Motorová revoluce: lehounký motor, který z elektromobilů udělá hypersporty
Elektromotor velikosti většího talíře o hmotnosti jako plná nákupní taška a přesto silný jako tisíc koní. Zní to jako sci-fi, ale britská společnost YASA pod křídly Mercedesu už to má v laboratoři. Axiální motor s rekordní hustotou výkonu může převrátit vzhůru nohama svět elektrických pohonů: dnes živí především hypersporty Ferrari či Lamborghini, zítra může změnit i to, jak budou vypadat obyčejné elektromobily.
Tisíc koní v balíčku o hmotnosti pár kilo
Představte si elektromotor, který váží jen 12,7 kilogramu a přitom zvládne výkon 1 000 koní. Přesně to ukazuje britský start-up YASA, dnes patřící pod Mercedes-Benz. Vyvinul nový motor s axiálním tokem, který má potenciál zásadně přepsat pravidla konstrukce elektrických pohonů – zatím především u těch nejrychlejších a nejdražších aut.
U tohoto typu motoru probíhá magnetický tok i síla otáčející rotorem rovnoběžně s osou otáčení. Klíčové komponenty, tedy rotor a stator, mají podobu plochých disků umístěných proti sobě. Naproti tomu u běžného radiálního motoru jde o klasický „válec“ se statorem po obvodu, rotorem uvnitř a magnetickým polem směřujícím od středu ven.
Axiální vs. radiální: jiná geometrie, jiný potenciál
Motory s axiálním tokem fungují tak, že magnetické pole i točivá síla jsou vedeny podél osy hřídele. U radiálních motorů je tomu naopak: magnetický tok se šíří od středu směrem ven. Radiální řešení dnes dominuje v sériových elektromobilech i hybridech, ale axiální koncepce se derou ke slovu jako možný základ příští generace elektrických pohonů. Hlavní trumf? Prostorová úspornost.
Protože jsou jednotlivé prvky poskládány jako tenké disky nad sebou, může být celý motor mnohem plošší a zároveň lehčí. Přitom dokáže vyvinout velmi vysoký výkon. YASA tvrdí, že vyladěním konstrukce a výrobního procesu se jí podařilo dostat na špičku současné techniky a vytvořit jednotku, která zvládne až 1 000 koní.
Ještě před pár měsíci společnost jako dceřiná firma Mercedes-Benz oznámila prototyp axiálního motoru, který váží zmíněných 12,7 kg a dosahuje špičkového výkonu 750 kW. To odpovídá přibližně 1 000 koním a znamená to úctyhodnou měrnou hustotu výkonu 59 kW na kilogram hmotnosti.
Nový rekord v hustotě výkonu
Tímto motorem YASA překonala i vlastní dosavadní rekord. Ten měl výkon 55 kW, hmotnost 13,1 kg a hustotu výkonu okolo 42 kW/kg. Nová jednotka je tedy zároveň lehčí, silnější a výrazně výkonnější v poměru ke své hmotnosti.
Je ale potřeba zdůraznit, že jde o špičkové hodnoty, kterých lze dosáhnout jen po omezenou dobu. Samotná YASA uvádí, že cílem je, aby nový motor zvládal v běžném provozu dlouhodobý výkon v rozmezí 350–400 kW, tedy zhruba 530 koní. I to je na tak miniaturní agregát ohromující.
Vysoký výkon bez exotických materiálů
Podle vývojového týmu stojí za skokovým nárůstem výkonu kombinace sofistikovanější konstrukce a účinnějšího chlazení. Díky tomu se motor méně přehřívá, pracuje stabilněji a s vyšší účinností – a to vše bez nutnosti používat extrémně drahé nebo „exotické“ materiály.
Zakladatel a šéf YASA Tim Woolmer nešetří sebevědomím a tvrdí, že jeho motor „změní pravidla hry ve světě vysoce výkonných automobilů“. A z aktuálního nasazení v praxi se zdá, že nejde o prázdná slova.
Nejdřív supersporty, až potom běžná auta
Zatím není cílem YASA pohánět tímto motorem obyčejné rodinné elektromobily. Smysl nyní dává především v prostředí extrémně výkonných strojů, kde je každý kilogram navíc problém. Čím menší a lehčí je samotný pohonný systém, tím více prostoru a hmotnostní rezervy zbývá pro baterii či sofistikovanější podvozek. To znamená lepší jízdní vlastnosti i delší dojezd.
Kde už se technologie YASA objevila? Jeden z příkladů je Ferrari SF90 Stradale, které používá tři motory této značky s celkovým výkonem 217 koní na podporu osmiválce. Celý systém tak dává téměř 1 000 koní. Dalším příkladem je Ferrari 296 GTB, kde motor YASA na zadní nápravě přidává kolem 165 koní.
Koenigsegg Regera využívá trojici motorů YASA s kombinovaným výkonem 700 koní a Lamborghini Revuelto sází na dva motory YASA na přední nápravě. Technologii této firmy už používá i Mercedes-AMG ve svém čtyřdveřovém kupé GT.
Pro běžného řidiče je podstatné, že podobné inovace zpravidla časem „prosakují“ i do mainstreamu. Automobilky už dnes hojně staví na technologiích převzatých ze závodů a supersportů. Motory, které jde snadno škálovat, vyrábět ve velkém a přitom mají skvělý poměr hmotnosti, výkonu a zastavěného prostoru, jsou pro ně nesmírně atraktivní.
Proč se tyhle motory zatím nedostanou do každého elektromobilu
Zní to ideálně, ale problém leží v tom, co je zároveň hlavní výhoda axiálního motoru – tedy v jeho odlišném principu. Celé výrobní platformy dnešních elektromobilů jsou navrženy a optimalizovány pro radiální pohony. Přechod na jinou koncepci by znamenal zásadní změny v konstrukci, výrobních procesech i dodavatelských řetězcích.
Investice do nové infrastruktury a úpravy linek by byly enormní. Pro svět supersportů a závodních speciálů, kde se vyrábí krátké série a cena nehraje tak velkou roli, už jsou motory s axiálním tokem realitou. U běžných osobních aut se ale jejich masové nasazení zatím jeví jako otázka vzdálenější budoucnosti.
Jak axiální motor vlastně pracuje
Pro lepší pochopení celé revoluce je dobré vrátit se k principu funkce. U motoru s axiálním tokem jsou magnetický tok i síla otáčení zarovnány s hřídelí. To umožňuje kompaktní „placatý“ tvar a efektivnější využití materiálu. Naproti tomu u radiálního motoru se magnetický tok šíří směrem od středu ven, což vyžaduje jinou geometrii a zabírá více místa.
Tento rozdíl v uspořádání vede k tomu, že axiální jednostky mohou dosahovat vyšší hustoty výkonu – tedy více kilowattů na jednotku objemu či hmotnosti. To je rozhodující pro aplikace, kde se počítá každý centimetr a každý gram, typicky právě u špičkových elektromobilů nebo závodních strojů.
Výhody v účinnosti, dojezdu i životnosti
Kompaktní konstrukce není jedinou předností. Motory s axiálním tokem mají potenciál být úspornější z hlediska spotřeby elektrické energie. V praxi to znamená, že při stejné kapacitě baterie mohou poskytnout delší dojezd.
Schopnost generovat vysoký výkon při menším energetickém zatížení se pozitivně projeví i na životnosti. Menší tepelné namáhání a vyšší účinnost snižují opotřebení jednotlivých komponent, což se může promítnout do delšího servisního intervalu i celkové spolehlivosti.
Co to znamená pro budoucnost aut
Pokud se axiální motory podaří dostat do sériové velkovýroby, mohou automobilkám výrazně pomoci při snižování hmotnosti a zvyšování efektivity jejich vozů. Menší a lehčí pohon uvolní prostor pro větší baterie nebo inovativnější konstrukci podvozku. Zároveň umožní navrhovat karoserie s lepší aerodynamikou, protože pohonná jednotka nebude tolik svazovat tvary.
Překážkou je dnes hlavně fakt, že současné výrobní linky a platformy jsou postaveny kolem radiálních motorů. Přechod na jinou technologii vyžaduje zásah prakticky do všeho – od konstrukce vozu přes dodavatele komponent až po servisní zázemí.
Za hranice automobilů: letadla, lodě a další
I přes tyto překážky vypadají vyhlídky motorů s axiálním tokem velmi slibně. S postupným zdokonalováním technologií a poklesem výrobních nákladů se dá očekávat jejich širší nasazení. Nejen v elektromobilech, ale také v letectví, námořní dopravě nebo třeba v průmyslových aplikacích, kde se opět hraje o každý centimetr a kilogram.
V konečném důsledku tak axiální motory představují důležitý krok k efektivnějšímu a udržitelnějšímu využívání energie napříč dopravou. Nabízejí vysoký výkon v minimálním balení a mají potenciál proměnit náš pohled na konstrukci pohonných systémů i na to, jak přemýšlíme o mobilitě jako takové.
.« Nejlepší levné SUV z druhé ruky, které se nekazí a jezdí za nic. Tohle je skrytý poklad trhu pro rozumné řidiče SUV, které Češi milují: Spolehlivé, univerzální a jako ojetina za super peníze »
