Mainstream-Diskussionen über Elektroautos konzentrieren sich normalerweise auf die Größe der Bildschirme, die Softwaregeschwindigkeit oder die Batteriekapazität, aber die wahre technische Revolution findet tief im Inneren des Chassis statt. Mercedes-Benz will seine mechanische Dominanz unter Beweis stellen und startet die Großserienproduktion eines höchst ungewöhnlichen Elektromotors. Für den Bau dieses neuen Antriebssystems wählte der deutsche Automobilhersteller sein historisches Werk in Berlin-Marienfelde. Der 1902 gegründete Standort ist die älteste Fabrik in der langen Geschichte der Marke. Anstatt es zu schließen, verwandelte das Management es in ein Hightech-Zentrum für Premium-Elektroautos und fortschrittliche Antriebstechnik.
Die meisten heute auf der Straße verbreiteten Elektrofahrzeuge basieren auf herkömmlichen Radialflussmotoren. Bei diesen Anordnungen drücken die magnetischen Kräfte nach außen wie die Speichen eines Fahrradlaufrads. Mercedes entfernt sich von diesem Industriestandard und setzt stark auf die Axialflusstechnologie. Bei einem Axialflussdesign fließt die elektromagnetische Kraft parallel zur rotierenden Achse und strahlt nicht nach außen. Durch diese Änderung können die Innenteile in einer flachen, scheibenförmigen Anordnung angeordnet werden.
Wie im Bild oben zu sehen ist, schließen zwei magnetische Rotoren einen einzelnen zentralen Stator von links und rechts ein. Diese clevere mechanische Anordnung ermöglicht es den Ingenieuren, die Gesamtgröße des Motors deutlich zu verkleinern und gleichzeitig seine Leistungsabgabe zu steigern.
Sein offizielles Marktdebüt feiert der neue Motor im leistungsstarken Mercedes-AMG GT 4-Türer Coupé. Da die Axialflussarchitektur bemerkenswert dünn bleibt, ist der an der Vorderachse montierte Elektromotor nur knapp 9 cm breit. Die beiden Elektromotoren, die die Hinterräder antreiben, sind noch kleiner und jeweils etwa 8 cm breit. Ingenieure stecken diese schlanken Triebwerke direkt in eine kompakte Hochleistungs-Elektroantriebseinheit. Diese Einheit bündelt die dünnen Motoren mit einem kleinen Planetengetriebe, um wertvollen Platz zu sparen.
Autofahrer sollten die geringe Baugröße dieser Motoren nicht mit mangelnder Leistung verwechseln. Der Vorderachsmotor dreht sich mit rasanten Geschwindigkeiten von über 15.000 Umdrehungen pro Minute. Im Inneren des vollelektrischen Mercedes-AMG GT 4-Türer-Coupés sorgt das einzigartige Antriebsstrang-Layout für eine intensive Beschleunigung – aus dem Stand beschleunigt das Hochleistungsfahrzeug in 2,1 Sekunden auf 100 km/h. Wer sich für das optionale Driver’s Package entscheidet, beschleunigt so lange, bis eine maximale Höchstgeschwindigkeit von 300 km/h erreicht ist.
Ein britisches Unternehmen, YASA, erstellte die ersten Prototypen, die den Mercedes-Ingenieuren als Ausgangspunkt dienten. Der deutsche Hersteller sah in der Technologie genug Potenzial, um YASA im Jahr 2021 vollständig zu kaufen. Um die Haltbarkeit des Designs vor Beginn der Massenmontage zu testen, baute das Unternehmen den CONCEPT AMG GT XX. Dieser Technologiedemonstrator absolvierte einen Dauertest auf der Nardo-Strecke in Italien, wo er sieben Tage und 13 Stunden lang ununterbrochen fuhr. Das Auto legte während der Fahrt mehr als 40.000 km zurück und stellte 25 verschiedene Langstrecken-Geschwindigkeitsrekorde für Elektrofahrzeuge auf.
Der Übergang vom Prototypen zum Massenmontageband ist in der Automobilindustrie ein bekanntes Problem. Um dies zu erreichen, stellte das Berliner Werk dem Projekt 30.000 Quadratmeter Nutzfläche zur Verfügung und verteilte die Maschinen auf drei riesige Hallen und sieben Produktionslinien. Die Arbeiter müssen einen komplexen Montageprozess bewältigen, der 98 separate Schritte umfasst. 65 dieser Fertigungsschritte musste das Ingenieursteam speziell für die Marke entwerfen, und 35 der Prozesse sind für die weltweite Fertigungsindustrie völlig neu, was am Ende zu mehr als 30 neuen Patentanmeldungen führte.
Die einzigartige Form des Motors stellt das Produktionsteam vor große Fertigungsprobleme. Die Fabrik muss zur Bildung der inneren Spulen flachen, rechteckigen Kupferdraht anstelle des herkömmlichen Runddrahts verwenden. Die quadratische Form ermöglicht es der Fabrik, mehr Kupfer in den winzigen Rahmen zu packen, aber dicke Kupferdrähte mit hoher Geschwindigkeit um scharfe Ecken zu biegen, ohne die schützende Isolierschicht zu zerreißen, ist unglaublich schwierig. Montagearbeiter verschweißen die empfindlichen Drahtenden in einem engen Gehäuse mit automatisierten Lasern. Der Laser muss sofort Wärme aufbringen, um ein Schmelzen der Kunststoffstrukturen direkt neben den Schweißpunkten zu vermeiden.
Eine weitere komplexe Herausforderung ist das Laserdurchstrahlschweißen der Kunststoffteile des Antriebsstrangs. Dieser Prozess erfordert geometrische Präzision, um eine Beschädigung der umliegenden Teile zu vermeiden. Um eine zuverlässige Produktion zu gewährleisten, nutzt Mercedes-Benz eine optische KI-Software, um die Verbindungen in Echtzeit zu überprüfen. Das KI-Kamerasystem identifiziert die genaue Position jedes Teils, erstellt virtuelle Sicherheitszonen über empfindlichen Bereichen und leitet den Laserweg. Durch den Prozess entstehen Dichtungen, die einem hohen Öldruck standhalten und starken physikalischen Belastungen standhalten.
Der dramatischste Teil des gesamten Fließbandes findet während eines Schritts statt, den Fabrikarbeiter „Hochzeit“ nennen. Hier senken automatisierte Arme den zentralen Stator zwischen den beiden schweren Rotorscheiben ab. Da die Rotoren Permanentmagnete enthalten, ziehen sie mit einer enormen Kraft von 9 kN aufeinander zu. Diese magnetische Anziehung erzeugt eine Kraft von etwa 900 kg. Das Robotermontagesystem muss den Stator perfekt stabil in der exakten Mittelebene zwischen den Magneten halten und eine winzige Fehlertoleranz von weniger als 0,1 mm zulassen. Ein spezielles Computerprogramm überwacht die Ausrichtung und sendet während der letzten 0,5 Sekunden des Prozesses hochfrequente Korrekturanpassungen.
Direkt neben dem Mercedes-Benz Digital Factory Campus laufen die Hightech-Montagelinien. Seit 2022 nutzt dieser Campus das digitale Netzwerk MO360 des Unternehmens, um neue Fertigungssoftware zu testen. Die Einführung der Axialflussmotorenreihe erfolgt zu einem wichtigen historischen Zeitpunkt für die Marke. Wir schreiben jetzt das Jahr 2026 und markieren genau 140 Jahre, seit Carl Benz 1886 sein Originalfahrzeug patentieren ließ. Um dies zu feiern, fährt der Autohersteller auf einer bis Oktober dauernden Promotion-Tour drei S-Klasse-Limousinen an 140 Orte rund um den Globus.
Unternehmensführungskräfte werden das Jahr damit verbringen, historische Benzinfahrzeuge zu feiern und gängige Elektrooptionen wie den CLA und den GLC voranzutreiben, aber die wahre Zukunft des Unternehmens hängt von diesen komplizierten Elektromotoren ab. Um im globalen Wettbewerb bestehen zu können, sind hohe Volumina und gleichbleibende Qualität erforderlich. Indem das deutsche Unternehmen großes Kapital für 35 unerprobte weltweite Montageprozesse riskiert, setzt es darauf, dass die ultradünnen Motoren seinen Premium-Elektroautos einen dauerhaften Vorteil gegenüber der internationalen Konkurrenz verschaffen werden.
