Konečně: na obzoru jsou elektromobily s motory v kolech
foto: YASA, se svolením/Axiální motor
Axiální elektromotory jsou výrazně menší a lehčí a mohou mít i vyšší účinnost. Kvůli technologické náročnosti byly dlouho vyhrazeny jen pro exkluzivní využití – ale teď se dostávají do sériové výroby.
Automobilka Mercedes-Benz v červnu spustila sériovou výrobu elektromotoru, který se v automobilovém průmyslu objevuje už řadu let, ale dosud hlavně ve špičkových sportovních elektromobilech nebo hybridech. Takzvaný motor s axiálním magnetickým tokem, označovaný také jako axial flux motor, nabízí více výkonu při menších rozměrech a nižší hmotnosti. Tato kombinace, a také příznivý diskový tvar, z něj dělá jednoho z nejzajímavějších kandidátů pro další vývoj elektromobility.
Konstruktéři už řadu let experimentují s pohonem integrovaným přímo do kol. Takové řešení by odstranilo část mechanických komponent mezi motorem a kolem a uvolnilo prostor v karoserii. Hlavní překážkou dosud byla vysoká neodpružená hmotnost, která zhoršuje jízdní vlastnosti. Menší a lehčí axiální motory tento problém sice úplně neřeší, ale mohou jej zmírnit.
Rozdíl mezi běžným elektromotorem a axiálním motorem vychází především z jejich uspořádání. Klasický trakční elektromotor připomíná válec. Magnetický tok probíhá radiálně, tedy kolmo k ose otáčení. Axiální motor naopak využívá uspořádání podobné dvěma diskům umístěným proti sobě. Magnetický tok probíhá podél osy otáčení.
Tato na první pohled drobná konstrukční změna mění rozložení aktivních částí motoru. Větší část elektromagnetické síly působí ve větší vzdálenosti od osy otáčení, což umožňuje dosahovat vysokého točivého momentu při kompaktnější konstrukci.
Axiální motory jsou menší a lehčí
Teoreticky mohou axiální motory přinést drobné zlepšení účinnosti (moderní trakční elektromotory už dnes běžně dosahují účinnosti přes 95 procent a rozdíly mezi jednotlivými konstrukcemi bývají relativně malé), ale hlavní výhoda této technologie spočívá ve vyšší výkonové a momentové hustotě. Prostě poskytují, vzhledem ke své hmotnosti a objemu, víc výkonu a točivého momentu. Nebo obráceně: stejný výkon lze získat z menšího a lehčího motoru.
Úspora hmotnosti i objemu se pohybuje v desítkách procent, kalkulačně můžeme uvažovat zhruba čtvrtinu. Lákavé je, že větší výhodu mají axiální motory z pohledu momentu než výkonu.
Menší rozměry i hmotnost axiálních motorů jsou důvodem, proč se o tuto technologii dlouhodobě zajímají výrobci sportovních vozů. Každý kilogram navíc zhoršuje jízdní vlastnosti a každý kousek prostoru zabraný pohonným systémem omezuje možnosti konstrukce vozu. Proto se motory tohoto typu se objevily v supersportech značek Ferrari, Lamborghini nebo McLaren. A jejich největším dodavatelem byla specializovaná firma YASA. Ta se na podzim 2025 pochlubila motorem, který má při hmotnosti 12,7 kg výkon přes 1000 koní (krátkodobě) a cca 500 koní trvale.
Firmu YASA v roce 2021 koupil Mercedes – a ten teď tvrdí, že vyřešil technické problémy a že ve své berlínské továrně spouští hromadnou výrobu.
Právě kvůli technické náročnosti byla produkce axiálních motorů omezena na individuální výrobu, nanejvýš malé série. Jejich konstrukce totiž vyžaduje velmi malé rozměrové tolerance, komplikovanější práci s magnety i náročné spojování jednotlivých částí. Zvláštní pozornost vyžaduje také chlazení, které je pro dlouhodobé využití vysokého výkonu klíčové.
Sériová výroba axiální motory zlevní
Mercedes musel do industrializace výroby axiálních motorů investovat nemalé prostředky. Uvádí, že výroba zahrnuje 98 výrobních kroků – a desítky nových procesů a řadu patentových přihlášek. Je patrné, že většina těchto inovací nesouvisí se samotným principem motoru, ale s jeho výrobou.
Bohužel, firma dosud nezveřejnila plánované objemy a hlavně výrobní náklady. Je totiž otázka, jak velkou část nákladového handicapu axiálních motorů oproti těm tradičním mají na svědomí nízké objemy výroby a nezralost výrobních procesů, a kolik vychází přímo z konstrukce motoru a nezmizí tedy ani při vyšších objemech.
Psali jsme
Největší světový výrobce baterií zveřejnil hlavní strategický cíl vývoje. Jde o technologii lithium-vzduch, která může uskladnit víc energie…
Je pravděpodobné, že axiální motory budou stále nákladnější. Je tedy možné, že do těch nejlevnějších elektromobilů se neprosadí nikdy – ale přesto je může čekat široké využití. V hledáčku je mají výrobci letadel a hlavně takzvaných eVTOL strojů, tedy letounů schopných vertikálního startu a přistání. Zatímco u elektromobilu znamená úspora několika desítek kilogramů příjemné zlepšení parametrů, v letectví může stejná úspora rozhodnout o ekonomické životaschopnosti celého projektu.