (eddy currents) ve vinutí statoru. Ty snižují účinnost a generují teplo. Osvědčeným řešením je použití takzvaných profilovaných lanových vodičů (profiled litz wires) – kabelů složených z mnoha tenkých, vzájemně izolovaných vláken, která jsou spletena tak, aby vířivé proudy potlačovala. Problém je, že stávající výrobní procesy neumějí s těmito speciálními vodiči dobře pracovat. Jejich mechanické vlastnosti jsou odlišné od standardního měděného drátu a stávající navíjecí stroje je zpracovávají jen omezeně, draze a s nízkou opakovatelností.
„Kvůli aktuálně velmi omezené aplikaci je výrobní zralost a stupeň industrializace axiálního elektromotoru stále nízký a výrobní proces proto obvykle nákladný," říká vedoucí projektu David Drexler z PEM RWTH Aachen. „Existuje tedy nutnost zásadně prozkoumat výrobní proces axiálního elektromotoru, zvýšit jeho technologickou připravenost a snížit příslušné náklady."
Projekt REFORMAT: navíjení přímo na jádro statoru
Právě zde vstupuje do hry nový výzkumný projekt REFORMAT, spuštěný 16. března 2026. Název je zkratkou pro „Reformat – Winding Process for Axial Flux Motor Coils from Profiled Litz Wires". Projekt je financován německým spolkovým ministerstvem hospodářství a energetiky po dobu dvou a půl roku. Průmyslovým partnerem je firma Röscher GmbH, specialista na výrobní procesy pro elektrotechniku.
Cílem je vyvinout navíjecí proces, který bude cívky z profilovaných lanových vodičů navíjet přímo na jádra statorů – bez předchozího tvarování cívek odděleně a jejich následného vkládání. Tento přístup by měl výrazně snížit investiční náklady do výrobních linek i složitost procesu. Jak zdůrazňuje profesor Achim Kampker, vedoucí katedry PEM: „Kompaktní konstrukce, modulární stavba a vysoká účinnost dělají z axiálního elektromotoru atraktivní alternativu k zavedené radiální topologii. Zejména v aplikacích s vyššími rohovými a maximálními otáčkami rotoru je ale účinnost motoru kvůli ztrátám vířivými proudy stále nízká."
V rámci projektu má být vyvinuta, postavena a validována procesní stanice. Navíjecí metoda musí být flexibilně přizpůsobitelná různým geometriím cívek a topologiím profilovaných lanových vodičů s různými izolačními systémy. Součástí projektu je i zajištění rozhraní k navazujícím výrobním krokům, aby bylo možné novou stanici integrovat do stávajících výrobních linek – nikoli budovat výrobu od nuly. Podrobnosti projektu zveřejňuje RWTH Aachen na svém webu.
REFORMAT není jediný projekt PEM pro axiální motory
Katedra PEM nespí na vavřínech jen v oblasti výroby vinutí. V únoru 2026 odstartovala paralelní dvouletý projekt NAFTech (Sustainable Axial-Flux Machines Considering Tolerance-Affected Manufacturing Technologies), opět financovaný německou vládou. Tentokrát ve spolupráci s Univerzitou Stuttgart a FAU Erlangen. Cílem NAFTech je vyvinout axiální motor bez vzácných zemin – tedy bez neodymu a dalších kritických materiálů, na nichž jsou dnes téměř všechny výkonné permanentní magnety závislé. Jak upozornila katedra PEM, tato závislost představuje jak nákladové, tak geopolitické riziko pro celý sektor elektromobility.
Oba projekty dohromady – REFORMAT řešící výrobní proces vinutí a NAFTech řešící nezávislost na vzácných zemích – naznačují, že RWTH Aachen usiluje o komplexní průlom v průmyslové realizaci axiálních motorů, nikoli jen o dílčí akademické výsledky.
Kdy to dorazí do sériových elektromobilů?
Zde je nutná novinářská střízlivost. REFORMAT je akademický výzkumný projekt s délkou trvání dva a půl roku. To znamená, že první validované výsledky lze očekávat nejdříve v roce 2028 nebo 2029. Cesta od laboratorního výsledku ke skutečné sériové výrobě pak zabere další roky. Axiální motory v dostupných elektromobilech jsou tedy záležitostí spíše druhé poloviny příští dekády.
Nicméně zájem automobilového průmyslu je prokazatelný. YASA (Mercedes), ale i startupy jako DeepDrive (Mnichov) nebo Evolito intenzivně pracují na komerčním uplatnění těchto motorů. Profesor Kampker z PEM dlouhodobě upozorňuje, že axiální motory mají největší potenciál právě v segmentu výkonných vozidel – kde tlak na minimalizaci hmotnosti a maximalizaci výkonu na malém prostoru dává technologii jasnou výhodu oproti radiálním alternativám.
Výsledky REFORMAT tak mohou poskytnout průmyslovým partnerům konkrétní výrobní recepturu – a přiblížit dobu, kdy se axiální motor přestane objevovat jen v katalozích supersportů a začne být realistickou volbou pro výrobce prémiových elektromobilů.
Jaký je rozdíl mezi axiálním a radiálním elektromotorem v elektromobilu?
V radiálním motoru, který pohání drtivou většinu dnešních elektromobilů, prochází magnetický tok kolmo k ose otáčení přes válcový vzduchový mezikrok. Axiální motor má disk-like tvar – magnetický tok prochází rovnoběžně s osou otáčení. Díky tomu roste krouticí moment s třetí mocninou průměru rotoru (u radiálního motoru jen s druhou), což umožňuje výrazně vyšší hustotu výkonu na kilogram hmotnosti. Axiální motory jsou tak kompaktnější a lehčí při srovnatelném výkonu, ale jejich výroba je dosud výrazně složitější a dražší.
Ve kterých vozidlech se axiální elektromotory již dnes používají?
Axiální motory najdeme dnes téměř výhradně v exkluzivních sportovních vozech, kde slouží zpravidla jako pomocný pohon vedle spalovacího motoru. Konkrétně jde o Ferrari SF90 Stradale a 296 GTB, Lamborghini Revuelto, Koenigsegg Regera nebo McLaren Artura. Firma YASA (dceřiná společnost Mercedes-Benz) dodává axiální motory také pro letecké aplikace a v červenci 2025 představila prototyp s hustotou výkonu 42 kW/kg. V cenově dostupných sériových elektromobilech pro běžné zákazníky se axiální motory zatím neobjevují právě kvůli dosud vysokým výrobním nákladům.
