Le conversazioni più diffuse sulle auto elettriche di solito si concentrano sulle dimensioni degli schermi, sulla velocità del software o sulla capacità della batteria, ma la vera rivoluzione ingegneristica avviene nel profondo del telaio. Mercedes-Benz vuole dimostrare la propria supremazia nel campo della meccanica avviando la produzione su larga scala di un motore elettrico davvero insolito. La casa automobilistica tedesca ha scelto il suo storico stabilimento di Berlino-Marienfelde per costruire questo nuovo sistema di trasmissione. Fondato nel 1902, questo sito è la fabbrica più antica nella lunga storia del marchio. Invece di chiuderlo, la direzione lo ha trasformato in un centro high-tech per auto elettriche premium e tecnologie di propulsione avanzate.
I veicoli elettrici più comuni oggi in circolazione si affidano a motori a flusso radiale convenzionali. In queste configurazioni, le forze magnetiche spingono verso l'esterno come i raggi di una ruota di bicicletta. La Mercedes si sta allontanando da quello standard del settore scommettendo fortemente sulla tecnologia del flusso assiale. In un progetto a flusso assiale, la forza elettromagnetica fluisce parallelamente all'asse rotante anziché irradiarsi verso l'esterno. Questa modifica consente alle parti interne di sedersi in una disposizione piatta a forma di disco.
Come si vede nell'immagine sopra, due rotori magnetici racchiudono un singolo statore centrale da sinistra e da destra. Questa intelligente disposizione meccanica consente agli ingegneri di ridurre significativamente le dimensioni complessive del motore e allo stesso tempo di aumentarne la potenza erogata.
Il nuovo motore fa il suo debutto ufficiale sul mercato all'interno della coupé a 4 porte Mercedes-AMG GT ad alte prestazioni. Poiché l’architettura del flusso assiale rimane notevolmente sottile, il motore elettrico montato sull’asse anteriore misura poco meno di 9 cm di larghezza. I due motori elettrici che azionano le ruote posteriori sono ancora più piccoli, ciascuno dei quali misura circa 8 cm di larghezza. Gli ingegneri inseriscono questi sottili propulsori direttamente in un'unità di azionamento elettrica compatta ad alte prestazioni. Questa unità raggruppa i motori sottili insieme a un piccolo riduttore epicicloidale per risparmiare spazio prezioso.
I conducenti non devono confondere le ridotte dimensioni fisiche di questi motori con la mancanza di prestazioni. Il motore dell'asse anteriore gira a velocità elevate che superano i 15.000 giri al minuto. Quando lavora insieme all'interno della Mercedes-AMG GT Coupé a 4 porte completamente elettrica, l'esclusivo layout del propulsore crea un'intensa accelerazione: il veicolo ad alte prestazioni parte da fermo a 100 km/h in 2,1 secondi. Per gli acquirenti che scelgono il Driver's Package opzionale, continua ad accelerare fino a raggiungere una velocità massima di 300 km/h.
La società britannica YASA ha creato i primi prototipi che gli ingegneri Mercedes hanno utilizzato come punto di partenza. Il produttore tedesco ha visto un potenziale sufficiente in questa tecnologia per acquistare completamente YASA nel 2021. Per testare la durabilità del progetto prima di iniziare l'assemblaggio di massa, l'azienda ha costruito la CONCEPT AMG GT XX. Questo dimostratore tecnologico ha completato un test di resistenza sulla pista di Nardò in Italia, dove ha guidato ininterrottamente per 7 giorni e 13 ore. L'auto ha percorso più di 40.000 km durante la corsa e ha stabilito 25 distinti record di velocità su lunga distanza per i veicoli elettrici.
Il passaggio da un prototipo a una catena di montaggio di massa è un noto grattacapo nel settore automobilistico. Per raggiungere questo obiettivo, la fabbrica di Berlino ha dedicato al progetto 30.000 metri quadrati di superficie, distribuendo i macchinari in tre enormi capannoni e sette linee di produzione. I lavoratori devono gestire un complesso processo di assemblaggio che prevede 98 passaggi separati. Il team di ingegneri ha dovuto progettare 65 di queste fasi di produzione appositamente per il marchio, e 35 dei processi sono completamente nuovi per l’industria manifatturiera globale, il che alla fine ha portato a più di 30 nuove domande di brevetto.
La forma unica del motore crea gravi problemi di produzione per il team di produzione. La fabbrica deve utilizzare filo di rame piatto e rettangolare per formare le bobine interne invece del comune filo tondo. La forma quadrata consente alla fabbrica di inserire più rame nel piccolo telaio, ma piegare il filo di rame spesso ad alta velocità attorno agli angoli acuti senza strappare lo strato isolante protettivo è incredibilmente difficile. Gli addetti all'assemblaggio utilizzano laser automatizzati per saldare le delicate estremità dei cavi all'interno di un alloggiamento angusto. Il laser deve applicare calore istantaneamente per evitare di sciogliere le strutture di plastica situate proprio accanto ai punti di saldatura.
Un’altra sfida complessa riguarda la saldatura a trasmissione laser sulle parti in plastica della trasmissione. Questo processo richiede precisione geometrica per evitare di danneggiare le parti circostanti. Per garantire una produzione affidabile, Mercedes-Benz utilizza un software di intelligenza artificiale ottica per controllare le giunzioni in tempo reale. Il sistema di telecamere AI identifica la posizione esatta di ciascuna parte, crea zone di sicurezza virtuali su aree fragili e guida il percorso del laser. Il processo crea guarnizioni che mantengono un'elevata pressione dell'olio e resistono a pesanti sollecitazioni fisiche.
La parte più drammatica dell'intera catena di montaggio avviene durante una fase che gli operai chiamano il "matrimonio". Qui è dove i bracci automatizzati abbassano lo statore centrale tra i due pesanti dischi del rotore. Poiché i rotori contengono magneti permanenti, si attraggono l'uno verso l'altro con una forza immensa di 9 kN. Questa attrazione magnetica crea una forza pari a circa 900 kg. Il sistema di assemblaggio robotizzato deve mantenere lo statore perfettamente stabile nell'esatto piano centrale tra i magneti, consentendo una tolleranza di errore minima inferiore a 0,1 mm. Un programma per computer dedicato monitora l'allineamento e invia aggiustamenti correttivi ad alta frequenza durante gli ultimi 0,5 secondi del processo.
Le linee di assemblaggio high-tech operano proprio accanto al Mercedes-Benz Digital Factory Campus. Dal 2022, questo campus utilizza la rete digitale MO360 dell'azienda per testare nuovi software di produzione. Il lancio della linea di motori a flusso assiale arriva in un momento storico importante per il marchio. Siamo nel 2026, ovvero esattamente 140 anni da quando Carl Benz brevettò il suo veicolo originale nel 1886. Per festeggiare, la casa automobilistica guiderà tre berline Classe S in 140 località in tutto il mondo in un tour promozionale che durerà fino a ottobre.
I dirigenti aziendali trascorreranno l’anno celebrando i veicoli storici a benzina e spingendo le opzioni elettriche tradizionali come CLA e GLC, ma il vero futuro dell’azienda poggia su questi complicati motori elettrici. Per competere a livello globale sono necessari volumi elevati e qualità costante. Rischiando ingenti capitali su 35 processi di assemblaggio globali mai sperimentati, l’azienda tedesca scommette che i motori ultrasottili daranno alle sue auto elettriche premium un vantaggio permanente rispetto ai rivali internazionali.
