Motor s axiálnym tokom Mercedes-Benz už nevystupuje iba ako technická vízia, ale ako sériovo vyrábaný pohon z berlínskeho závodu Marienfelde. Najstaršia výrobná lokalita značky tým vstupuje do ďalšej fázy svojej viac než 120-ročnej histórie a stáva sa centrom pre vysokovýkonné elektrické motory.
Motor s axiálnym tokom Mercedes-Benz sa vyrába v Berlíne
Mercedes-Benz spustil vo svojom závode Berlín-Marienfelde veľkosériovú produkciu nového elektrického motora s axiálnym tokom. Ide o pohon, ktorý sa prvýkrát objaví v sériovom vozidle v novom vysokovýkonnom modeli Mercedes-AMG GT 4-dverové kupé.
Berlínska prevádzka má pre značku osobitné miesto. Funguje od roku 1902, patrí do globálnej výrobnej siete pohonných jednotiek a od roku 2022 v nej pôsobí aj Mercedes-Benz Digital Factory Campus. Nový projekt ju posúva do pozície centra excelentnosti pre produkciu vysokovýkonných elektromotorov.
Michael Schiebe, člen predstavenstva Mercedes-Benz Group AG zodpovedný za výrobu, kvalitu a riadenie dodávateľského reťazca, označil nábeh výroby za presun prelomovej inovácie elektromobility do priemyselnej praxe. Zdôraznil technologické vedenie, prevádzkovú presnosť aj význam transformácie nemeckého automobilového priemyslu. Osobitne vyzdvihol tím, ktorý projekt dotiahol cez jeho technickú náročnosť a komplexnosť.
Do širšieho priemyselného rámca zaradil nový motor aj spolkový minister dopravy Patrick Schnieder. Podľa neho zvládnutie technológie axiálneho toku predstavuje veľkú príležitosť pre nemecký a európsky automobilový priemysel, najmä v prémiovom segmente. Súčasne pripomenul, že úspech elektromobility bude naďalej závisieť aj od dostupnosti nabíjacej infraštruktúry. Práve tú má podporovať nemecký Hlavný plán pre nabíjaciu infraštruktúru do roku 2030.
Ute Bonde, senátorka pre mobilitu, dopravu, ochranu klímy a životné prostredie spolkovej krajiny Berlín, vníma začiatok výroby ako novú kapitolu pre technológiu vozidiel, priemyselnú hodnotu a premenu mobility. Pre Berlín podľa nej znamenajú podobné projekty dôveru v zmenu, stabilnejšie pracovné miesta a silnejšiu pozíciu v medzinárodnej konkurencii. Marienfelde tak spája tradíciu s technologickým posunom do budúcnosti.
Motor s axiálnym tokom mení víziu na priemyselný proces
Technológia, ktorá sa dlhý čas považovala za mimoriadne náročnú na zavedenie do sériovej výroby, dnes prechádza veľkosériovou produkciou v Berlíne-Marienfelde. Výrobný proces má spolu 98 krokov. Približne 65 z nich je pre Mercedes-Benz nových a 35 procesov patrí medzi svetové novinky.
Vývoj výrobných postupov priniesol viac ako 30 patentových prihlášok. Produkcia prebieha na ploche približne 30 000 štvorcových metrov, rozdelenej do troch hál a siedmich výrobných liniek.
Mercedes-Benz tu kombinuje vysokú mieru automatizácie, laserové technológie, inteligentné riadenie, kontrolu kvality podporovanú umelou inteligenciou a prácu kvalifikovaných zamestnancov. Pri takomto type motora nejde iba o nový produkt, ale aj o nový spôsob jeho priemyselnej výroby.
Samotný nábeh veľkosériovej produkcie kladie vysoké požiadavky na presnosť, stabilitu procesu a automatizáciu. Kompaktné rozmery a vysoká hustota výkonu si vyžiadali výrobné postupy, ktoré vznikli špeciálne pre sériové nasadenie tejto technológie. Tu už nestačí bežné prenesenie laboratórneho riešenia do haly. Každý detail musí fungovať v rytme priemyselného cyklu.
Motor s axiálnym tokom potrebuje presnosť pri každom vinutí
Jedným z kľúčových príkladov je výroba medených cievok. V statore sa pre vysokú hustotu výkonu používa obdĺžnikový medený drôt. V porovnaní s okrúhlym vodičom umožňuje do rovnakého priestoru dostať viac medi, čo má priamy význam pre výkon motora.
Takéto riešenie však prináša aj technickú komplikáciu. Vodič sa musí pri vysokej rýchlosti ohýbať do veľmi malých polomerov. Nesmie sa zlomiť, poškodiť izoláciu ani zmeniť svoj prierez. Mercedes-Benz preto spolu s partnermi vyvinul osobitný výrobný proces, ktorý spája vysokú presnosť s možnosťou priemyselného opakovania.
Náročné je aj prepájanie cievok v statore. Každý koniec cievky sa musí spojiť s príslušným káblovým vodičom vo veľmi obmedzenom priestore. Okolité plastové štruktúry pritom nesmie poškodiť teplo. Riešením je presné laserové spájanie medených vodičov, ktoré pracuje s minimálnym prívodom energie priamo v bode zvárania a s veľmi krátkym časom procesu.
Toto je presne ten typ detailu, ktorý pri bežnom pohľade na hotový elektromotor nevidno. Bez neho by však podobná technológia zostala skôr technickou ukážkou než opakovateľne vyrábaným komponentom.
Motor s axiálnym tokom zvláda laserové spoje aj polyméry
Ďalším citlivým výrobným krokom je laserové zváranie polymérov. Pri plastových dieloch v pohonnej sústave sa využíva laserový prenos, ktorý vyžaduje mimoriadnu geometrickú presnosť a len minimálny energetický zásah do okolia spoja.
Kvalitu spojenia sleduje optická kontrola podporovaná umelou inteligenciou. Tá dokumentuje spoj v reálnom čase a podporuje stabilitu celého procesu. Pri úprave spájaných dielov systém spracovania obrazu na báze umelej inteligencie presne rozpoznáva polohu komponentu, vytvára virtuálne ochranné zóny nad citlivými časťami a dohliada na to, aby laser pracoval iba na určených plochách.
Takto spojené diely musia odolávať tlaku oleja aj vysokému mechanickému zaťaženiu. Výroba preto nestojí len na rýchlosti, ale najmä na kontrole detailov, ktoré rozhodujú o životnosti pohonnej jednotky.
Finálna montáž pracuje s magnetickou silou 9 kN
Záverečná montáž nesie interné označenie „svadba“. Pri tomto kroku sa stator vloží medzi dva rotorové disky s magnetmi a pevne sa s nimi spojí. Na komponenty pritom pôsobia magnetické sily až do 9 kN, čo zodpovedá približne 900 kilogramom.
Popri tejto sile musí stator zostať v magnetickej centrálnej rovine s toleranciou menšou než 0,1 milimetra. Riadiaci algoritmus upravuje jeho polohu v poslednej polsekunde procesu pomocou vysokofrekvenčných riadiacich impulzov.
Mercedes-Benz tým pri montáži nerieši iba silu samotných magnetov. Rozhodujúca je kombinácia senzoriky, presného riadenia, inteligentného algoritmu a opakovateľného výrobného postupu. Pri výkonnom elektromotore s takto kompaktnou konštrukciou sa chyba v desatinách milimetra neodpúšťa.
Motor s axiálnym tokom prináša výkon v úzkom priestore
Základný princíp motora s axiálnym tokom a inovatívny prototyp vyvinula britská spoločnosť YASA, špecialista na elektromotory. Mercedes-Benz ju v roku 2021 získal ako svoju stopercentnú dcérsku spoločnosť a technológiu odvtedy ďalej rozvíja.
Vývoj sa netýkal iba samotného motora, ale aj výrobného procesu. Cieľom bolo prispôsobiť riešenie požiadavkám automobilovej veľkosériovej produkcie, vysokému výkonu a trvalej odolnosti. Motor s axiálnym tokom na prednej náprave dosahuje viac ako 15 000 otáčok za minútu.
V porovnaní s bežnými motormi s radiálnym tokom má motor s axiálnym tokom elektromagnetický tok vedený paralelne s osou rotácie. Jeho hlavné časti sú usporiadané diskovo. Dva rotory obklopujú stator z oboch strán, podobne ako sendvič.
Takáto architektúra prináša kompaktné rozmery, vysokú hustotu výkonu a krútiaceho momentu. Zároveň otvára nové možnosti pri priestorovom riešení hnacieho ústrojenstva. V novom Mercedes-AMG GT 4-dverovom kupé má motor na prednej náprave šírku necelých deväť centimetrov. Dva motory na zadnej náprave sú široké približne osem centimetrov.
Tri motory s axiálnym tokom sú v tomto modeli začlenené do vysokovýkonných elektrických pohonných jednotiek HP.EDU na nápravách. V spoločnom puzdre ich dopĺňa kompaktná jednostupňová planétová prevodovka.
Mercedes-AMG GT ukazuje potenciál novej technológie
Nový Mercedes-AMG GT 4-dverové kupé má ukázať, čo dokáže táto technológia v sériovom výkonnom elektromobile. Plne elektrický model zrýchľuje z 0 na 100 km/h za 2,1 sekundy a s Vodičským balíkom dosahuje maximálnu rýchlosť 300 km/h.
Technologický základ sa predtým výrazne pripomenul aj v Nardò. Technologický nosič CONCEPT AMG GT XX absolvoval rekordnú jazdu, počas ktorej za sedem dní a 13 hodín prekonal viac ako 40 000 kilometrov. Výsledkom bolo 25 diaľkových rekordov.
Pri modeli Mercedes-AMG GT 63 4-dverové kupé sa uvádza kombinovaná spotreba energie 21,0 až 17,9 kWh/100 km a kombinované emisie CO2 0 g/km. Mercedes-AMG GT 55 4-dverové kupé má kombinovanú spotrebu energie 21,0 až 17,8 kWh/100 km a rovnako kombinované emisie CO2 0 g/km.
Tieto hodnoty boli určené podľa metodiky WLTP. Spotreba energie a emisie CO2 pri osobnom vozidle nezávisia len od efektívnosti využívania paliva alebo príslušného nosiča energie, ale aj od štýlu jazdy a ďalších netechnických faktorov.
Motor s axiálnym tokom zapadá do Digital Factory Campus
Nábeh výroby motora s axiálnym tokom priamo súvisí so strategickým rozvojom lokality Berlín-Marienfelde. Mercedes-Benz Digital Factory Campus tu od roku 2022 zohráva významnú úlohu pri digitalizácii výroby v globálnej výrobnej sieti značky.
Kampus funguje ako reálne produkčné prostredie, v ktorom sa vyvíjajú a testujú digitálne aplikácie založené na produkčnom ekosystéme MO360. Berlín-Marienfelde tak pri industrializácii nového motora spája tri oblasti budúcnosti: elektrické vysokovýkonné pohony, digitálnu výrobu a inteligentnú automatizáciu.
Najstarší výrobný závod Mercedes-Benz tým získava novú úlohu. Nejde už iba o miesto s dlhou históriou, ale o prevádzku, ktorá prenáša nové technológie do škálovateľnej a kvalitatívne zabezpečenej sériovej výroby. V automobilovom priemysle má práve toto najväčšiu váhu. Nápad je jedna vec, opakovateľná výroba v tisícoch kusov druhá.
Jubilejný rok pripomína 140 rokov inovácií
Mercedes-Benz v tomto období pripomína aj jubilejný rok s motívom „140 rokov inovácií“. Pred 140 rokmi požiadal Carl Benz o patent na prvý automobil a Gottlieb Daimler krátko nato skonštruoval motorový koč. Značka tým odkazuje na technický základ, z ktorého vyrástla jej súčasná orientácia na inovácie.
Mercedes-Benz spája túto líniu od prvého automobilu z roku 1886 až po dnešné inteligentné a bezpečné elektromobily, medzi ktoré zaraďuje novú GLC a oceňovanú novú CLA. S novou Triedou S zároveň pokračuje v najväčšej modelovej ofenzíve svojej histórie.
Súčasťou osláv je transkontinentálna cesta troch nových sedanov Triedy S do 140 cieľov po celom svete. Každé miesto má reprezentovať technológiu, dedičstvo, priekopnícky duch a globálnu prítomnosť značky. Do osláv sa môžu počas cesty zapojiť zákazníci, fanúšikovia aj kolegovia. Program má pokračovať až do októbra a pokrývať šesť kontinentov.
