Les conversations grand public sur les voitures électriques se concentrent généralement sur la taille des écrans, la vitesse des logiciels ou la capacité de la batterie, mais la véritable révolution technique se produit au plus profond du châssis. Mercedes-Benz veut prouver sa domination mécanique en lançant la production à grande échelle d'un moteur électrique très inhabituel. Le constructeur automobile allemand a choisi son usine historique de Berlin-Marienfelde pour construire ce nouveau système d'entraînement. Créé en 1902, ce site est la plus ancienne usine de la longue histoire de la marque. Au lieu de le fermer, la direction l’a transformé en un centre de haute technologie pour les voitures électriques haut de gamme et les technologies de propulsion avancées.
Les véhicules électriques les plus courants sur la route aujourd’hui reposent sur des moteurs à flux radial conventionnels. Dans ces configurations, les forces magnétiques poussent vers l'extérieur comme les rayons d'une roue de vélo. Mercedes s'éloigne de cette norme industrielle en misant fortement sur la technologie de flux axial. Dans une conception à flux axial, la force électromagnétique circule parallèlement à l’axe de rotation plutôt que de rayonner vers l’extérieur. Ce changement permet aux pièces internes de s'asseoir dans une disposition plate en forme de disque.
Comme le montre l'image ci-dessus, deux rotors magnétiques prennent en sandwich un seul stator central à gauche et à droite. Cet agencement mécanique astucieux permet aux ingénieurs de réduire considérablement la taille globale du moteur tout en augmentant sa puissance de sortie.
Le nouveau moteur fait ses débuts officiels sur le marché à bord du coupé Mercedes-AMG GT 4 portes hautes performances. Parce que l'architecture du flux axial reste remarquablement fine, le moteur électrique monté sur l'essieu avant mesure un peu moins de 9 cm de largeur. Les deux moteurs électriques entraînant les roues arrière sont encore plus petits, chacun mesurant environ 8 cm de large. Les ingénieurs intègrent ces moteurs minces directement dans une unité d’entraînement électrique compacte haute performance. Cette unité regroupe les moteurs minces avec un petit réducteur planétaire pour économiser un espace précieux.
Les conducteurs ne doivent pas confondre la petite taille physique de ces moteurs avec un manque de performances. Le moteur de l’essieu avant tourne à des vitesses rapides dépassant 15 000 tours par minute. Lorsque vous travaillez ensemble à bord du coupé 4 portes Mercedes-AMG GT entièrement électrique, la configuration unique du groupe motopropulseur crée une accélération intense : le véhicule de haute performance démarre d'un arrêt à 100 km/h en 2,1 secondes. Pour les acheteurs qui choisissent le Driver's Package en option, il continue d'accélérer jusqu'à atteindre une vitesse de pointe maximale de 300 km/h.
La société britannique YASA a créé les premiers prototypes que les ingénieurs de Mercedes ont utilisés comme point de départ. Le constructeur allemand a vu suffisamment de potentiel dans cette technologie pour racheter complètement YASA en 2021. Pour tester la durabilité de la conception avant de commencer l'assemblage en série, l'entreprise a construit le CONCEPT AMG GT XX. Ce démonstrateur technologique a réalisé un test d'endurance sur le circuit de Nardo en Italie, où il a roulé en continu pendant 7 jours et 13 heures. La voiture a parcouru plus de 40 000 km au cours de sa course et a établi 25 records de vitesse sur longue distance pour les véhicules électriques.
Passer d’un prototype à une chaîne d’assemblage de masse est un casse-tête notoire dans l’industrie automobile. Pour ce faire, l'usine de Berlin a consacré 30 000 mètres carrés de surface au sol au projet, répartissant les machines dans trois immenses halls et sept lignes de production. Les travailleurs doivent gérer un processus d’assemblage complexe qui implique 98 étapes distinctes. L'équipe d'ingénierie a dû concevoir 65 de ces étapes de fabrication spécifiquement pour la marque, et 35 de ces processus sont complètement nouveaux pour l'industrie manufacturière mondiale, ce qui a finalement donné lieu à plus de 30 nouvelles demandes de brevet.
La forme unique du moteur crée de graves problèmes de fabrication pour l’équipe de production. L'usine doit utiliser du fil de cuivre plat et rectangulaire pour former les bobines internes au lieu du fil rond commun. La forme carrée permet à l'usine d'emballer plus de cuivre dans le cadre minuscule, mais il est incroyablement difficile de plier un fil de cuivre épais à grande vitesse autour d'angles vifs sans déchirer la couche d'isolation protectrice. Les ouvriers d'assemblage utilisent des lasers automatisés pour souder les extrémités délicates des fils à l'intérieur d'un boîtier exigu. Le laser doit appliquer de la chaleur instantanément pour éviter de faire fondre les structures en plastique situées juste à côté des points de soudure.
Un autre défi complexe concerne le soudage par transmission laser sur les pièces en plastique de la transmission. Ce procédé exige une précision géométrique pour éviter d'endommager les pièces environnantes. Pour garantir une production fiable, Mercedes-Benz utilise un logiciel d'IA optique pour vérifier les joints en temps réel. Le système de caméra AI identifie la position exacte de chaque pièce, crée des zones de sécurité virtuelles sur les zones fragiles et guide le trajet laser. Le processus crée des joints qui maintiennent une pression d’huile élevée et résistent à de fortes contraintes physiques.
La partie la plus dramatique de toute la chaîne de montage se déroule lors d'une étape que les ouvriers de l'usine appellent le « mariage ». C'est là que des bras automatisés abaissent le stator central entre les deux lourds disques du rotor. Comme les rotors contiennent des aimants permanents, ils tirent l’un vers l’autre avec une force immense de 9 kN. Cette traction magnétique crée une force égale à environ 900 kg. Le système d'assemblage robotique doit maintenir le stator parfaitement stable dans le plan central exact entre les aimants, permettant une infime tolérance d'erreur inférieure à 0,1 mm. Un programme informatique dédié surveille l'alignement et envoie des ajustements correctifs à haute fréquence au cours des 0,5 dernières secondes du processus.
Les chaînes de montage de haute technologie fonctionnent juste à côté du Mercedes-Benz Digital Factory Campus. Depuis 2022, ce campus utilise le réseau numérique MO360 de l'entreprise pour tester de nouveaux logiciels de fabrication. Le lancement de la gamme de moteurs à flux axial intervient à un moment historique important pour la marque. Nous sommes maintenant en 2026, ce qui marque exactement 140 ans depuis que Carl Benz a breveté son véhicule d'origine en 1886. Pour fêter ça, le constructeur automobile conduit trois berlines de Classe S dans 140 emplacements à travers le monde lors d'une tournée promotionnelle qui dure jusqu'en octobre.
Les dirigeants d'entreprise passeront l'année à célébrer les véhicules à essence historiques et à promouvoir les options électriques grand public comme le CLA et le GLC, mais le véritable avenir de l'entreprise repose sur ces moteurs électriques complexes. Pour être compétitif à l’échelle mondiale, il faut des volumes élevés et une qualité constante. En risquant des capitaux importants sur 35 processus d'assemblage mondiaux inédits, l'entreprise allemande parie que les moteurs ultra-minces donneront à ses voitures électriques haut de gamme un avantage permanent sur ses rivales internationales.
