Vanlige samtaler om elbiler fokuserer vanligvis på størrelsen på skjermer, programvarehastigheter eller batterikapasitet, men den sanne ingeniørrevolusjonen skjer dypt inne i chassiset. Mercedes-Benz ønsker å bevise sin mekaniske dominans ved å starte storskala produksjon av en høyst uvanlig elektrisk motor. Den tyske bilprodusenten valgte sitt historiske Berlin-Marienfelde-anlegg for å konstruere dette nye drivsystemet. Etablert tilbake i 1902, er dette stedet den eldste fabrikken i merkets lange historie. I stedet for å legge den ned, forvandlet ledelsen den til et høyteknologisk senter for premium elbiler og avansert fremdriftsteknologi.
De fleste vanlige elbiler på veien i dag er avhengige av konvensjonelle radialfluxmotorer. I disse oppsettene presser de magnetiske kreftene seg utover som eikene på et sykkelhjul. Mercedes beveger seg bort fra den industristandarden ved å satse tungt på aksial fluksteknologi. I en aksial fluksdesign flyter den elektromagnetiske kraften parallelt med den roterende akselen i stedet for å stråle utover. Denne endringen gjør at de indre delene kan sitte i en flat, skiveformet layout.
Som vist på bildet ovenfor, danner to magnetiske rotorer en enkelt sentral stator fra venstre og høyre. Dette smarte mekaniske arrangementet gjør det mulig for ingeniører å krympe den totale størrelsen på motoren betraktelig og øke kraftuttaket samtidig.
Den nye motoren gjør sin offisielle markedsdebut i den høyytelses Mercedes-AMG GT 4-dørs Coupe. Fordi den aksiale fluksarkitekturen forblir bemerkelsesverdig tynn, måler den elektriske motoren montert på forakselen i underkant av 9 cm i bredden. De to elektriske motorene som driver bakhjulene er enda mindre, og hver måler omtrent 8 cm bred. Ingeniører legger disse slanke kraftverkene direkte inn i en kompakt høyytelses elektrisk drivenhet. Denne enheten pakker de tynne motorene sammen med en liten planetgirkasse for å spare verdifull plass.
Drivere bør ikke forveksle den lille fysiske størrelsen på disse motorene med mangel på ytelse. Forakselmotoren spinner med høye hastigheter over 15 000 omdreininger per minutt. Når du jobber sammen inne i den helelektriske Mercedes-AMG GT 4-dørs Coupe, skaper den unike drivlinjelayouten intens akselerasjon - det tunge ytelseskjøretøyet starter fra stillestående til 100 km/hin 2,1 sekunder. For kjøpere som velger den valgfrie førerpakken, fortsetter den å akselerere til den når en maksimal topphastighet på 300 km/t.
Et britisk selskap YASA skapte de tidlige prototypene som Mercedes-ingeniører brukte som utgangspunkt. Den tyske produsenten så nok potensial i teknologien til å kjøpe YASA fullstendig i 2021. For å teste holdbarheten til designet før massemontering, bygde selskapet CONCEPT AMG GT XX. Denne teknologidemonstratoren gjennomførte en utholdenhetstest på Nardo-banen i Italia, hvor den kjørte kontinuerlig i 7 dager og 13 timer. Bilen tilbakela mer enn 40 000 km under løpet og etablerte 25 distinkte fartsrekorder over lang avstander for elbiler.
Å flytte fra en prototype til en masse samlebånd er en beryktet hodepine i bilindustrien. For å oppnå dette dedikerte Berlin-fabrikken 30 000 kvadratmeter gulvareal til prosjektet, og spredte maskineriet over tre massive haller og syv produksjonslinjer. Arbeidere må administrere en kompleks monteringsprosess som involverer 98 separate trinn. Ingeniørteamet måtte designe 65 av disse produksjonstrinnene spesifikt for merket, og 35 av prosessene er helt nye for den globale produksjonsindustrien, noe som til slutt resulterte i mer enn 30 nye patentsøknader.
Den unike formen på motoren skaper alvorlige produksjonsproblemer for produksjonsteamet. Fabrikken må bruke flat, rektangulær kobbertråd for å danne de interne spolene i stedet for vanlig rund ledning. Den firkantede formen gjør at fabrikken kan pakke mer kobber inn i den lille rammen, men å bøye tykk kobbertråd i høye hastigheter rundt skarpe hjørner uten å rive det beskyttende isolasjonslaget er utrolig vanskelig. Monteringsarbeidere bruker automatiserte lasere for å sveise de delikate trådendene inne i et trangt hus. Laseren må påføre varme øyeblikkelig for å unngå å smelte plaststrukturene som sitter rett ved siden av sveisepunktene.
En annen kompleks utfordring involverer lasertransmisjonssveising på drivverkdelene i plast. Denne prosessen krever geometrisk presisjon for å unngå å skade de omkringliggende delene. For å garantere pålitelig produksjon bruker Mercedes-Benz optisk AI-programvare for å sjekke leddene i sanntid. AI-kamerasystemet identifiserer den nøyaktige posisjonen til hver del, skaper virtuelle sikkerhetssoner over skjøre områder og styrer laserbanen. Prosessen skaper tetninger som holder høyt oljetrykk og tåler store fysiske påkjenninger.
Den mest dramatiske delen av hele samlebåndet skjer under et trinn som fabrikkarbeidere kaller «bryllupet». Det er her automatiserte armer senker den sentrale statoren mellom de to tunge rotorskivene. Fordi rotorene inneholder permanente magneter, trekker de mot hverandre med en enorm kraft på 9 kN. Dette magnetiske trekket skaper en kraft som tilsvarer omtrent 900 kg. Det robotiske monteringssystemet må holde statoren helt stødig i det eksakte senterplanet mellom magnetene, og tillate en liten feiltoleranse på mindre enn 0,1 mm. Et dedikert dataprogram overvåker justeringen og sender høyfrekvente korrigerende justeringer i løpet av de siste 0,5 sekundene av prosessen.
De høyteknologiske samlebåndene opererer rett ved siden av Mercedes-Benz Digital Factory Campus. Siden 2022 har denne campus brukt selskapets MO360 digitale nettverk for å teste ut ny produksjonsprogramvare. Lanseringen av den aksiale fluksmotorlinjen kommer på et viktig historisk øyeblikk for merkevaren. Det er nå 2026, og markerer nøyaktig 140 år siden Carl Benz patenterte sitt originale kjøretøy i 1886. For å feire det, kjører bilprodusenten tre S-Klasse sedaner til 140 steder rundt om i verden på en kampanjeturné som varer til oktober.
Bedriftsledere vil bruke året på å feire historiske bensinkjøretøyer og presse frem vanlige elektriske alternativer som CLA og GLC, men den virkelige fremtiden til selskapet hviler på disse kompliserte elektriske motorene. Å konkurrere globalt krever høye volumer og jevn kvalitet. Ved å risikere storkapital på 35 uprøvde globale monteringsprosesser, satser det tyske selskapet på at de ultratynne motorene vil gi premium-elbilene deres en permanent fordel over internasjonale rivaler.
